本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)處理，更具體地說涉及一種多應(yīng)用負(fù)載均衡的車載安全平臺協(xié)議數(shù)據(jù)處理方法。

背景技術(shù)：

1、軌道交通列控系統(tǒng)中，atp(automotic?train?protection，列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng))、ato(automatic?train?operation，列車自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng))等都運(yùn)行在車載安全平臺上。車載安全平臺實(shí)現(xiàn)了繼電接口、網(wǎng)絡(luò)、串口、總線等多種接口類型的數(shù)據(jù)收發(fā)和處理，應(yīng)用每個(gè)周期通過車載安全平臺將驅(qū)動(dòng)命令和狀態(tài)數(shù)據(jù)輸出到不同接口，以驅(qū)動(dòng)車載設(shè)備動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)與前后列車、地面設(shè)備間的信息交互。同時(shí)，應(yīng)用也會(huì)接收車載安全平臺采集到的列車接口繼電器的動(dòng)作狀態(tài)和其它外設(shè)通信數(shù)據(jù)來保證列車的安全運(yùn)行。

2、傳統(tǒng)的車載安全平臺使用單應(yīng)用架構(gòu)和較長的主處理周期，不僅浪費(fèi)硬件和空間資源，而且也無法滿足更高精度的計(jì)算要求，因此多應(yīng)用和更短主處理周期的車載安全平臺應(yīng)運(yùn)而生。然而，多應(yīng)用意味著通信數(shù)據(jù)量的增加，如何在更短的主處理周期內(nèi)處理來自多個(gè)應(yīng)用的通信數(shù)據(jù)是多應(yīng)用架構(gòu)車載安全平臺需要解決的關(guān)鍵問題之一。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明公開了一種多應(yīng)用負(fù)載均衡的車載安全平臺協(xié)議數(shù)據(jù)處理方法，本發(fā)明將多個(gè)應(yīng)用的輸入、輸出通信數(shù)據(jù)負(fù)載均衡到每個(gè)主周期上進(jìn)行處理，不僅解決了多應(yīng)用大數(shù)據(jù)量的處理問題，使得平臺運(yùn)行更加穩(wěn)定，而且通過雙通道數(shù)據(jù)域和安全域組合發(fā)送的方法使得系統(tǒng)輸出更加安全。

2、為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案：

3、一種多應(yīng)用負(fù)載均衡的車載安全平臺協(xié)議數(shù)據(jù)處理方法，包括：

4、將多種不同類型協(xié)議數(shù)據(jù)的處理邏輯封裝成多個(gè)獨(dú)立模塊，每個(gè)獨(dú)立模塊均設(shè)置輸入處理接口、輸出處理接口和發(fā)送處理接口，其中：

5、輸入處理接口用于將多應(yīng)用車載安全平臺采集的外設(shè)數(shù)據(jù)進(jìn)行協(xié)議解析和系內(nèi)雙通道驗(yàn)證，生成應(yīng)用數(shù)據(jù)；

6、輸出處理接口用于將應(yīng)用下發(fā)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行協(xié)議封裝和系內(nèi)雙通道驗(yàn)證，生成輸出數(shù)據(jù)；

7、發(fā)送處理接口用于在系內(nèi)雙通道間交換數(shù)據(jù)安全碼，并由指定通道將輸出數(shù)據(jù)和安全碼進(jìn)行組合，發(fā)送給外設(shè)；

8、多應(yīng)用車載安全平臺的平臺主處理任務(wù)每周期依次調(diào)用輸入處理接口、輸出處理接口和發(fā)送處理接口執(zhí)行協(xié)議數(shù)據(jù)的輸入處理、輸出處理和發(fā)送處理。

