一种数据冗余采集通信系统及其通信方法与流程

本发明涉及通信系统数据采集链路技术，尤其涉及一种数据冗余采集通信系统及其通信方法。

背景技术：

现有通信系统中，当一条链路采集不到数据再切换到另外一条备用链路时，需要额外的时间来判断链路通断，因此导致切换时间较长，无法及时传递采集的数据，这对于一些需要快速采集信息的网络来说是致命的。另一方面即便切换备用链路，也需要重新进行数据采集，因此前后两次数据采集的时间，又进一步拉长了后端收到信息的所需时间，由此必然会造成数据延时，而此类延时对于需要数据及时更新的通信系统来说是无法容忍的。

因此通过两条链路同时采集两路数据，经过仲裁后，选取主/副链路中的一份提交到内存数据库，通过这种方式实现冗余的快速数据切换，从而提高数据传输效率。

然而此种简单的冗余通信链路，并不适合所有的使用场景，如在轨道交通的时刻表更新系统中，为了保持能够顺利及时的采集到ats（信号系统）传输的时刻表信息，就必须始终保持通信链路的畅通及稳定，否则一旦发送数据传输异常，轨道交通的时刻表更新系统就无法及时更新时刻表信息，从而造成外部公示的时刻表无法及时预告列车信息，并阻碍轨交内部运营系统的调度工作。

然而此场景下该ats所发出的时刻表信息由于包含ats系统从各个系统/链路中汇聚的多项数据之总成，因此该场景下即便通过简单设置冗余通信链路，但并无法知晓该主/副链路所传输的时刻表信息是否完整及可靠，同时也无法知晓该数据是否存在业务逻辑问题（因为早期轨交所采用的ats系统存在一些bug，如：ats系统偶尔异常，不更新列车信息，比如不发送列车离站信息、不发送列车到站信息，导致时刻表中的数据无法删除。而ats发送的车次也可能被取消，但不会给出通知，导致该车次无法从时刻表中删除），因此目前亟待技术解决上述问题。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种数据冗余采集通信系统及其通信方法，以改进现有冗余通信链路，充分利用链路的冗余特性，对传输的数据进行比对/逻辑筛查处理，以确保下传数据的可靠性。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种数据冗余采集通信系统，用于接入信号系统，其包括：主采集链路，副采集链路，仲裁器，数据处理器，其中所述主采集链路与副采集链路分别接入所述信号系统以获取第一数据包；所述主采集链路与副采集链路分别执行第一处理方案处理所述第一数据包后，向所述仲裁器发送；所述仲裁器执行第二处理方案，处理所述第一数据包后输出第二数据包；所述数据处理器与所述仲裁器连接获取第二数据包并执行第三处理方案，以获取第一格式数据来对所述数据处理器中存储的数据表进行记录/更新。

在优选实施方式下，所述主采集链路与所述副采集链路为冗余链路，且所述主采集链路包括：第一fep，第一采集器，其中所述第一fep分别与所述第一采集器及信号系统对接；所述副采集链路包括：第二fep，第二采集器，其中所述第二fep分别与所述第二采集器及信号系统对接。

在优选实施方式下，所述第一处理方案步骤包括：令第一fep及第二fep对第一数据包执行信息解析，获取结构数据，并根据结构数据质量打上质量标记以及时间标签；所述第一采集器及第二采集器获取结构数据，并打上主/副链路标记。

在优选实施方式下，所述第二处理方案步骤包括：令仲裁器解析经第一处理方案处理后的第一数据包，获取结构数据；剔除结构数据中含有异常的质量标记、时间标记的数据；查询含有主链路标记的结构数据的完整性；当验证主链路标记的结构数据完整时打包成第二数据包；当主链路标记的结构数据中含有缺损时，补入副链路标记的结构数据中所含非异常的对应数据；再打包成第二数据包。

在优选实施方式下，所述第三处理方案步骤包括：解析第二数据包，获取结构数据，根据当前数据表的业务逻辑剔除异常数据后，转换成第一格式数据以更新数据表中对应数据。

在优选实施方式下，所述业务逻辑包括下述中的至少一种：判断结构数据中的时刻数据，与当前数据表所表达的业务是否背离；判断结构数据中的站点数据，与当前数据表曾记载的数据是否背离；判断结构数据中的id数据，与当前数据表曾记载的数据是否背离。

