專利名稱：應(yīng)用于軌道交通信號(hào)安全系統(tǒng)的中間件系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及軌道交通技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及軌道交通信號(hào)安全技術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種應(yīng)用于軌道交通信號(hào)安全系統(tǒng)的中間件系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
基于無線通信的列車控制系統(tǒng)(CBTC)實(shí)現(xiàn)了車地之間雙向信息傳輸突破了傳統(tǒng)軌道電路固定閉塞的限制，利用移動(dòng)閉塞技術(shù)大大提高了列車的運(yùn)行效率和系統(tǒng)的靈活性，代表了今后列車自動(dòng)控制系統(tǒng)發(fā)展的趨勢(shì)。整個(gè)CBTC信號(hào)系統(tǒng)由列車自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)(ATS),計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)(CBI )、列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)(ATP)及列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)(ATO)組成，其中CB1、ATP、ATO是CBTC系統(tǒng)中安全相關(guān)的系統(tǒng)需要運(yùn)行在具有多運(yùn)算系冗余結(jié)構(gòu)的安全計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，是整個(gè)CBTC系統(tǒng)中的核心設(shè)備使用故障導(dǎo)向安全的機(jī)制負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行安全。CB1、ATP、AT0子系統(tǒng)均需使用要安全中間件實(shí)現(xiàn)信息交互、安全及可靠性管理、狀態(tài)監(jiān)控等功能。目前，由于技術(shù)封鎖，國內(nèi)外的軌道交通信號(hào)系統(tǒng)廠家對(duì)于CB1、ATP、AT0子系統(tǒng)的中間件系統(tǒng)均采用各不相同的設(shè)計(jì)方法，各家自成體系造成了在信號(hào)系統(tǒng)集成的過程中出現(xiàn)資金重復(fù)投入、測(cè)試及維護(hù)困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服了上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)，提供一種用以適配底層不同操作系統(tǒng)平臺(tái)和不同廠商應(yīng)用軟件產(chǎn)品的差異，承擔(dān)各種應(yīng)用程序訪問底層操作的共性任務(wù)，屏蔽應(yīng)用程序一些底層操作任務(wù)的艱巨性和復(fù)雜性，通過簡單、方便的公共安全應(yīng)用編程接口(API)，向應(yīng)用系統(tǒng)提供通用的服務(wù)，具有高度的安全性、可靠性、可配置性及靈活性，能夠在軌道交通安全相關(guān)的子系統(tǒng)中使用。軌道交通信號(hào)安全系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖子系統(tǒng)、列車自動(dòng)防護(hù)子系統(tǒng)及列車自動(dòng)駕駛子系統(tǒng)。為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明應(yīng)用于軌道交通信號(hào)安全系統(tǒng)的中間件系統(tǒng)包括可配置管理模塊、底層接口適配管理模塊、應(yīng)用開發(fā)管理模塊和安全及可靠性管理模塊。其中，所述的可配置管理模塊用以根據(jù)系統(tǒng)自身不同的軟硬件資源及應(yīng)用，配置操作系統(tǒng)及驅(qū)動(dòng)為其和上層應(yīng)用提供統(tǒng)一的API接口，并配置系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和底層軟硬件資源；底層接口適配管理模塊用以根據(jù)所述的底層軟硬件資源，映射底層操作系統(tǒng)及驅(qū)動(dòng)API接口供其它模塊調(diào)用，并實(shí)現(xiàn)與所述的列車自動(dòng)監(jiān)控子系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖子系統(tǒng)、列車自動(dòng)防護(hù)子系統(tǒng)、列車自動(dòng)駕駛子系統(tǒng)及安全計(jì)算機(jī)其他運(yùn)算系之間的信息交互；應(yīng)用開發(fā)管理模塊用以根據(jù)所述的軌道交通信號(hào)安全系統(tǒng)的自身應(yīng)用程序的接口需求、功能及系統(tǒng)資源，根據(jù)由所述的可配置管理模塊配置模塊為上層應(yīng)用程序提供統(tǒng)一的API接口，并實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)上下層之間的信息交互及系統(tǒng)軟硬件初始化服務(wù)等功能；
