城市軌道交通自動化系統中CORBA技術應用分析

楊晨宇

摘? ?要：文章通過總結CORBA技術的特點，結合具體案例分析了CORBA技術在城市軌道交通自動化系統內的運用，使系統的各項運用需求均得到滿足，實現了系統功能。

關鍵詞：城市軌道交通;自動化系統;CORBA技術

城市軌道交通自動化系統伴隨著我國城市軌道交通線網的日益壯大，已經成為各城市軌道運營公司的一項繁瑣而艱難的任務，而信息技術的發展使得城市軌道交通自動化系統成為各大城市軌道交通運營單位提高城市軌道管理水平和效益的有效手段。隨著我國城市軌道交通建設步伐的加快、線網的逐步形成，對城市軌道交通自動化系統進行網絡化整合已經迫在眉睫。顯然，已建的城市軌道交通自動化系統難以適應城市軌道交通規范化、網絡化發展的需要，建立統一、標準化、跨平臺、跨系統的自動售檢票系統應用平臺[1-2]是未來自動售檢票系統發展的必然方向。利用通信技術以及數據共享交換技術[3]，設計系統結構，不僅是城市軌道交通自動化系統的要求，而且系統更加可靠、安全、易用、可擴展、互聯性，更是城市軌道交通今后的發展趨勢。根據應用業務發展需求，本文結合公共對象請求代理體系結構（Common Object Request Broker Architecture，CORBA）技術的特點，討論該技術在城市軌道交通自動化系統中的相關應用。

1? ? CORBA技術

CORBA技術目前和DCOM、J2EE技術并列為組件技術，同時廣泛應用于各行業中，涵蓋了編程語言技術平臺、網絡協議平臺及軟硬件平臺，可以開展異構分布運算，能夠重用各類編程語言對象。

CORBA技術可以廣泛應用于各個操作系統和各個服務器中，可以使用多種編程語言，系統中各對象之間可以進行跨領域連接和交流。CORBA技術的體系架構處于一種集成的標準結構，優點表現為以下幾點。

（1）對分布式的應用集成進行簡化處理，節約了時間和成本。

（2）CORBA結構與之前傳統的C/S結構相比，由于CORBA結構環境是對等式的分布結構，系統中各對象之間是處于是平等狀態，相互之間的角色也可以互換，所以其結構更加利用系統資源的合理使用。當客戶方提出某種服務請求時，接受服務請求的一方就是服務方。在CORBA結構中的每個對象只有客戶方和服務方兩種角色。

（3）CORBA體系是面向對象的，面向對象的開放性、可重用性以及快速開發和無縫集成、方便性以及功能性在CORBA結構中得以體現。

（4）典型的標準結構體系就是CORBA，其內在核心元素非常穩定，包括了多位成員OMG進行組織開發，內部擁有強大的科研院所，還涉及多家主要的計算機軟硬件廠商，同時還得到了各個組件的支持，例如：X/Open，OSF＼COSE，CI Labs，X/Consortium等，因此CORBA體系具有權威性。

城市軌道交通自動化系統是非常典型的計算機集成系統，城市軌道交通自動化系統的各項功能均由CORBA技術實現。在城市軌道交通自動化系統中通過像監控系統、電力系統、防災系統等系統為每條城市軌道提供信息，所以，城市軌道交通自動化控制系統需要一個開放的信息共享平臺，此平臺技術目前是現代軌道交通自動化技術的核心城市軌道交通自動化系統是通過多個系統構成，多家設備進行連接，該系統的顯著特征就是面向對象，系統功能的實現依賴于分布式的環境，而且設備應具備嵌入式的特征，擁有容錯性強、可靠性良好和實時性好的特點，支持異構平臺，CORBA正是因為具備以上特征才能夠達到系統要求[4]。

2? ? 城市軌道交通領域CORBA技術運用實例

2.1? 構建通信服務平臺

城市軌道交通自動化系統通常為5層框架結構，具體涵蓋票卡，AFC設備，LC，SC及清結算中心5部分。所使用的運行方式是全封閉式的方式，車票是采用以非接觸式IC卡。雖然技術的發展以及城市軌道交通自動化技術的提升，當前的AFC系統并不能滿足城市軌道交通互聯互通、資源利用和共享以及系統升級改造的需求，出現了一定的局限性，所以許多城市在現有的AFC系統的體系架構上開發了許多AFC系統架構延變體，例如在北京、南京等這些大城市中，就建立了多線路共用AFC系統線路。在社會發展速度加快的過程中，城市軌道交通隊使用者來說更加重要，所以需要提升服務水平，但是因為運營管理工作復雜性增加，文章結合CORBA技術特點，充分發揮其在城市軌道交通自動化系統中的作用和功能，進行高效的通信，對軌道交通自動化系統進行科學的研制，將系統中通信結構中的上層體系使用更加靈活，使系統中的信息管理更方便，同時還實現了系統中的統一管理以及資源融合，可以有效促進和推動城市軌道交通的進步，同時也有助于新線建設進程，網絡化運營更加高效。