为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，还提供了一种数据冗余采集通信方法，用于接入信号系统，其步骤包括：s1主采集链路与副采集链路分别接入信号系统获取第一数据包；s2主采集链路与副采集链路分别执行第一处理方案处理第一数据包后向仲裁器发送；s3仲裁器执行第二处理方案，处理第一数据包后输出第二数据包；s4数据处理器获取第二数据包并执行第三处理方案，以获取第一格式数据来对数据处理器中存储的数据表进行记录/更新。

在优选实施方式下，第一处理方案步骤包括：令第一fep及第二fep对第一数据包执行信息解析，获取结构数据；根据结构数据质量打上质量标记以及时间标签；第一采集器及第二采集器获取结构数据，打上主/副链路标记。

在优选实施方式下，第二处理方案步骤包括：令仲裁器解析经第一处理方案处理后的第一数据包，获取结构数据；剔除结构数据中含有异常的质量标记、时间标记的数据；查询含有主链路标记的结构数据的完整性；当验证主链路标记的结构数据完整时打包成第二数据包；当主链路标记的结构数据中含有缺损时，补入副链路标记的结构数据中所含非异常的对应数据；再打包成第二数据包。

在优选实施方式下，第三处理方案步骤包括：解析第二数据包，获取结构数据，根据当前数据表的业务逻辑剔除异常数据，转换成第一格式数据以更新数据表中对应数据。

通过本发明提供的该数据冗余采集通信系统及其通信方法，其充分利用了链路的冗余特性，可对传输的数据进行比对/逻辑筛查处理，以确保下传数据的可靠性，从而一方面解决了网络传输异常所产生的数据延时问题，同时还有效利用了链路冗余特性，实现了数据验证功能，从而确保了下传数据的可靠性。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明的数据冗余采集通信系统结构示意图；

图2为本发明的数据冗余采集通信方法步骤图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好的理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，在本领域普通技术人员没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明的保护范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

请参阅图1所示，本发明的实施例，提供了一种数据冗余采集通信系统，用于接入信号系统，其包括：主采集链路，副采集链路，仲裁器，数据处理器，其中所述主采集链路与副采集链路分别接入所述信号系统以获取第一数据包；所述主采集链路与副采集链路分别执行第一处理方案处理所述第一数据包后，向所述仲裁器发送；所述仲裁器执行第二处理方案，处理所述第一数据包后输出第二数据包；所述数据处理器与所述仲裁器连接获取第二数据包并执行第三处理方案，以获取第一格式数据来对所述数据处理器中存储的数据表进行记录/更新。

其中，在本实施例下，所述主采集链路与所述副采集链路互为冗余链路，且所述主采集链路包括：第一fep，第一采集器，其中所述第一fep分别与所述第一采集器及信号系统对接；所述副采集链路包括：第二fep，第二采集器，其中所述第二fep分别与所述第二采集器及信号系统对接，由此形成双通道冗余通信链路。然而需要注意的是，虽然本实施例下仅以两路冗余通信链路为例进行说明，但本领域技术人员依然可以根据本实施例所揭露的技术构思，来建立更多路的冗余通信链路，因而本发明并未限制本实施例仅能适用于双通道的冗余通信链路。

具体来说，为了便于后续仲裁器对当前链路所采集的数据进行判断处理，首先需要对采集的数据进行预处理，以对各链路传输的数据附加一定的判断属性，为此，本实施例下，所述第一处理方案步骤包括：令第一fep及第二fep对第一数据包执行信息解析，以获取结构数据，并根据结构数据质量打上质量标记以及时间标签；而所述第一采集器及第二采集器获取结构数据，并打上主/副链路标记。

其本案所称结构数据，实质可理解为展开数据包，释出数据包中的各项数据，由于本实施例下该第一数据包由于是ats从各链路/网络中汇聚的数据之总成，因此该第一数据包中可以包含多项数据，因此当展开数据包后，可以判断该数据包中的各项数据是否完整，如在本实施例下该质量标记的判断，可以从数据所占存储容量上来判断，因此通过预设阈值来进行判断即可，如容量不正常打上bad标签。而时间标签可以是ats的数据发送时间，也可以是各fep接收数据的时间，其主要用于后续对于时间敏感逻辑的判断。