安全及可靠性管理模塊用以根據(jù)由所述的可配置管理模塊配置的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，接收所述的底層接口適配管理模塊和應(yīng)用開發(fā)管理模塊的數(shù)據(jù)，完成相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理并返回處理結(jié)果，同時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的故障處理。該應(yīng)用于軌道交通信號(hào)安全系統(tǒng)的中間件系統(tǒng)中，所述的可配置管理模塊具體為根據(jù)軌道交通信號(hào)安全系統(tǒng)的操作系統(tǒng)及驅(qū)動(dòng)為所述的底層接口適配管理模塊映射統(tǒng)一的API接口供所述的安全及可靠性管理模塊調(diào)用；根據(jù)軌道交通信號(hào)安全系統(tǒng)的功能和應(yīng)用需求為所述的安全及可靠性管理模塊配置系統(tǒng)內(nèi)部所需要的通信報(bào)文數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；并根據(jù)軌道交通信號(hào)安全系統(tǒng)的軟硬件資源及功能為所述的應(yīng)用開發(fā)管理模塊配置該中間件系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)所需的軟硬件資源，同時(shí)為應(yīng)用開發(fā)管理模塊提供統(tǒng)一的API的接口供上層應(yīng)用調(diào)用。該應(yīng)用于軌道交通信號(hào)安全系統(tǒng)的中間件系統(tǒng)中，所述的底層接口適配管理模塊包括系統(tǒng)底層接口映射子模塊和信息交互子模塊，所述的系統(tǒng)底層接口映射子模塊用以根據(jù)所述的軌道交通信號(hào)安全系統(tǒng)及驅(qū)動(dòng)并結(jié)合可配置管理模塊映射出系統(tǒng)底層通用的API接口供其它模塊調(diào)用；所述的信息交互子模塊用以實(shí)現(xiàn)與所述的列車自動(dòng)監(jiān)控子系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖子系統(tǒng)、列車自動(dòng)防護(hù)子系統(tǒng)、列車自動(dòng)駕駛子系統(tǒng)及安全計(jì)算機(jī)其他運(yùn)算系之間的信息交互。該應(yīng)用于軌道交通信號(hào)安全系統(tǒng)的中間件系統(tǒng)中，所述的應(yīng)用開發(fā)管理模塊包括信息交互子模塊和應(yīng)用配置子模塊，所述的信息交互子模塊用以通過消息機(jī)制完成與所述的安全及可靠性管理模塊及上層應(yīng)用程序之間的信息交互；所述的應(yīng)用配置子模塊用以根據(jù)所述的軌道交通信號(hào)安全系統(tǒng)應(yīng)用程序的接口需求結(jié)合配置管理模塊為上層應(yīng)用程序提供統(tǒng)一的API接口供上層應(yīng)用程序調(diào)用，并根據(jù)所述的軌道交通信號(hào)安全系統(tǒng)的功能及軟硬件資源并結(jié)合配置管理模塊為該中間件系統(tǒng)的正常啟動(dòng)提供初始化服務(wù)。該應(yīng)用于軌道交通信號(hào)安全系統(tǒng)的中間件系統(tǒng)中，所述的安全及可靠性管理模塊包括數(shù)據(jù)配置子模塊、工作流管理子模塊、數(shù)據(jù)緩沖子模塊、安全編解碼子模塊、數(shù)據(jù)表決子模塊、故障處理子模塊和日志記錄子模塊。其中，所述的數(shù)據(jù)配置子模塊根據(jù)所述的軌道交通信號(hào)安全系統(tǒng)的功能需求并結(jié)合可配置管理模塊完成系統(tǒng)報(bào)文數(shù)據(jù)的配置；所述的工作流管理子模塊用以管理及調(diào)度所述的數(shù)據(jù)配置子模塊、數(shù)據(jù)表決子模塊、安全編解碼子模塊、故障處理子模塊、日志記錄子模塊和數(shù)據(jù)緩沖子模塊，并實(shí)現(xiàn)所述的數(shù)據(jù)配置子模塊、數(shù)據(jù)表決子模塊、安全編解碼子模塊、故障處理子模塊、日志記錄子模塊和數(shù)據(jù)緩沖子模塊之間的數(shù)據(jù)交換；所述數(shù)據(jù)緩沖子模塊，由于采用工作流管理工作機(jī)制，利用緩沖區(qū)將中間件系統(tǒng)內(nèi)部的所有輸入輸出的數(shù)據(jù)通過所述的工作流管理子模塊進(jìn)行分發(fā)，加快中間件系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理速度；所述安全編解碼子模塊，用以通過所述的數(shù)據(jù)流管理子模塊將從所述的底層接口適配管理模塊接收數(shù)據(jù)進(jìn)行解析及效驗(yàn)，并將效驗(yàn)通過的信息通過所述的數(shù)據(jù)流管理子模塊送往所述的數(shù)據(jù)表決模塊進(jìn)行表決處理，將效驗(yàn)未通過的數(shù)據(jù)通過所述的數(shù)據(jù)流管理子模塊送往所述的故障處理模塊進(jìn)行處理；同時(shí)通過所述的數(shù)據(jù)流管理子模塊將所述的應(yīng)用開發(fā)管理模塊發(fā)來的數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝和效驗(yàn)，并將經(jīng)過封裝和效驗(yàn)的數(shù)據(jù)通過所述的數(shù)據(jù)流管理子模塊送往數(shù)據(jù)表決子模塊；所述數(shù)據(jù)表決子模塊，用以通過所述的數(shù)據(jù)流管理子模塊接收所述的安全編解碼子模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)完成本運(yùn)算系與其它運(yùn)算系相同類型的同步數(shù)據(jù)的安全及可靠性處理，將表決通過并由所述的應(yīng)用開發(fā)管理模塊發(fā)來的數(shù)據(jù)通過所述的數