壓縮TDCS故障延時(shí)的探討

周 曄

（南寧鐵路局南寧電務(wù)段，助理工程師，廣西 南寧 530001）

鐵路列車調(diào)度指揮系統(tǒng)（Train operation Dispatching command System，簡(jiǎn)稱TDCS）是實(shí)現(xiàn)鐵路各級(jí)運(yùn)輸調(diào)度對(duì)列車運(yùn)行透明指揮、實(shí)時(shí)調(diào)整、集中控制的現(xiàn)代化信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了鐵路運(yùn)輸組織的科學(xué)化、現(xiàn)代化，且增加運(yùn)能、提高效率，減輕了調(diào)度人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了調(diào)度指揮的工作環(huán)境。由于TDCS系統(tǒng)發(fā)生故障后對(duì)行車調(diào)度影響很大，所以有必要研究如何壓縮TDCS故障延時(shí)的措施，以減少故障對(duì)行車的影響。

1 故障延時(shí)長(zhǎng)的主要原因

南寧鐵路局管內(nèi)有湘桂、黔桂、黎湛、焦柳、南昆、南憑、河茂、益湛8條鐵路線，運(yùn)營(yíng)里程3 237.4 km，TDCS設(shè)備遍布274個(gè)車站的運(yùn)轉(zhuǎn)室、站調(diào)、外勤及機(jī)務(wù)段等機(jī)構(gòu)。況且目前維護(hù)勞力缺乏，技術(shù)底子薄弱，所以故障延時(shí)長(zhǎng)一直都是電務(wù)部門(mén)難以攻克的難題。壓縮TDCS故障處理延時(shí)，最重要的是查找主觀因素方面的原因。

1.1 故障處理流程多故障受理及處理流程主要有3個(gè)步驟：1）發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。主要通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)電務(wù)人員和TDCS中心對(duì)設(shè)備的巡視，及使用部門(mén)的申告實(shí)現(xiàn)。但實(shí)際存在巡視不到位、通知不及時(shí)、使用部門(mén)無(wú)暇申告，造成延時(shí)。2）查找原因。由于現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員對(duì)設(shè)備不熟悉，需要TDCS中心的電話指導(dǎo)。故障信息和指導(dǎo)信息的頻繁交互，往往會(huì)因通訊障礙、表達(dá)障礙等因素變得相當(dāng)?shù)暮臅r(shí)。3）故障處理。由于在處理故障時(shí)沒(méi)有把故障處理的詳細(xì)經(jīng)過(guò)和經(jīng)驗(yàn)記錄下來(lái)，形成故障處理的規(guī)范，在處理類似故障時(shí)仍需邊回憶邊處理。不準(zhǔn)確的回憶，必然造成又一次的延時(shí)。

1.2 故障信息采集滯后且不準(zhǔn)確在故障發(fā)生后，故障實(shí)際處理人即現(xiàn)場(chǎng)電務(wù)人員并未在第一時(shí)間獲得故障信息，而是由TDCS中心通過(guò)電話通知。因此，存在通知障礙和溝通障礙等延時(shí)因素。通知障礙包括電話故障、電話長(zhǎng)時(shí)間占線、電話無(wú)人接聽(tīng)等情況。溝通障礙則包括電話信號(hào)不良、采用方言不同及對(duì)設(shè)備故障點(diǎn)的理解不同等。這些因素都會(huì)造成TDCS中心和故障處理人之間信息傳遞滯后和信息不對(duì)稱，出現(xiàn)故障延時(shí)。

1.3 故障處理方式落后TDCS系統(tǒng)設(shè)備包括：網(wǎng)絡(luò)處理單元（NPC）、車務(wù)終端（STPC）、應(yīng)用服務(wù)器，調(diào)度指揮終端（GPC）等。目前，針對(duì)TDCS故障處理的方式比較落后。

