双机热备技术在动车基地调度集中系统中的研究与应用

摘要

在动车基地调度集中系统中，双机热备技术作为系统中重要的辅助技术，是系统能够7×24小时不间断提供服务的可靠保障。系统中的关键设备均采用双机冗余的工作模式。为了满足不同的业务需求，双机热备技术在系统中有两种不同的实现方式，分别为基于硬件和基于软件的方式。在基于硬件的方式中，通过第三方的双机切换控制器裁决主备，控制双机的主备用状态;在基于软件的方式中，双机通过运行在本机的双机切换软件进行主备状态的判断，决定本机是运行在主用还是备用。
　　本文研究了两种主备裁决方式的实现原理与实现方法，发现了系统中的安全性较薄弱的环节。双机热备的目标是解决单点故障对系统的影响，但现有的热备方式对双机切换控制器与心跳线出现的故障没有采取有效的解决方案，若受到干扰或发生故障会严重影响系统安全。
　　针对所发现的问题，本文深入研究了各种提高系统安全性的方法，设计了具有“二取二”结构的双机切换控制器和具有第三方仲裁机制的双机切换软件。“二取二”结构有两个工作模块，通过比较保证数据的有效性，输出数据具有很高的安全性;第三方仲裁机制指的是借助于双机之外的第三方辅助进行主备裁决。
　　最后，为验证设计方案的有效性，对设计方案进行测试。测试结果表明，本文所设计的两种方案具有很高的可靠性与可用性。