(shù)據(jù)流管理子模塊發(fā)送到所述的底層接口適配管理模塊，將表決通過并由所述的底層接口適配管理模塊發(fā)來的數(shù)據(jù)通過所述的數(shù)據(jù)流管理子模塊發(fā)送到所述的應(yīng)用開發(fā)管理模塊，將表決未通過的數(shù)據(jù)通過所述的數(shù)據(jù)流管理子模塊發(fā)往所述的故障處理子模塊；所述故障處理子模塊，用以通過所述的數(shù)據(jù)流管理子模塊接收所述的安全編解碼子模塊和數(shù)據(jù)表決子模塊發(fā)來的故障信息，根據(jù)故障信息的類別進(jìn)行相應(yīng)的故障處理，并通過所述的數(shù)據(jù)流管理子模塊將相應(yīng)的故障信息發(fā)送到所述的日志記錄子模塊；所述日志記錄模塊子模塊，用以通過所述的數(shù)據(jù)流管理子模塊接收所述的故障處理子模塊的故障信息，并記錄所述的故障信息，同時(shí)通過所述的數(shù)據(jù)流管理子模塊向所述的應(yīng)用開發(fā)管理模塊提供故障查詢接口供用戶查詢故障內(nèi)容。該應(yīng)用于軌道交通信號(hào)安全系統(tǒng)的中間件系統(tǒng)中，所述的數(shù)據(jù)緩沖子模塊中的緩沖區(qū)為根據(jù)數(shù)據(jù)類型分別設(shè)置的多個(gè)環(huán)形隊(duì)列緩沖區(qū)。該應(yīng)用于軌道交通信號(hào)安全系統(tǒng)的中間件系統(tǒng)中，所述的數(shù)據(jù)表決子模塊進(jìn)行安全及可靠性處理，具體為根據(jù)安全計(jì)算機(jī)運(yùn)算系的不同數(shù)據(jù)表決子模塊采取“三取二”、“二取二”和“二乘二取二”三種方式中的一種進(jìn)行安全及可靠性處理。采用了該發(fā)明的應(yīng)用于軌道交通信號(hào)安全系統(tǒng)的中間件系統(tǒng)，其包括可配置管理模塊、底層接口適配管理模塊、應(yīng)用開發(fā)管理模塊和安全及可靠性管理模塊?？膳渲霉芾砟K用以根據(jù)系統(tǒng)自身不同的資源及應(yīng)用，配置操作系統(tǒng)及驅(qū)動(dòng)為其和上層應(yīng)用提供統(tǒng)一的API接口，并配置系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和底層軟硬件資源；應(yīng)用開發(fā)管理模塊為上層應(yīng)用提供統(tǒng)一的API接口，同時(shí)負(fù)責(zé)系統(tǒng)上下層之間信息交互及系統(tǒng)初始化服務(wù)等功能；底層接口適配管理模塊根據(jù)底層軟硬件資源映射底層操作系統(tǒng)及驅(qū)動(dòng)API接口供其它模塊調(diào)用，并實(shí)現(xiàn)與軌道交通信號(hào)安全系統(tǒng)中的其它子系統(tǒng)間的信息交互，從而使本發(fā)明的中間件系統(tǒng)能夠適配底層不同操作系統(tǒng)平臺(tái)和不同廠商應(yīng)用軟件產(chǎn)品的差異，承擔(dān)各種應(yīng)用程序訪問底層操作的共性任務(wù)，屏蔽應(yīng)用程序一些底層操作任務(wù)的艱巨性和復(fù)雜性，通過簡單、方便的公共安全API，向應(yīng)用系統(tǒng)提供通用的服務(wù)，具有高度的安全性、可靠性、可配置性及靈活性，且本發(fā)明的應(yīng)用于軌道交通信號(hào)安全系統(tǒng)的中間件系統(tǒng)應(yīng)用范圍也較為廣泛，能夠在軌道交通安全相關(guān)的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖子系統(tǒng)、列車自動(dòng)防護(hù)子系統(tǒng)及列車自動(dòng)駕駛子系統(tǒng)中使用。


圖1為本發(fā)明的應(yīng)用于軌道交通信號(hào)安全系統(tǒng)的中間件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明的中間件系統(tǒng)中的配置管理模塊與其它模塊之間的配置關(guān)系示意圖。圖3為本發(fā)明的中間件系統(tǒng)中的安全及可靠性管理模塊的內(nèi)部數(shù)據(jù)流示意圖。
具體實(shí)施方式
為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，特舉以下實(shí)施例詳細(xì)說明。請(qǐng)參閱圖1所示，為本發(fā)明的應(yīng)用于軌道交通信號(hào)安全系統(tǒng)的中間件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。在一種實(shí)施方式中，軌道交通信號(hào)安全系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖子系統(tǒng)、列車自動(dòng)防護(hù)子系統(tǒng)及列車自動(dòng)駕駛子系統(tǒng)。該應(yīng)用于軌道交通信號(hào)安全系統(tǒng)的中間件系統(tǒng)則包括可配置管理模塊、底層接口適配管理模塊、應(yīng)用開發(fā)管理模塊和安全及可靠性管理模塊。