1.3.1 NPC故障 網(wǎng)絡(luò)處理單元（NPC）就是將站場(chǎng)信息以碼位的形式解析，再將相關(guān)數(shù)據(jù)送給其處理，并以網(wǎng)絡(luò)的方式傳遞。整個(gè)單元的內(nèi)部芯片采用Linux Redhat的系統(tǒng)平臺(tái)，外部配與單網(wǎng)卡來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸。把網(wǎng)卡與本站局域網(wǎng)內(nèi)網(wǎng)IP地址捆綁，并采用雙機(jī)熱備的方式以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸預(yù)處理。但在一些雷害頻發(fā)的地區(qū)，雙套NPC同時(shí)被雷擊壞經(jīng)常發(fā)生，這給鐵路系統(tǒng)尤其是電務(wù)部門(mén)帶來(lái)了極大的困擾和經(jīng)濟(jì)損失。而現(xiàn)場(chǎng)電務(wù)人員恰恰缺乏故障處理的技術(shù)能力，必須由相關(guān)的電子綜合部門(mén)根據(jù)本站實(shí)際情況重新編寫(xiě)芯片程序，再發(fā)往故障現(xiàn)場(chǎng)。而電子綜合部門(mén)只設(shè)在南寧、柳州、桂林三地，如此一去一回，使故障延時(shí)長(zhǎng)。

1.3.2 STPC故障 現(xiàn)行的車務(wù)終端（STPC）采用傳統(tǒng)的雙機(jī)熱備方式。其原理是基于磁盤(pán)塊的復(fù)制方式，當(dāng)某個(gè)磁盤(pán)塊靜止不動(dòng)，軟件發(fā)現(xiàn)改動(dòng)，才進(jìn)行復(fù)制拷貝，這時(shí)候如果磁盤(pán)有壞道，損壞的數(shù)據(jù)也隨之覆蓋備機(jī)完好的數(shù)據(jù)，這就形成了3種不理想結(jié)果：1）數(shù)據(jù)不能即時(shí)同步；2）數(shù)據(jù)容易丟失；3）每次停機(jī)都有較長(zhǎng)的初始化過(guò)程，數(shù)據(jù)再覆蓋一遍。這正是主備機(jī)不能正常切換，磁盤(pán)無(wú)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)丟失，故障延時(shí)長(zhǎng)的重要原因。

1.3.3 應(yīng)用服務(wù)器故障 應(yīng)用服務(wù)器是TDCS系統(tǒng)的核心設(shè)備，也采用雙機(jī)熱備的方式。在發(fā)生故障時(shí)，由人工切換。問(wèn)題在于當(dāng)故障發(fā)生突然且嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)用服務(wù)器不能自動(dòng)切換。比如當(dāng)網(wǎng)絡(luò)誤碼率大于7%時(shí)，程序依然運(yùn)行，但數(shù)據(jù)已經(jīng)開(kāi)始丟失；部分車站收不到階段計(jì)劃、調(diào)度命令，以及運(yùn)行線不全等故障癥狀開(kāi)始慢慢體現(xiàn)。所以，人工切換應(yīng)用服務(wù)器的故障解決方式明顯落后，造成故障延時(shí)長(zhǎng)。

1.3.4 GPC故障 調(diào)度指揮終端（GPC）是一客戶端，其數(shù)據(jù)要寫(xiě)入數(shù)據(jù)服務(wù)器中的IBM DB2數(shù)據(jù)庫(kù)。如果數(shù)據(jù)服務(wù)器癱瘓，行調(diào)員繪制的運(yùn)行圖、下發(fā)的調(diào)度命令、記事等諸多數(shù)據(jù)將無(wú)法存儲(chǔ)，后果很嚴(yán)重。而數(shù)據(jù)服務(wù)器故障點(diǎn)查找難，恢復(fù)慢，影響時(shí)間長(zhǎng)。針對(duì)數(shù)據(jù)服務(wù)器二取一平行的存儲(chǔ)方式，當(dāng)主、備服務(wù)器同時(shí)發(fā)生故障時(shí)，不僅僅是故障處理時(shí)間延長(zhǎng)，甚至難以恢復(fù)原功能。

1.4 軟件缺乏人性化在實(shí)際TDCS故障處理中，除了硬件發(fā)生故障以外，也不乏軟件故障。軟件如果缺乏人性化及規(guī)范化，故障延時(shí)可能比硬件故障更長(zhǎng)。比如TDCS程序?qū)υO(shè)備故障不能自動(dòng)報(bào)警、GPC程序不能自動(dòng)切換聯(lián)網(wǎng)模式和單機(jī)模式、程序配置文件多且沒(méi)有封裝等都是軟件缺乏人性化的具體表現(xiàn)。針對(duì)這些表現(xiàn)，必須人工巡視設(shè)備、人工切換模式、人工檢查配置。而這些都依賴于人的技術(shù)水平高低和責(zé)任心的強(qiáng)弱，會(huì)帶來(lái)故障延時(shí)，并且這種延時(shí)是不可控的。

2 壓縮故障延時(shí)的措施

鑒于上述分析，應(yīng)在弄清故障原因的基礎(chǔ)上，通過(guò)優(yōu)化處理流程，利用Unix環(huán)境參數(shù)優(yōu)化，數(shù)據(jù)庫(kù)間的轉(zhuǎn)換及系統(tǒng)底層緩存攔截和智能識(shí)別來(lái)達(dá)到壓縮故障延時(shí)的目的。

2.1 優(yōu)化故障處理流程在信號(hào)微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，故障可以通過(guò)采集值直觀地反映出來(lái)，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)竭_(dá)監(jiān)測(cè)調(diào)閱終端，調(diào)度員發(fā)現(xiàn)聲音報(bào)警后，直接通知相關(guān)人員前去處理。針對(duì)這一點(diǎn)，TDCS系統(tǒng)是可以借鑒和進(jìn)一步優(yōu)化。通信前置服務(wù)器就類似監(jiān)測(cè)服務(wù)器，可以在通信前置服務(wù)器上加裝一通訊設(shè)備，將TDCS設(shè)備故障信息以手機(jī)短信群發(fā)的形式，發(fā)送到相關(guān)負(fù)責(zé)人的手機(jī)。這樣故障信息可以跨越通知障礙和溝通障礙，在第一時(shí)間準(zhǔn)確無(wú)誤地傳達(dá)到故障處理人。這樣既可以節(jié)省故障通知時(shí)間，又能彌補(bǔ)機(jī)房巡視人員由于工作疏忽而遺漏的設(shè)備隱患。

但僅僅壓縮了故障通知的時(shí)間是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，故障處理事件往往由于TDCS中心人員沒(méi)有親眼目睹故障現(xiàn)象和故障位置，以及現(xiàn)場(chǎng)電務(wù)人員不熟悉TDCS設(shè)備的雙重原因，造成故障點(diǎn)誤判以致延時(shí)。鑒于此情況，對(duì)于一些業(yè)務(wù)不熟悉的現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員有必要配帶輕便的攝像設(shè)備，以輔助TDCS中心人員指揮其確認(rèn)故障點(diǎn)并順利排除故障。而故障視頻信息可以通過(guò)TDCS網(wǎng)絡(luò)傳遞到TDCS中心并予以保存。

2.2 增強(qiáng)故障處理方式的科學(xué)性因?yàn)門(mén)DCS系統(tǒng)使用范圍廣，遍布全局管轄所有車站，且電務(wù)人員勞力不足，對(duì)TDCS技術(shù)不熟悉，所以改變故障處理方式落后的現(xiàn)狀，對(duì)壓縮故障延時(shí)，提高行車效率有重要和深遠(yuǎn)的意義。

2.2.1 NPC故障處理方式的優(yōu)化 NPC故障處理時(shí)間長(zhǎng)，是因?yàn)镹PC只配備了單網(wǎng)卡，且只捆綁了單IP。如果從鄰站調(diào)用一套NPC，其IP地址與路由不在同一子網(wǎng)，無(wú)法通信。其實(shí)，Unix最多可以支持255個(gè)IP別名。如果給單網(wǎng)卡綁定好相應(yīng)鄰站和本站的IP地址，電務(wù)人員在發(fā)生故障時(shí)，只需將鄰站事先配置好多IP地址的NPC備機(jī)，換到本站安裝好即可。這樣可以省去遠(yuǎn)距離來(lái)回遞送NPC的時(shí)間，可壓縮故障延時(shí)80%以上。而這些要通過(guò)優(yōu)化Uinx環(huán)境參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)方法如下：

