一种进程热备的冗余系统的制作方法

本实用新型涉及城市轨道交通列车自动化监控领域，尤其是涉及一种进程热备的冗余系统。

背景技术：

城市轨道交通列车自动化监控系统是实现地面运营维护人员实时监控列车运行状况、线路状况、设备实时运行状态的关键系统。为保证地面工作人员及时了解整个线路的运营状况，列车自动化监控系统必须长时间连续可靠运转，为此，系统中关键信息处理设备必须采用容错、冗余配置。

迄今为止，城市轨道交通列车自动化监控系统中所采用的容错、冗余技术通常是以物理设备为基础单元的双机热备冗余，即：配置两台完全相同的硬件设备，部署相同的操作系统和应用软件运行环境、部署相同的应用软件；两台设备同时从外部设备接收和处理数据，但只有处于主用的设备向外发送数据，而另一台作为备用，不向外发送数据；当主用设备发生故障，备用设备将会整体接管，变为主用并向外输出相应信息，原主用设备变为备用，不向外发送数据。

这种传统的建立在设备级的热备冗余技术，始终只有一台设备在参与系统工作，硬件设备的利用率比较低。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种进程热备的冗余系统，其具有提高硬件设备利用率的效果。

本实用新型的上述实用新型目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种进程热备的冗余系统，包括配置有相同应用软件的两个硬件设备，两个所述硬件设备采用双心跳线连接，两个所述硬件设备均设置有总线消息通信模块，所述应用软件仅与总线消息通信模块通信连接，外部设备与所述总线消息通信模块通信连接。

本实用新型进一步设置为：所述总线消息通信模块包括有注册信息库，所述注册信息库存储有应用软件启动时向总线消息通信模块发送的注册信息，所述注册信息包括有消息类型、消息源、自身模块识别信息、注册时间。

本实用新型进一步设置为：所述总线消息通信模块包括有用于判断注册时间先后的判断模块以及根据判断模块标记应用软件主用和备用状态的标记模块。

本实用新型进一步设置为：所有主用的所述应用软件分布于一台或两台设备。

本实用新型进一步设置为：所述总线消息通信模块包括有通知故障应用软件对应的备用应用软件转为主用状态以及故障应用软件转为备用状态的切换模块。

本实用新型进一步设置为：所述总线消息通信模块包括有存储模块，所述存储模块包括有保证收到的消息被正确分发并在收到接收回执后清空和释放内存的即时消息处理区以及记录运算周期内所收到消息并在发送消息后清空和释放相应内存的周期消息缓存区。

本实用新型进一步设置为：所述总线消息通信模块连接有数据中心，所述数据中心存储有周期消息缓存区发送的消息。

本实用新型进一步设置为：所述总线消息通信模块包括有用于监测心跳线及与外部设备通信的双网状况的监测模块。

综上所述，本实用新型的有益技术效果为：

1.通过双心跳线连接和总线消息通信模块的设置，对应用软件进程进行热备，将热备冗余进程化，达到了提高硬件设备利用率的效果；

2.通过监测模块的设置，为避免“单点故障”提供实时信号监测依据；

3.通过数据中心的设置，提供大容量存储空间，数据可供运营维护、大数据分析计算、智能维保等使用。

附图说明

图1是本实用新型实施例的总线教习通信逻辑示意图；

图2是本实用新型实施例的工作示意图；

图3是本实用新型实施例的总体结构示意图。

图中，1、总线消息通信模块；11、注册信息库；12、判断模块；13、标记模块；14、切换模块；15、存储模块；151、即时消息处理区；152、周期消息缓存区；16、监测模块；2、应用软件；3、外部设备；4、数据中心。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

参照图1，为本实用新型公开的一种进程热备的冗余系统，包括配置有相同应用软件2的两个硬件设备，两个硬件设备采用双心跳线连接，两个硬件设备均设置有总线消息通信模块1，应用软件2仅与总线消息通信模块1通信连接，外部设备3与总线消息通信模块1通信连接。本系统采用总线机制的消息交互通信方式，部署于该系统的所有应用软件2进程只与该总线消息通信模块1进行信息交互，进程间不发生任何直接通信，与冗余系统外部设备3的交互也由该总线消息通信模块1完成。

本实用新型从物理硬件角度看，并无真正意义上的主用备用之分，可以一台设备完全参与系统工作；也可以两台设备同时参与系统工作，完成不同的工作任务。

总线消息通信模块1包括有注册信息库11，注册信息库11存储有应用软件2启动时向总线消息通信模块1发送的注册信息，注册信息包括有消息类型、消息源、自身模块识别信息、注册时间。总线消息通信模块1包括有用于判断注册时间先后的判断模块12以及根据判断模块12标记应用软件2主用和备用状态的标记模块13。

应用软件2启动时，向总线消息通信模块1注册自己需要的消息类型、消息源、自身的模块识别信息等。对于相同的应用软件2进程，总线消息通信模块1通过应用软件2进程向其注册的先后顺序来确定主用和备用进程，并告知其主备用标识。应用软件2进程根据主备用标识来确定是否输出业务交互信息，主用进程输出，备用进程不输出。

应用软件2进程输出业务交互信息时，会包含接收该信息的对象标识。总线消息通信模块1根据应用软件2注册信息、业务信息接收对象标识等，将即时信息分发给接收方。

特别地，所有主用的应用软件2分布于可能全部分布在一台设备上，也有可能分布在两台设备，这种方式提高了硬件设备的资源利用率，且降低了每台设备的运行负载，使维护工作的颗粒度也缩小至以软件进程为单位，从而提高了故障或问题定位的准确度，尤其是应用软件2故障的定位更准确。

总线消息通信模块1包括有通知故障应用软件2对应的备用应用软件2转为主用状态以及故障应用软件2转为备用状态的切换模块14。当主用进程故障时，总线消息通信模块1会通知相应的备用进程转为主用，并向故障进程发送强制转为备用的指令，从而实现进程级的热备冗余。

总线消息通信模块1连接有数据中心4，总线消息通信模块1会将每个运算周期内收到的所有信息存储于指定的数据中心4，供运营维护、大数据分析计算、智能维保等使用。

总线消息通信模块1包括有存储模块15，存储区域逻辑上分为即时消息处理区151、周期消息缓存区152。前者保证收到的消息被正确分发，并在收到接收回执后清空并释放内存；后者保证记录运算周期内收到的消息，并在发往数据中心4后清空并释放相应内存。

总线消息通信模块1包括有用于监测心跳线及与外部设备3通信的双网状况的监测模块16，为避免“单点故障”提供实时信号监测依据。

本实施例的实施原理为：参照图1和图2，本系统包括有相同硬件配置的设备1和设备2，部署相同的应用软件2进程（p0、p1、p2、……、pn）和总线消息通信模块1（b1和b2），两台硬件设备之间采用双心跳线连接，从而使总线消息通信模块1在逻辑上形成一个消息资源池。所有与该消息资源池进行逻辑通信的应用软件2进程均可共享池内的即时消息。假使设备1上的应用软件2均为主用进程，在使用过程中主用进程p0和主用进程p2故障时，总线消息通信模块1通知设备1的p0和p2结束进程强制转为备用，同时设备2的p0和p2进程转为主用，实现进程级的热备冗余。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。