其中，所述的可配置管理模塊用以根據(jù)系統(tǒng)資源及應(yīng)用的不同，靈活配置操作系統(tǒng)及驅(qū)動(dòng)為其和上層應(yīng)用提供統(tǒng)一的API接口、系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)結(jié)構(gòu)及軟硬件資源；底層接口適配管理模塊用以根據(jù)所述的底層軟硬件資源，映射底層操作系統(tǒng)及驅(qū)動(dòng)API接口供其它模塊調(diào)用，并實(shí)現(xiàn)與所述的列車自動(dòng)監(jiān)控子系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖子系統(tǒng)、列車自動(dòng)防護(hù)子系統(tǒng)、列車自動(dòng)駕駛子系統(tǒng)及安全計(jì)算機(jī)其他運(yùn)算系之間的信息交互；應(yīng)用開發(fā)管理模塊用以根據(jù)所述的軌道交通信號(hào)安全系統(tǒng)的自身應(yīng)用程序的接口需求、功能及系統(tǒng)資源，為上層應(yīng)用程序提供統(tǒng)一的API接口，并實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)上下層之間的信息交互及系統(tǒng)軟硬件初始化服務(wù)等功能；安全及可靠性管理模塊用以根據(jù)由所述的可配置管理模塊配置的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，接收所述的底層接口適配管理模塊和應(yīng)用開發(fā)管理模塊的數(shù)據(jù)，完成相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理并返回處理結(jié)果，同時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的故障處理。在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述的可配置管理模塊具體為根據(jù)軌道交通信號(hào)安全系統(tǒng)的操作系統(tǒng)及驅(qū)動(dòng)為所述的底層接口適配管理模塊映射統(tǒng)一的API接口供所述的安全及可靠性管理模塊調(diào)用；根據(jù)軌道交通信號(hào)安全系統(tǒng)的功能和應(yīng)用為所述的安全及可靠性管理模塊配置系統(tǒng)內(nèi)部所需要的通信報(bào)文數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；并根據(jù)軌道交通信號(hào)安全系統(tǒng)的軟硬件資源及功能為所述的應(yīng)用開發(fā)管理模塊配置該中間件系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)所需的軟硬件資源及為上層應(yīng)用調(diào)用配置統(tǒng)一的API。所述的底層接口適配管理模塊包括系統(tǒng)底層接口映射子模塊和信息交互子模塊，所述的系統(tǒng)底層接口映射子模塊用以根據(jù)所述的軌道交通信號(hào)安全系統(tǒng)及驅(qū)動(dòng)并結(jié)合可配置管理模塊映射出系統(tǒng)底層通用的API接口供其它模塊調(diào)用；所述的信息交互子模塊用以實(shí)現(xiàn)與所述的列車自動(dòng)監(jiān)控子系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖子系統(tǒng)、列車自動(dòng)防護(hù)子系統(tǒng)、列車自動(dòng)駕駛子系統(tǒng)及安全計(jì)算機(jī)其他運(yùn)算系之間的信息交互。所述的應(yīng)用開發(fā)管理模塊包括信息交互子模塊和應(yīng)用配置子模塊，所述的信息交互子模塊用以通過消息機(jī)制完成與所述的安全及可靠性管理模塊及上層應(yīng)用程序之間的信息交互；所述的應(yīng)用配置子模塊用以根據(jù)所述的軌道交通信號(hào)安全系統(tǒng)應(yīng)用程序的接口需求結(jié)合配置管理模塊為上層應(yīng)用程序提供統(tǒng)一的API接口供上層應(yīng)用程序調(diào)用，并根據(jù)所述的軌道交通信號(hào)安全系統(tǒng)的功能及軟硬件資源并結(jié)合配置管理模塊為該中間件系統(tǒng)的正常啟動(dòng)提供初始化服務(wù)。在一種進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述的安全及可靠性管理模塊包括數(shù)據(jù)配置子模塊、工作流管理子模塊、數(shù)據(jù)緩沖子模塊、安全編解碼子模塊、數(shù)據(jù)表決子模塊、故障處理子模塊和日志記錄子模塊。其中，所述的數(shù)據(jù)配置子模塊根據(jù)所述的軌道交通信號(hào)安全系統(tǒng)的功能需求并結(jié)合可配置管理模塊完成系統(tǒng)報(bào)文數(shù)據(jù)的配置；所述的工作流管理子模塊用以管理及調(diào)度所述的數(shù)據(jù)配置子模塊、數(shù)據(jù)表決子模塊、安全編解碼子模塊、故障處理子模塊、日志記錄子模塊和數(shù)據(jù)緩沖子模塊，并實(shí)現(xiàn)所述的數(shù)據(jù)配置子模塊、數(shù)據(jù)表決子模塊、安全編解碼子模塊、故障處理子模塊、日志記錄子模塊和數(shù)據(jù)緩沖子模塊之間的數(shù)據(jù)交互；所述數(shù)據(jù)緩沖子模塊，由于采用工作流管理工作機(jī)制，利用緩沖區(qū)將中間件系統(tǒng)內(nèi)部的所有輸入輸出的數(shù)據(jù)通過所述的工作流管理子模塊進(jìn)行分發(fā)，加快中間件系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理速度；所述安全編解碼子模塊，用以通過所述的數(shù)據(jù)流管理子模塊將從所述的底層接口適配管理模塊接收數(shù)據(jù)進(jìn)行解析及效驗(yàn)，并將效驗(yàn)通過的信息通過所述的數(shù)據(jù)流管理子模塊送往所述的數(shù)據(jù)表決模塊進(jìn)行表決處理，將效驗(yàn)未通過的數(shù)據(jù)通過所述的數(shù)據(jù)流管理子模塊送往所述的故障處理模塊進(jìn)行處理；同時(shí)通過所述的數(shù)據(jù)流管理子模塊將所述的應(yīng)用開發(fā)管理模塊發(fā)來的數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝和效驗(yàn)，并將經(jīng)過封裝和效驗(yàn)的數(shù)據(jù)通過所述的數(shù)據(jù)流管理子模塊送往數(shù)據(jù)表決子模塊；所述數(shù)據(jù)表決子模塊用以通過所述的數(shù)據(jù)流管理子模塊接收所述的安全編解碼子模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)完成本運(yùn)算系與其它運(yùn)算系相同類型的同步數(shù)據(jù)的安全及可靠性處理，將表決通過并由所述的應(yīng)用開發(fā)管理模塊發(fā)來的數(shù)據(jù)通過所述的數(shù)據(jù)流管理子模塊發(fā)送到所述的底層接口適配管理模塊，將表決通過并由所述的底層接口適配管理模塊發(fā)來的數(shù)據(jù)通過所述的數(shù)據(jù)流管理子模塊發(fā)送到所述的應(yīng)用開發(fā)管理模塊，將表決未通過的數(shù)據(jù)通過所述的數(shù)據(jù)流管理子模塊發(fā)往所述的故障處理子模塊；所述故障處理子模塊用以通過所述的數(shù)據(jù)流管理子模塊接收所述的安全編解碼子模塊和數(shù)據(jù)表決子模塊發(fā)來的故障信息，根據(jù)故障信息的類別進(jìn)行相應(yīng)的故障處理，并通過所述的數(shù)據(jù)流管理子模塊將相應(yīng)的故障信息發(fā)送到所述的日志記錄子模塊；所述日志記錄模塊子模塊用以通過所述的數(shù)據(jù)流管理子模塊接收所述的故障處理子模塊的故障信息，并記錄所述的故障信息，同時(shí)通過所述的數(shù)據(jù)流管理子模塊向所述的應(yīng)用開發(fā)管理模塊提供故障查詢接口供用戶查詢故障內(nèi)容。在一種更優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述的數(shù)據(jù)緩沖子模塊中的緩沖區(qū)會(huì)根據(jù)數(shù)據(jù)類型分別設(shè)置多個(gè)不同的環(huán)形隊(duì)列緩沖區(qū)。所述的數(shù)據(jù)表決子模塊進(jìn)行安全及可靠性處理，具體為根據(jù)安全計(jì)算機(jī)運(yùn)算系的不同數(shù)據(jù)表決子模塊采取“三取二”、“二取二”和“二乘二取二”三種方式中的一種進(jìn)行安全及可靠性處理。在本發(fā)明的應(yīng)用中，本發(fā)明的中間件系統(tǒng)中的可配置管理模塊、底層接口適配管理模塊、安全及可靠性管理模塊和應(yīng)用開發(fā)管理模塊獨(dú)立運(yùn)行，但通過模塊間的API接口發(fā)生關(guān)聯(lián)，共同完成與外部系統(tǒng)和上層應(yīng)用程序的信息交互及系統(tǒng)安全性、可靠性、可配置通用性等功能。所述可配置管理模塊主要是根據(jù)所屬子系統(tǒng)應(yīng)用功能的不同，完成中間件系統(tǒng)同其他模塊的靈活配置。圖2是可配置管理模塊同其他模塊之間的配置關(guān)系圖，其根據(jù)自身操作系統(tǒng)及驅(qū)動(dòng)為底層接口適配管理模塊映射統(tǒng)一的API接口供安全及可靠性管理模塊調(diào)用；根據(jù)其自身系統(tǒng)功能、應(yīng)用的不同為安全及可靠性管理模塊配置系統(tǒng)內(nèi)部所需要的通信報(bào)文數(shù)據(jù)；根據(jù)其自身軟硬件資源及功能不同為應(yīng)用開發(fā)管理模塊配置中間件啟動(dòng)時(shí)所需的軟硬件資源，同時(shí)為應(yīng)用開發(fā)管理模塊配置統(tǒng)一的API的接口供上層應(yīng)用調(diào)用。所述底層接口適配管理模塊由系統(tǒng)底層接口映射、信息交互子模塊構(gòu)成。其中系統(tǒng)底層接口映射子模塊根據(jù)自身操作系統(tǒng)及驅(qū)動(dòng)并結(jié)合可配置管理模塊映射出系統(tǒng)底層通用的API接口供其他模塊調(diào)用；信息交互子模塊通過與ATS、ATP、AT0、CB1、其他運(yùn)算系之間的信息交互，來實(shí)現(xiàn)同安全及可靠性管理模塊的數(shù)據(jù)交換，并使用接收到的系統(tǒng)同步時(shí)鐘信息完成本運(yùn)算系的時(shí)鐘更新。所述安全及可靠性管理模塊由數(shù)據(jù)配置、工作流管理、數(shù)據(jù)緩沖、安全編解碼、數(shù)據(jù)表決、故障處理、日志記錄等功能子模塊組成。圖3為安全及可靠性管理模塊內(nèi)部數(shù)據(jù)流圖展示了工作流管理子模塊同其他子模塊之間的數(shù)據(jù)交互情況，其中子模塊功能描述如下所述數(shù)據(jù)配置子模塊根據(jù)自身系統(tǒng)功能需求并結(jié)合可配置管理模塊完成系統(tǒng)報(bào)文數(shù)據(jù)的配置。所述工作流管理模塊主要負(fù)責(zé)管理及調(diào)度數(shù)據(jù)配置子模塊、數(shù)據(jù)表決、安全編解碼、故障處理、日志記錄、數(shù)據(jù)緩沖各子模塊共同完成中間件的安全及可靠性管理工作，同時(shí)負(fù)責(zé)各子模塊之間的數(shù)據(jù)交互。所述數(shù)據(jù)緩沖子模塊是為了加快中間件處理數(shù)據(jù)的速度，由于采用工作流管理工作機(jī)制，中間件內(nèi)部的所有輸入輸出的數(shù)據(jù)都要通過工作流管理子模塊的分發(fā)，此模塊根據(jù)數(shù)據(jù)類型分別設(shè)置了不同類型的環(huán)形隊(duì)列緩沖區(qū)用以加快數(shù)據(jù)的處理。