9、優(yōu)選的，平臺主處理任務(wù)每周期執(zhí)行協(xié)議數(shù)據(jù)的輸入處理包括以下步驟：

10、a1、從總線獲取本周期所有外設(shè)輸入數(shù)據(jù)；

11、a2、根據(jù)輸入數(shù)據(jù)所屬協(xié)議類型確定輸入數(shù)據(jù)優(yōu)先級和性能消耗比；

12、優(yōu)選的，a2步驟中，設(shè)置輸入數(shù)據(jù)處理優(yōu)先級，其中，mvb、trdp協(xié)議數(shù)據(jù)為1，rssp-i協(xié)議數(shù)據(jù)為2，subset-037協(xié)議數(shù)據(jù)為3，其余協(xié)議數(shù)據(jù)為4，數(shù)字越小優(yōu)先級越高。

13、優(yōu)選的，a2步驟中，設(shè)置平臺主處理任務(wù)每周期最大輸入處理性能為pi，設(shè)置處理不同協(xié)議數(shù)據(jù)所消耗的性能比重，其中，subset-037為1.5，rssp-i為1.2，其余為1，平臺每周期可處理的輸入數(shù)據(jù)數(shù)量滿足：

14、pi>=?1.5x+1.2y+1z

15、其中，pi為平臺主處理任務(wù)每周期最大輸入處理性能，x為subset-037數(shù)量，y為rssp-i數(shù)量，z為其它數(shù)據(jù)數(shù)量。

16、a3、根據(jù)輸入數(shù)據(jù)所屬應(yīng)用計(jì)算輸入數(shù)據(jù)存活周期；

17、優(yōu)選的，a3步驟中，計(jì)算輸入數(shù)據(jù)存活周期，一包輸入數(shù)據(jù)可送給一個(gè)或多個(gè)應(yīng)用，計(jì)算每個(gè)應(yīng)用周期與平臺周期的倍數(shù)m，取最小值mmin作為輸入數(shù)據(jù)存活周期。

18、a4、刪除輸入數(shù)據(jù)緩存數(shù)組中已過期數(shù)據(jù)；

19、優(yōu)選的，a4步驟中，將輸入數(shù)據(jù)緩存數(shù)組中的過期數(shù)據(jù)刪除，具體方法包括：遍歷輸入數(shù)據(jù)緩存數(shù)組，若數(shù)據(jù)存活周期為0，表示數(shù)據(jù)已過期，將其刪除，否則將數(shù)據(jù)存活周期減1。

20、a5、將本周期輸入數(shù)據(jù)寫入輸入數(shù)據(jù)緩存數(shù)組中；

21、優(yōu)選的，a5步驟中，將本周期輸入數(shù)據(jù)寫入輸入數(shù)據(jù)緩存數(shù)組中，并為每包輸入數(shù)據(jù)添加性能比重、優(yōu)先級、存活周期信息。

22、a6、遍歷輸入數(shù)據(jù)緩存數(shù)組，根據(jù)輸入數(shù)據(jù)優(yōu)先級和存活周期進(jìn)行排序，生成輸入處理隊(duì)列；

23、優(yōu)選的，a6步驟中，構(gòu)建二維數(shù)組，橫坐標(biāo)為優(yōu)先級，縱坐標(biāo)為存活周期，遍歷輸入數(shù)據(jù)緩存數(shù)組，根據(jù)數(shù)據(jù)優(yōu)先級和存活周期將數(shù)據(jù)依次寫入二維數(shù)組中，并形成存活周期從小到大，優(yōu)先級從高到低的輸入數(shù)據(jù)處理隊(duì)列。

24、a7、讀取輸入處理隊(duì)列，根據(jù)數(shù)據(jù)類型調(diào)用相應(yīng)協(xié)議模塊的輸入處理接口進(jìn)行處理；