2.2? 開發應用接口及平臺程序

就軌道交通自動化系統的運用情況進行分析，尤其針對相關管控設施，CORBA技術發揮著非常重要的作用。在城市軌道交通自動化系統內，設備監控系統是保證整個系統得以穩定運行的關鍵，系統運營管理也在設備監控部分的支持下發揮作用。系統中的數據流主要是通過，設備狀態、設備事件和設行命令這3個方面完成。

2.3? COPRA應用接口

COPRA技術在系統中的具體應用是通過利用IDL進行文件敘述CORBA接口。在IDL文件中所包含模塊、接口、操作和數據類型等元素。

2.4? COPRA服務和客戶程序

當CORBA對文件進行生成IDL之后，在對文件進行轉換過程中，需要利用特定的編譯器將把形成的IDL文件轉變為C/C++或是中外一些語言代碼，依次編寫系統的服務端、客戶端。為了實現CORBA對象下本地對象，要求擁有CORBA下的便攜式對象適配器框架類，借助其實現類來滿足需求，而這就需要服務器來實現。ORB總線的特定標識就是CORBA對象下的對象引用。封裝對象引用的過程中，差異化的ORB所采用的封裝方式同樣存在差異。對服務器CORBA對象進行訪問的過程中，使用者需要運用對象引用，所以使用者應對服務器CORBA對象下對象引用進行明確。在掌握對象引用之后，可以對接口操作進行調用。所以，應將CORBA接口服務程序設置于系統監控軟件、數據庫服務器和設備之中[5]。

2.5? 數據通信連接的建立

（1）用戶數據協議包（UPD）于Server廣播下的接收。于車站局域網內，運行Server后，借助指定端口，可以對用戶數據協議包進行廣播，被CORBA對象所引用，涵蓋了Server注冊代理管理結構。基于特定端口，設備能夠對用戶數據協議包進行接收，結合包結構定義，對可互操作對象引用進行掌握，主要針對Server注冊代理管理員。

（2）對CORBA連接進行設置。根據所掌握的IOR，相關設施能夠了解到Server注冊代理下的有關CORBA對象，之后可以有效地調取Register，即可開啟設備注冊的過程，在Server注冊代理之下，可以對EqRoot對象進行獲得。

（3）注冊設備。Server通過EqRoot：Get DATA方法獲取設備的Machine ID，對合法性進行有效的驗證。同時根據所取得的EqRoot對象，在SC下可以得到EqControl對象，依據有關的指令，就能夠對設備進行有效的控制，對車站上下文進行設置。

（4）結合Server，設備可以對自身狀態進行同步處理。完成注冊操作之后，借助對bulkRead進行調用的途徑，Server能夠對設備的具體狀態進行了解。可以對設備運行數據當前的版本進行檢測，并確保其處于最新狀態，還可以對操作模式進行檢查，確保Server和IP地址相一致。

（5）處理會話異常狀況。如果注冊不成功，設備進行恢復過程時，需要開展會話初始化操作。若存在會話中斷的問題，設備將處于持續嘗試連接的狀況，確保會話功能的正常，在這個過程中，相關設施、Server二者間的通信會中斷。

在CORBA對象中，能夠使相關設施掌握到引用對象，之后再進行注冊時，可以同數據服務器進行雙向的有效通信。設備同監控軟件注冊步驟相一致，有效連接通信之后，借助推或拉的模式能夠對設備狀態數據進行有效的傳輸，并對命令及事件兩類數據進行共享，完成通話后會終止。

3? ? 結語

在城市軌道交通自動化系統中CORBA的應用，為系統提供了統一標準的協議與應用程序接口，使系統平臺可以實現在多種硬件以及操作系統中穩定運行，使不同對象更方便快捷進行系統內通信，達到城市軌道交通自動化系統功能實現的要求，使系統的可擴展性得到明顯的改善，為以后再新建線路提前準備了預設接口，實現了多種城市軌道線路有效的統一及整合，避免資源反復配置的問題，不會出現資源浪費的問題，將資源互通及共享變為了現實。作者簡介：楊晨宇（1997— ），男，江蘇宿遷人，本科生;研究方向：軌道交通。

[參考文獻]

[1]李天輝.CORBA技術在城市軌道交通自動化系統中的應用[J].自動化博覽，2004（5）：81-83.

[2]胡燕玲，張寧，陳宇，等.公共對象請求代理體系結構（CORBA）技術在城市軌道交通自動售檢票系統中的應用[J].城市軌道交通研究，2015（11）：92-96.

[3]毛建，王彬彬，何鐵軍.軌道交通自動售檢票系統區域中心接口設計的探討[J]. 鐵路通信信號工程技術，2016（5）：67-70.

[4]秦科，楊格蘭. CORBA技術介紹[J].山西科技，2006（1）：22-23.

[5]唐大仕，鄔倫，張晶.基于CORBA組件技術的GIS系統[J].地理與地理信息科學，2001（4）：30-34.

Abstract：By summarizing the characteristics of CORBA technology and combining with specific cases， this paper analyses the specific application of CORBA technology in urban rail transit automation system， which meets the application requirements of urban rail transit automation system.

Key words：urban rail transit; automation system; CORBA technology