所述安全編解碼子模塊主要是通過數(shù)據(jù)流管理子模塊將從底層接口適配管理模塊接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行解析及效驗(yàn)，將效驗(yàn)通過的信息通過數(shù)據(jù)流管理子模塊送往數(shù)據(jù)表決模塊進(jìn)行表決處理，效驗(yàn)未通過的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)流管理子模塊送往故障處理模塊進(jìn)行處理；同時(shí)通過數(shù)據(jù)流管理子模塊將應(yīng)用開發(fā)管理模塊發(fā)來的數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝和效驗(yàn)，并將處理好的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)流管理子模塊送往數(shù)據(jù)表決子模塊。所述數(shù)據(jù)表決子模塊通過數(shù)據(jù)流管理子模塊接受安全編解碼子模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)完成本運(yùn)算系同其他運(yùn)算系相同類型同步數(shù)據(jù)的“三取二”、“二取二”或者“二乘二取二”等方案進(jìn)行安全及可靠性處理，將表決通過并由應(yīng)用開發(fā)管理模塊發(fā)來的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)流管理子模塊發(fā)送到底層接口適配管理模塊，將表決通過并由底層接口適配管理模塊發(fā)來的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)流管理子模塊發(fā)送到應(yīng)用開發(fā)管理模塊，將未通過表決的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)流管理子模塊發(fā)往故障處理子模塊。所述故障處理子模塊主要是通過數(shù)據(jù)流管理子模塊接受安全編解碼子模塊及數(shù)據(jù)表決發(fā)送的故障信息，根據(jù)故障信息的類別進(jìn)行相應(yīng)的故障處理，并通過數(shù)據(jù)流管理子把相應(yīng)的故障信息發(fā)送到日志記錄子模塊。所述日志記錄模塊子模塊主要是通過數(shù)據(jù)流管理子模塊接受故障處理子模塊的信息將故障信息進(jìn)行記錄，同時(shí)通過數(shù)據(jù)流管理子模塊向應(yīng)用開發(fā)管理模塊提供故障查詢接口供用戶查詢故障位置。所述的應(yīng)用開發(fā)管理模塊主要有信息交互、應(yīng)用配置子模塊構(gòu)成；其中，信息交互子模塊的功能是通過消息機(jī)制完成同安全及可靠性管理模塊之間的信息交互。應(yīng)用配置子模塊主要是根據(jù)系統(tǒng)應(yīng)用程序的接口需求結(jié)合配置管理模塊為上層應(yīng)用程序提供統(tǒng)一的API接口供其調(diào)用；根據(jù)系統(tǒng)功能及軟硬件資源并結(jié)合配置管理模塊為中間件的正常啟動(dòng)提供初始化服務(wù)。采用了該發(fā)明的應(yīng)用于軌道交通信號(hào)安全系統(tǒng)的中間件系統(tǒng)，其包括可配置管理模塊、底層接口適配管理模塊、應(yīng)用開發(fā)管理模塊和安全及可靠性管理模塊?？膳渲霉芾砟K根據(jù)系統(tǒng)資源及應(yīng)用的不同，靈活配置操作系統(tǒng)及驅(qū)動(dòng)為其和上層應(yīng)用提供統(tǒng)一的API接口、系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)結(jié)構(gòu)及軟硬件資源；應(yīng)用開發(fā)管理模塊為上層應(yīng)用提供統(tǒng)一的API接口，同時(shí)負(fù)責(zé)系統(tǒng)上下層之間信息交互及系統(tǒng)初始化服務(wù)等功能；底層接口適配管理模塊根據(jù)底層軟硬件資源映射底層操作系統(tǒng)及驅(qū)動(dòng)API接口供其它模塊調(diào)用，并實(shí)現(xiàn)與軌道交通信號(hào)安全系統(tǒng)中的其它子系統(tǒng)之間的信息交互，從而使本發(fā)明的中間件系統(tǒng)能夠適配底層不同操作系統(tǒng)平臺(tái)和不同廠商應(yīng)用軟件產(chǎn)品的差異，承擔(dān)各種應(yīng)用程序訪問底層操作的共性任務(wù)，屏蔽應(yīng)用程序一些底層操作任務(wù)的艱巨性和復(fù)雜性，通過簡單、方便的公共安全API，向應(yīng)用系統(tǒng)提供通用的服務(wù)，具有高度的安全性、可靠性、可配置性及靈活性，且本發(fā)明能夠在軌道交通安全相關(guān)的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖子系統(tǒng)、列車自動(dòng)防護(hù)子系統(tǒng)及列車自動(dòng)駕駛子系統(tǒng)中使用。在此說明書中，本發(fā)明已參照其特定的實(shí)施例作了描述。但是，很顯然仍可以做出各種修改和變換而不背離本發(fā)明的精神和范圍。因此，說明書和附圖應(yīng)被認(rèn)為是說明性的而非限制性的。
權(quán)利要求