25、a8、判斷計(jì)算的輸入處理性能消耗是否已達(dá)到最大值，或者輸入處理隊(duì)列是否為空；若是則結(jié)束輸入處理過程，否則返回a7步驟。

26、優(yōu)選的，平臺主處理任務(wù)執(zhí)行協(xié)議數(shù)據(jù)的輸出處理包括以下步驟：

27、b1、從應(yīng)用接口獲取本周期所有應(yīng)用輸出數(shù)據(jù)；

28、b2、根據(jù)輸出數(shù)據(jù)所屬協(xié)議類型確定輸出數(shù)據(jù)優(yōu)先級和性能消耗比；

29、優(yōu)選的，b2步驟中，設(shè)置輸出數(shù)據(jù)處理優(yōu)先級，mvb、trdp協(xié)議數(shù)據(jù)為1，rssp-i協(xié)議數(shù)據(jù)為2，subset-037協(xié)議數(shù)據(jù)為3，其余協(xié)議數(shù)據(jù)為4，數(shù)字越小優(yōu)先級越高。

30、優(yōu)選的，b2步驟中，設(shè)置平臺主處理任務(wù)每周期最大輸出處理性能為po，設(shè)置處理不同協(xié)議數(shù)據(jù)所消耗的性能比重，其中，subset-037為1.2，rssp-i為1.1，其余為1，平臺每周期可處理的輸出數(shù)據(jù)數(shù)量滿足：

31、po>=?1.2x+1.1y+1z

32、其中，po為平臺主處理任務(wù)每周期最大輸出處理性能，x為subset-037數(shù)量，y為rssp-i數(shù)量，z為其它數(shù)據(jù)數(shù)量。

33、b3、根據(jù)輸出數(shù)據(jù)所屬應(yīng)用計(jì)算輸出數(shù)據(jù)存活周期；

34、優(yōu)選的，b3步驟中，計(jì)算輸出數(shù)據(jù)存活周期，根據(jù)輸出數(shù)據(jù)來源的應(yīng)用，計(jì)算應(yīng)用周期與平臺周期的倍數(shù)m作為輸出數(shù)據(jù)存活周期。

35、b4、刪除輸出數(shù)據(jù)緩存數(shù)組中已過期數(shù)據(jù)；

36、優(yōu)選的，b4步驟中，將輸出數(shù)據(jù)緩存數(shù)組中的過期數(shù)據(jù)刪除，具體方法包括：遍歷輸出數(shù)據(jù)緩存數(shù)組，若數(shù)據(jù)存活周期為0，表示數(shù)據(jù)已過期，將其刪除，否則將數(shù)據(jù)存活周期減1。

37、b5、將本周期輸出數(shù)據(jù)寫入輸出數(shù)據(jù)緩存數(shù)組中；

38、優(yōu)選的，b5步驟中，將本周期輸出數(shù)據(jù)寫入輸出數(shù)據(jù)緩存數(shù)組中，并為每包輸出數(shù)據(jù)添加性能比重、優(yōu)先級、存活周期信息。

39、b6、遍歷輸出數(shù)據(jù)緩存數(shù)組，根據(jù)數(shù)據(jù)優(yōu)先級和存活周期進(jìn)行排序，生成輸出處理隊(duì)列；

40、優(yōu)選的，b6步驟中，構(gòu)建二維數(shù)組，橫坐標(biāo)為優(yōu)先級，縱坐標(biāo)為存活周期，遍歷輸出數(shù)據(jù)緩存數(shù)組，根據(jù)數(shù)據(jù)優(yōu)先級和存活周期將數(shù)據(jù)依次寫入二維數(shù)組中，并形成存活周期從小到大，優(yōu)先級從高到低的輸出數(shù)據(jù)處理隊(duì)列。

41、b7、讀取輸出處理隊(duì)列，根據(jù)數(shù)據(jù)類型調(diào)用相應(yīng)協(xié)議模塊的輸出處理接口進(jìn)行處理，處理后的數(shù)據(jù)寫入發(fā)送緩存隊(duì)列中；

42、b8、判斷計(jì)算的輸出處理性能消耗是否已達(dá)到最大值，或則輸出處理隊(duì)列是否為空，若是則結(jié)束輸出處理過程，否則返回b7步驟。

43、優(yōu)選的，a6步驟中或b6步驟中二維數(shù)組排序方法，包括以下步驟：

44、構(gòu)建二維排序數(shù)組，其中橫坐標(biāo)為數(shù)據(jù)處理優(yōu)先級，縱坐標(biāo)為數(shù)據(jù)存活周期；