假設(shè)需要綁定多IP的網(wǎng)卡是eth0，則在/etc/sysconfig/network-scripts目錄里面創(chuàng)建一個(gè)名為ifcfg-eth0：0的文件，內(nèi)容樣例：

device=“eth0：0”//device為設(shè)備的名稱

ipaddr=198.12.163.5//ipaddr為此設(shè)備的ip地址

netmask=255.255.255.0//netmask為子網(wǎng)掩碼

broadcast=198.12.163.255//onboot表示在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)

onboot=yes//表示在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)

bootproto-none

如果需要再多綁定一個(gè)IP地址，只需要把文件名和文件內(nèi)的device中的eth0：x加1，然后把ipconfig eth0：1 198.12.164.5 broadcast 198.12.255.255 netmask 255.255.255.0加在啟動(dòng)自運(yùn)行文件（/etc/rc.d/rc.local）里面即可〔1〕。此方法通過(guò)優(yōu)化Unix環(huán)境參數(shù)，改變了傳統(tǒng)模式，使故障延時(shí)大大降低。

2.2.2 STPC故障處理方式的優(yōu)化 對(duì)于目前STPC采用的傳統(tǒng)雙機(jī)熱備方式帶來(lái)的不理想結(jié)果，建議采用雙機(jī)雙軟熱備的方案，從而使用了新的軟件架構(gòu)，改變傳統(tǒng)數(shù)據(jù)同步模式，即使用單程序而后臺(tái)運(yùn)行雙進(jìn)程的方式，使數(shù)據(jù)在本地磁盤(pán)先備份及數(shù)據(jù)識(shí)別，然后才進(jìn)行雙機(jī)熱備的數(shù)據(jù)同步工作。其原理是基于系統(tǒng)底層的緩存攔截，加上智能數(shù)據(jù)識(shí)別，同步鎖定等功能，數(shù)據(jù)有稍微的改動(dòng)，經(jīng)過(guò)緩存都會(huì)在備機(jī)及本機(jī)其它分區(qū)執(zhí)行相同操作。如果采用此方案，STPC的故障預(yù)防性可得以提高，自我恢復(fù)能力將得到加強(qiáng)。

2.2.3 應(yīng)用服務(wù)器故障處理方式的優(yōu)化 在應(yīng)用服務(wù)器程序中添加對(duì)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)自動(dòng)判斷的語(yǔ)句模塊。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)誤碼率大于7%時(shí)，程序自動(dòng)退出，此時(shí)備機(jī)程序則自動(dòng)成為主用。這樣就解決了因網(wǎng)絡(luò)丟包而造成的不經(jīng)意間數(shù)據(jù)丟失。

2.2.4 GPC故障處理方式的優(yōu)化 在調(diào)度指揮終端（GPC）建立一個(gè)類似ACCESS，MYSQL的小型數(shù)據(jù)庫(kù)。ACCESS的數(shù)據(jù)庫(kù)如圖1所示。

圖1ACCESS數(shù)據(jù)庫(kù)表

在圖1中，ACCESS數(shù)據(jù)庫(kù)表由IBM數(shù)據(jù)服務(wù)器的DB2數(shù)據(jù)庫(kù)轉(zhuǎn)換而來(lái)。當(dāng)數(shù)據(jù)服務(wù)器癱瘓時(shí)，啟動(dòng)本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)。待數(shù)據(jù)服務(wù)器恢復(fù)正常工作時(shí)，再將本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)回送到數(shù)據(jù)服務(wù)器中，從而即使雙機(jī)冗余的數(shù)據(jù)服務(wù)器都出現(xiàn)故障，行調(diào)員依舊可以正常地指揮行車，不存在故障延時(shí)。

3 結(jié)束語(yǔ)

TDCS系統(tǒng)自投入使用以來(lái)，不僅給行車調(diào)度指揮工作帶來(lái)了極大的便利，也為鐵路系統(tǒng)創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。但與此同時(shí)，隨著TDCS系統(tǒng)的不斷升級(jí)，也對(duì)TDCS設(shè)備維護(hù)提出了更高的要求和標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)Unix環(huán)境參數(shù)的優(yōu)化，數(shù)據(jù)庫(kù)間的轉(zhuǎn)換及系統(tǒng)底層緩存攔截和智能識(shí)別，有效地實(shí)現(xiàn)了壓縮故障延時(shí)的目的。對(duì)主要耗時(shí)故障，縮短延時(shí)達(dá)50%以上，提高了行車指揮的工作效率和安全性。

〔1〕尤晉元.UNIX環(huán)境高級(jí)編程〔M〕.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.