1.一種應(yīng)用于軌道交通信號(hào)安全系統(tǒng)的中間件系統(tǒng)，所述的軌道交通信號(hào)安全系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖子系統(tǒng)、列車自動(dòng)防護(hù)子系統(tǒng)及列車自動(dòng)駕駛子系統(tǒng)，其特征在于，所述的中間件系統(tǒng)包括 可配置管理模塊，用以根據(jù)所述的軌道交通信號(hào)安全系統(tǒng)的不同資源及應(yīng)用，配置操作系統(tǒng)及驅(qū)動(dòng)，為中間件系統(tǒng)底層和上層應(yīng)用提供統(tǒng)一的API接口，并配置中間件系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和底層軟硬件資源； 底層接口適配管理模塊，用以根據(jù)所述的底層軟硬件資源，映射底層操作系統(tǒng)及驅(qū)動(dòng)API接口供其它模塊調(diào)用，并實(shí)現(xiàn)與列車自動(dòng)監(jiān)控子系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖子系統(tǒng)、列車自動(dòng)防護(hù)子系統(tǒng)、列車自動(dòng)駕駛子系統(tǒng)及安全計(jì)算機(jī)運(yùn)算系之間的信息交互； 應(yīng)用開發(fā)管理模塊，用以根據(jù)所述的軌道交通信號(hào)安全系統(tǒng)自身應(yīng)用程序的接口需求、功能及系統(tǒng)資源，根據(jù)由所述的可配置管理模塊為上層應(yīng)用程序提供統(tǒng)一的API接口，并實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)上下層之間的信息交互及系統(tǒng)軟硬件初始化服務(wù)功能； 安全及可靠性管理模塊，用以根據(jù)由所述的可配置管理模塊配置的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，接收所述的底層接口適配管理模塊和應(yīng)用開發(fā)管理模塊的數(shù)據(jù)，完成相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理并返回處理結(jié)果，同時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的故障處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于軌道交通信號(hào)安全系統(tǒng)的中間件系統(tǒng)，其特征在于，所述的可配置管理模塊具體為 根據(jù)軌道交通信號(hào)安全系統(tǒng)的操作系統(tǒng)及驅(qū)動(dòng)為所述的底層接口適配管理模塊映射統(tǒng)一的底層API接口供所述的安全及可靠性管理模塊調(diào)用； 根據(jù)軌道交通信號(hào)安全系統(tǒng)的操作系統(tǒng)的功能和應(yīng)用為所述的安全及可靠性管理模塊配置系統(tǒng)內(nèi)部所需要的通信報(bào)文數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)； 并根據(jù)軌道交通信號(hào)安全系統(tǒng)的軟硬件資源及功能為所述的應(yīng)用開發(fā)管理模塊配置該中間件系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)所需的軟硬件資源，同時(shí)為所述的應(yīng)用開發(fā)管理模塊提供統(tǒng)一的API的接口供上層應(yīng)用調(diào)用。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于軌道交通信號(hào)安全系統(tǒng)的中間件系統(tǒng)，其特征在于，所述的底層接口適配管理模塊包括系統(tǒng)底層接口映射子模塊和信息交互子模塊， 所述的系統(tǒng)底層接口映射子模塊用以根據(jù)所述的軌道交通信號(hào)安全系統(tǒng)中的操作系統(tǒng)及驅(qū)動(dòng)并結(jié)合可配置管理模塊映射出系統(tǒng)底層通用的API接口供其它模塊調(diào)用； 所述的信息交互子模塊用以實(shí)現(xiàn)與所述的列車自動(dòng)監(jiān)控子系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖子系統(tǒng)、列車自動(dòng)防護(hù)子系統(tǒng)、列車自動(dòng)駕駛子系統(tǒng)及安全計(jì)算機(jī)計(jì)算系之間的信息交互。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于軌道交通信號(hào)安全系統(tǒng)的中間件系統(tǒng)，其特征在于，所述的應(yīng)用開發(fā)管理模塊包括信息交互子模塊和應(yīng)用配置子模塊， 所述的信息交互子模塊用以通過消息機(jī)制完成與所述的安全及可靠性管理模塊及上層應(yīng)用程序之間的信息交互； 所述的應(yīng)用配置子模塊用以根據(jù)所述的軌道交通信號(hào)安全系統(tǒng)上層應(yīng)用程序的接口需求結(jié)合配置管理模塊為上層應(yīng)用程序提供統(tǒng)一的API接口供上層應(yīng)用程序調(diào)用，并根據(jù)所述的軌道交通信號(hào)安全系統(tǒng)的功能及軟硬件資源并結(jié)合配置管理模塊為該中間件系統(tǒng)的正常啟動(dòng)提供初始化服務(wù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于軌道交通信號(hào)安全系統(tǒng)的中間件系統(tǒng)，其特征在于，所述的安全及可靠性管理模塊包括數(shù)據(jù)配置子模塊、工作流管理子模塊、數(shù)據(jù)緩沖子模塊、安全編解碼子模塊、數(shù)據(jù)表決子模塊、故障處理子模塊和日志記錄子模塊， 所述的數(shù)據(jù)配置子模塊根據(jù)所述的軌道交通信號(hào)安全系統(tǒng)的功能需求并結(jié)合可配置管理模塊完成系統(tǒng)報(bào)文數(shù)據(jù)的配置； 