45、讀取輸入或輸出數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)處理優(yōu)先級和數(shù)據(jù)存活周期依次將數(shù)據(jù)索引寫入二維數(shù)組中；

46、根據(jù)優(yōu)先級從大到小，存活周期從小到大的順序遍歷二維數(shù)組，并將數(shù)據(jù)索引依次寫入處理隊(duì)列中，形成本周期的數(shù)據(jù)處理隊(duì)列。

47、優(yōu)選的，平臺主處理任務(wù)執(zhí)行協(xié)議數(shù)據(jù)的發(fā)送處理包括以下步驟：

48、c1、平臺雙通道經(jīng)過相同的輸出處理流程后，將各自的輸出數(shù)據(jù)校驗(yàn)碼發(fā)送至對通道；

49、c2、比較本通道輸出數(shù)據(jù)校驗(yàn)碼與對通道是否一致，若一致則進(jìn)入c3步驟，若不一致則宕機(jī)；

50、c3、通道2獲取本通道所有輸出數(shù)據(jù)的安全碼信息，并發(fā)送至通道1，通道1將接收到的數(shù)據(jù)安全碼信息與數(shù)據(jù)域組合，形成完整數(shù)據(jù)后通過總線發(fā)送給通信板，最終由通信板發(fā)送給外設(shè)。

51、優(yōu)選的，c3步驟包括以下步驟：

52、c31、系內(nèi)通道2遍歷發(fā)送數(shù)據(jù)緩存隊(duì)列，獲取當(dāng)前周期所有待發(fā)送數(shù)據(jù)的安全碼，通過2oo2接口發(fā)送給系內(nèi)通道1；

53、c32、系內(nèi)通道1通過2oo2接口獲取到系內(nèi)通道2發(fā)送的安全碼后，根據(jù)安全碼所帶的消息索引號，將安全碼分配到發(fā)送數(shù)據(jù)緩存隊(duì)列中對應(yīng)的數(shù)據(jù)上；

54、c33、系內(nèi)通道1從發(fā)送數(shù)據(jù)緩存隊(duì)列中依次讀取數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)對應(yīng)的協(xié)議類型調(diào)用相應(yīng)的協(xié)議模塊進(jìn)行發(fā)送處理；

55、c34、系內(nèi)通道1的協(xié)議模塊將每包輸出數(shù)據(jù)的安全碼組合到數(shù)據(jù)域中，形成完整的輸出數(shù)據(jù)，最后通過總線傳送給采集板，由采集板發(fā)送給外設(shè)，結(jié)束發(fā)送處理過程。

56、本發(fā)明的有益效果：

57、1、本發(fā)明提供了一種車載安全平臺協(xié)議數(shù)據(jù)處理的通用框架，使得平臺可處理多類型的協(xié)議數(shù)據(jù)，并且擁有更好的可擴(kuò)展性。

58、2、本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了多應(yīng)用架構(gòu)下協(xié)議數(shù)據(jù)的輸入負(fù)載均衡處理，與傳統(tǒng)單應(yīng)用架構(gòu)相比，不僅處理效率更快，并且避免當(dāng)輸入數(shù)據(jù)集中涌入時(shí)處理超時(shí)宕機(jī)的問題。

59、3、本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了多應(yīng)用架構(gòu)下協(xié)議數(shù)據(jù)的輸出負(fù)載均衡處理，與傳統(tǒng)單應(yīng)用架構(gòu)相比，不僅處理效率更快，并且避免當(dāng)輸出數(shù)據(jù)集中涌入時(shí)處理超時(shí)宕機(jī)的問題。

60、4、上本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了一種協(xié)議數(shù)據(jù)安全輸出的方法，輸出數(shù)據(jù)通過系內(nèi)雙通道一致性比較后，經(jīng)過雙通道數(shù)據(jù)域和安全域組合發(fā)送的方法，保證了數(shù)據(jù)輸出的安全性。