而当第一处理方案处理后的第一数据包进入仲裁器后，即进入筛查和比对的程序中，以对第一数据包中的有效/无效数据进行判断、融合和剔除，可见本实施例中，此步骤与现有技术不同之处在于，现有技术仅能选择主/副链路中的一个数据包通过，而并不去详细了解其中通过的数据包的数据可用性，这样会造成，通过的这个数据包中可能部分数据是缺失的，因为前端信号系统所传输至各主/副链路中的数据包中所含有的数据都可能存在差异，如信号系统理论传输的数据包包含n1-n9个数据，而主链路获得的a包中含有n1-n5的有效数据，而副链路中获得的b包中含有n2-n9的有效数据，传统上b包中含有有效数据更多更全，因此仲裁器会仅选择b包下传，a包放弃，但由此而存在的问题在于b包中任然缺失了n1数据。

为此，本实施例中为了解决此缺陷，所述第二处理方案步骤包括：令仲裁器解析经第一处理方案处理后的第一数据包，获取结构数据；剔除结构数据中含有异常的质量标记、时间标记的数据，如剔除主/副链路传输的第一数据包中的bad标签的数据，并判断各数据的时间标记，是否存在与当前时间太早/太晚/过去/未来等逻辑或预设阈值上的问题，如有问题则剔除。

当完成上述数据剔除处理后，此时开始查验含有主链路标记的结构数据的完整性，当验证主链路标记的结构数据完整时，则直接打包成第二数据包，但当主链路标记的结构数据中含有缺损时，则补入副链路标记的结构数据中所含非异常的对应数据，即通过筛查的有效对应数据；再打包成第二数据包。可见通过该步骤的处理，使得主/副链路所传输的数据包能够形成有效的融合，避免了现有技术存在的数据缺失问题，从而充分利用了冗余链路的多路数据并传备份，和数据可对比性的特性，进一步确保了数据传输的可靠性。

其次，当上述第二处理方案所产生的第二数据包，虽然数据完整性及有效性得到了验证处理，但为了适配一些特殊场景业务的需求，如一些旧通信系统中存在无法根除/根除代缴过高的bug时，本案创造性的提出了，在建立冗余通信系统链路解决旧系统数据采集异常等可靠性问题的同时，通过利用该重新建立的冗余系统链路，来进一步解决此类bug问题的方案，如本实施例中，该第三处理方案步骤包括：解析第二数据包，获取结构数据，根据当前数据表的业务逻辑剔除异常数据后，转换成第一格式数据以更新数据表中对应数据。

具体来说，该第二数据包中虽然含有的数据，已经是符合数据筛选要求的数据信息，但这些数据是否符合当前业务场景的需要则还需要进行判断，如果直接使用在某些场景下，则还是无法解决原本场景系统中的bug问题。

如在本实施例中该业务场景可以是，上海某轨道交通的时刻表系统，其正常处理逻辑包括：1.收到列车预到站信息，更新时刻表信息。2.列车离站，删除时刻表中的信息。实际使用发现站台显示的时刻表总是出现三班车到站时间全是0。经过排查发现：ats系统偶尔异常，延迟更新列车信息，比如延迟/未发送列车离站信息，延迟/未发送列车到站信息，导致时刻表中的数据逻辑错误形成bug，从而误导了乘客和调度系统。究其原因该轨交公司由于采用的某国外公司的设备方案存在bug，并未考虑到此类网络传输质量及业务逻辑因素等问题，使得整套系统存在逻辑bug，而解决的代价太大，因此需要通过改造通信链路确保通信稳定可靠的同时，设计一套纠错机制来进行弥补。