所述的工作流管理子模塊用以管理及調(diào)度所述的數(shù)據(jù)配置子模塊、數(shù)據(jù)表決子模塊、安全編解碼子模塊、故障處理子模塊、日志記錄子模塊和數(shù)據(jù)緩沖子模塊，并實(shí)現(xiàn)所述的數(shù)據(jù)配置子模塊、數(shù)據(jù)表決子模塊、安全編解碼子模塊、故障處理子模塊、日志記錄子模塊和數(shù)據(jù)緩沖子模塊之間的數(shù)據(jù)交互； 所述數(shù)據(jù)緩沖子模塊，采用工作流管理工作機(jī)制，利用緩沖區(qū)將中間件系統(tǒng)內(nèi)部的所有輸入輸出的數(shù)據(jù)通過所述的工作流管理子模塊進(jìn)行分發(fā)，加快中間件系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理速度； 所述安全編解碼子模塊，用以通過所述的數(shù)據(jù)流管理子模塊將從所述的底層接口適配管理模塊接收數(shù)據(jù)進(jìn)行解析及效驗(yàn)，并將效驗(yàn)通過的信息通過所述的數(shù)據(jù)流管理子模塊送往所述的數(shù)據(jù)表決模塊進(jìn)行表決處理，將效驗(yàn)未通過的數(shù)據(jù)通過所述的數(shù)據(jù)流管理子模塊送往所述的故障處理模塊進(jìn)行處理；同時(shí)通過所述的數(shù)據(jù)流管理子模塊將所述的應(yīng)用開發(fā)管理模塊發(fā)來的數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝和效驗(yàn)，并將經(jīng)過封裝和效驗(yàn)的數(shù)據(jù)通過所述的數(shù)據(jù)流管理子模塊送往數(shù)據(jù)表決子模塊； 所述數(shù)據(jù)表決子模塊，用以通過所述的數(shù)據(jù)流管理子模塊接收所述的安全編解碼子模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)完成本運(yùn)算系與其它運(yùn)算系相同類型同步數(shù)據(jù)的安全及可靠性處理，將表決通過并由所述的應(yīng)用開發(fā)管理模塊發(fā)來的數(shù)據(jù)通過所述的數(shù)據(jù)流管理子模塊發(fā)送到所述的底層接口適配管理模塊，將表決通過并由所述的底層接口適配管理模塊發(fā)來的數(shù)據(jù)通過所述的數(shù)據(jù)流管理子模塊發(fā)送到所述的應(yīng)用開發(fā)管理模塊，將表決未通過的數(shù)據(jù)通過所述的數(shù)據(jù)流管理子模塊發(fā)往所述的故障處理子模塊； 所述故障處理子模塊，用以通過所述的數(shù)據(jù)流管理子模塊接收所述的安全編解碼子模塊和數(shù)據(jù)表決子模塊發(fā)來的故障信息，根據(jù)故障信息的類別進(jìn)行相應(yīng)的故障處理，并通過所述的數(shù)據(jù)流管理子模塊將相應(yīng)的故障信息發(fā)送到所述的日志記錄子模塊； 所述日志記錄模塊子模塊，用以通過所述的數(shù)據(jù)流管理子模塊接收所述的故障處理子模塊的故障信息，并記錄所述的故障信息，同時(shí)通過所述的數(shù)據(jù)流管理子模塊向所述的應(yīng)用開發(fā)管理模塊提供故障查詢接口供用戶查詢故障內(nèi)容。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的應(yīng)用于軌道交通信號(hào)安全系統(tǒng)的中間件系統(tǒng)，其特征在于，所述的數(shù)據(jù)緩沖子模塊中的緩沖區(qū)根據(jù)數(shù)據(jù)類型分別設(shè)置多個(gè)不同的環(huán)形隊(duì)列緩沖區(qū)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的應(yīng)用于軌道交通信號(hào)安全系統(tǒng)的中間件系統(tǒng)，其特征在于，所述的數(shù)據(jù)表決子模塊進(jìn)行安全及可靠性處理，具體為 根據(jù)安全計(jì)算機(jī)運(yùn)算系的不同，數(shù)據(jù)表決子模塊采取“三取二”、“二取二”和“二乘二取二”三種方式中的一種進(jìn)行安全及可靠性處理。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于軌道交通信號(hào)安全系統(tǒng)的中間件系統(tǒng)，屬于軌道交通技術(shù)領(lǐng)域。該中間件系統(tǒng)包括可配置管理模塊、底層接口適配管理模塊、應(yīng)用開發(fā)管理模塊和安全及可靠性管理模塊?？膳渲霉芾砟K配置操作系統(tǒng)及驅(qū)動(dòng)、系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)結(jié)構(gòu)及軟硬件資源；應(yīng)用開發(fā)管理模塊為上層應(yīng)用提供統(tǒng)一的API接口，同時(shí)負(fù)責(zé)信息交互及系統(tǒng)初始化；安全及可靠性管理模塊實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)安全及可靠性管理；底層接口適配管理模塊實(shí)現(xiàn)與軌道交通信號(hào)系統(tǒng)中的其它子系統(tǒng)之間的信息交互。本發(fā)明的中間件系統(tǒng)能夠適配底層不同操作系統(tǒng)及應(yīng)用于各種軌道交通安全子系統(tǒng)，承擔(dān)各種應(yīng)用程序訪問底層操作的共性任務(wù)，通過簡單、方便的公共安全API，向應(yīng)用系統(tǒng)提供通用的服務(wù)。
文檔編號(hào)G06F9/44GK103034489SQ20121051447
公開日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月5日
發(fā)明者趙建波, 郭自剛, 馮健 申請(qǐng)人:中國電子科技集團(tuán)公司第三十二研究所