为此在该场景下，当该第二数据包传输至数据处理器中后，会根据该数据处理器中存储的数据表的预设业务逻辑，来对该第二数据包中的相关数据进行逻辑筛选，如，判断结构数据中的时刻数据，与当前数据表所表达的业务是否背离，即该第二数据包中在包含某车次id及其对应的离站/进站时刻信息等，与当前数据表中预设车次时段不符，存在时刻断层，该车次逻辑上并不该出现在该时间段，即判断该车次可能已经取消/已经完成车次，但ats未及时发送此信息，因此若此时允许其更新数据表则会触发bug，而此时通过本步骤则可令剔除该第二数据包中该车次的数据，并转换该第二数据包其余符合逻辑的数据呈数据表接受的数据格式，即第一格式数据，以对该数据表进行更新，从而可以使得原有车次显示bug消除，并及时更新当前时刻段的时刻表。

此外在优选实施方式下，也是可以是判断结构数据中的站点数据，与当前数据表曾记载的数据是否背离，如ats系统偶尔异常下传的数据包中含有并不存在于当天车次所要经过的站点数据，在次情况下，则可剔除该第二数据包中该车次的数据，并转换该第二数据包其余符合逻辑的数据呈数据表接受的数据格式，即第一格式数据，以对该数据表进行更新，从而避免时刻表上显示异常车次的bug问题。

此外在优选实施方式下，也是可以是判断结构数据中的id数据，与当前数据表曾记载的数据是否背离，如ats系统偶尔异常下传的数据包中含车次id与原本数据表中历史数据相悖/不存在的id数据，在次情况下，则可剔除该第二数据包中该id车次的数据，并转换该第二数据包其余符合逻辑的数据呈数据表接受的数据格式，即第一格式数据，以对该数据表进行更新，从而避免时刻表上显示异常车次的bug问题。

籍此通过设置冗余通信链路的同时，增补了系统缺陷，进而一举两得。

为了实现发明目的，请参阅图2所示，根据本发明的另一方面，还提供了一种数据冗余采集通信方法，以操控上述数据冗余采集通信系统，其步骤包括：s1主采集链路与副采集链路分别接入信号系统获取第一数据包；s2主采集链路与副采集链路分别执行第一处理方案处理第一数据包后向仲裁器发送；s3仲裁器执行第二处理方案，处理第一数据包后输出第二数据包；s4数据处理器获取第二数据包并执行第三处理方案，以获取第一格式数据来对数据处理器中存储的数据表进行记录/更新。

进一步的，第一处理方案步骤包括：令第一fep及第二fep对第一数据包执行信息解析，获取结构数据；根据结构数据质量打上质量标记以及时间标签；第一采集器及第二采集器获取结构数据，打上主/副链路标记。

进一步的，第二处理方案步骤包括：令仲裁器解析经第一处理方案处理后的第一数据包，获取结构数据；剔除结构数据中含有异常的质量标记、时间标记的数据；查询含有主链路标记的结构数据的完整性；当验证主链路标记的结构数据完整时打包成第二数据包；当主链路标记的结构数据中含有缺损时，补入副链路标记的结构数据中所含非异常的对应数据；再打包成第二数据包。

进一步的，第三处理方案步骤包括：解析第二数据包，获取结构数据，根据当前数据表的业务逻辑剔除异常数据，转换成第一格式数据以更新数据表中对应数据。

综上所述，通过本发明提供的该数据冗余采集通信系统及其通信方法，其充分利用了链路的冗余特性，可对传输的数据进行比对/逻辑筛查处理，以确保下传数据的可靠性，从而一方面解决了网络传输异常所产生的数据延时问题，同时还有效利用了链路冗余特性，实现了数据验证功能，从而确保了下传数据的可靠性。

综上所述，通过本发明提供的该数据冗余采集通信系统及其通信方法，其充分利用了链路的冗余特性，可对传输的数据进行比对/逻辑筛查处理，以确保下传数据的可靠性，从而一方面解决了网络传输异常所产生的数据延时问题，同时还有效利用了链路冗余特性，实现了数据验证/筛选功能，及系统缺陷增补功效。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

本领域技术人员可以理解，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统、装置及其各个模块以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统、装置及其各个模块以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同程序。所以，本发明提供的系统、装置及其各个模块可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种程序的模块也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的模块视为既可以是实现方法的软件程序又可以是硬件部件内的结构。

此外实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器（processor）执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器（rom，read-onlymemory）、随机存取存储器（ram，randomaccessmemory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。