城市軌道交通自動化系統(tǒng)中CORBA技術(shù)應(yīng)用分析

楊晨宇

摘? ?要：文章通過總結(jié)CORBA技術(shù)的特點，結(jié)合具體案例分析了CORBA技術(shù)在城市軌道交通自動化系統(tǒng)內(nèi)的運用，使系統(tǒng)的各項運用需求均得到滿足，實現(xiàn)了系統(tǒng)功能。

關(guān)鍵詞：城市軌道交通;自動化系統(tǒng);CORBA技術(shù)

城市軌道交通自動化系統(tǒng)伴隨著我國城市軌道交通線網(wǎng)的日益壯大，已經(jīng)成為各城市軌道運營公司的一項繁瑣而艱難的任務(wù)，而信息技術(shù)的發(fā)展使得城市軌道交通自動化系統(tǒng)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(shè)步伐的加快、線網(wǎng)的逐步形成，對城市軌道交通自動化系統(tǒng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化整合已經(jīng)迫在眉睫。顯然，已建的城市軌道交通自動化系統(tǒng)難以適應(yīng)城市軌道交通規(guī)范化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展的需要，建立統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)化、跨平臺、跨系統(tǒng)的自動售檢票系統(tǒng)應(yīng)用平臺[1-2]是未來自動售檢票系統(tǒng)發(fā)展的必然方向。利用通信技術(shù)以及數(shù)據(jù)共享交換技術(shù)[3]，設(shè)計系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，不僅是城市軌道交通自動化系統(tǒng)的要求，而且系統(tǒng)更加可靠、安全、易用、可擴(kuò)展、互聯(lián)性，更是城市軌道交通今后的發(fā)展趨勢。根據(jù)應(yīng)用業(yè)務(wù)發(fā)展需求，本文結(jié)合公共對象請求代理體系結(jié)構(gòu)（Common Object Request Broker Architecture，CORBA）技術(shù)的特點，討論該技術(shù)在城市軌道交通自動化系統(tǒng)中的相關(guān)應(yīng)用。

1? ? CORBA技術(shù)

CORBA技術(shù)目前和DCOM、J2EE技術(shù)并列為組件技術(shù)，同時廣泛應(yīng)用于各行業(yè)中，涵蓋了編程語言技術(shù)平臺、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議平臺及軟硬件平臺，可以開展異構(gòu)分布運算，能夠重用各類編程語言對象。

CORBA技術(shù)可以廣泛應(yīng)用于各個操作系統(tǒng)和各個服務(wù)器中，可以使用多種編程語言，系統(tǒng)中各對象之間可以進(jìn)行跨領(lǐng)域連接和交流。CORBA技術(shù)的體系架構(gòu)處于一種集成的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，優(yōu)點表現(xiàn)為以下幾點。

（1）對分布式的應(yīng)用集成進(jìn)行簡化處理，節(jié)約了時間和成本。

（2）CORBA結(jié)構(gòu)與之前傳統(tǒng)的C/S結(jié)構(gòu)相比，由于CORBA結(jié)構(gòu)環(huán)境是對等式的分布結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)中各對象之間是處于是平等狀態(tài)，相互之間的角色也可以互換，所以其結(jié)構(gòu)更加利用系統(tǒng)資源的合理使用。當(dāng)客戶方提出某種服務(wù)請求時，接受服務(wù)請求的一方就是服務(wù)方。在CORBA結(jié)構(gòu)中的每個對象只有客戶方和服務(wù)方兩種角色。

（3）CORBA體系是面向?qū)ο蟮模嫦驅(qū)ο蟮拈_放性、可重用性以及快速開發(fā)和無縫集成、方便性以及功能性在CORBA結(jié)構(gòu)中得以體現(xiàn)。

（4）典型的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)體系就是CORBA，其內(nèi)在核心元素非常穩(wěn)定，包括了多位成員OMG進(jìn)行組織開發(fā)，內(nèi)部擁有強(qiáng)大的科研院所，還涉及多家主要的計算機(jī)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(quán)威性。

城市軌道交通自動化系統(tǒng)是非常典型的計算機(jī)集成系統(tǒng)，城市軌道交通自動化系統(tǒng)的各項功能均由CORBA技術(shù)實現(xiàn)。在城市軌道交通自動化系統(tǒng)中通過像監(jiān)控系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、防災(zāi)系統(tǒng)等系統(tǒng)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(tǒng)需要一個開放的信息共享平臺，此平臺技術(shù)目前是現(xiàn)代軌道交通自動化技術(shù)的核心城市軌道交通自動化系統(tǒng)是通過多個系統(tǒng)構(gòu)成，多家設(shè)備進(jìn)行連接，該系統(tǒng)的顯著特征就是面向?qū)ο螅到y(tǒng)功能的實現(xiàn)依賴于分布式的環(huán)境，而且設(shè)備應(yīng)具備嵌入式的特征，擁有容錯性強(qiáng)、可靠性良好和實時性好的特點，支持異構(gòu)平臺，CORBA正是因為具備以上特征才能夠達(dá)到系統(tǒng)要求[4]。

2? ? 城市軌道交通領(lǐng)域CORBA技術(shù)運用實例

2.1? 構(gòu)建通信服務(wù)平臺

城市軌道交通自動化系統(tǒng)通常為5層框架結(jié)構(gòu)，具體涵蓋票卡，AFC設(shè)備，LC，SC及清結(jié)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(shù)的發(fā)展以及城市軌道交通自動化技術(shù)的提升，當(dāng)前的AFC系統(tǒng)并不能滿足城市軌道交通互聯(lián)互通、資源利用和共享以及系統(tǒng)升級改造的需求，出現(xiàn)了一定的局限性，所以許多城市在現(xiàn)有的AFC系統(tǒng)的體系架構(gòu)上開發(fā)了許多AFC系統(tǒng)架構(gòu)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(tǒng)線路。在社會發(fā)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(wù)水平，但是因為運營管理工作復(fù)雜性增加，文章結(jié)合CORBA技術(shù)特點，充分發(fā)揮其在城市軌道交通自動化系統(tǒng)中的作用和功能，進(jìn)行高效的通信，對軌道交通自動化系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)的研制，將系統(tǒng)中通信結(jié)構(gòu)中的上層體系使用更加靈活，使系統(tǒng)中的信息管理更方便，同時還實現(xiàn)了系統(tǒng)中的統(tǒng)一管理以及資源融合，可以有效促進(jìn)和推動城市軌道交通的進(jìn)步，同時也有助于新線建設(shè)進(jìn)程，網(wǎng)絡(luò)化運營更加高效。

2.2? 開發(fā)應(yīng)用接口及平臺程序

就軌道交通自動化系統(tǒng)的運用情況進(jìn)行分析，尤其針對相關(guān)管控設(shè)施，CORBA技術(shù)發(fā)揮著非常重要的作用。在城市軌道交通自動化系統(tǒng)內(nèi)，設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)是保證整個系統(tǒng)得以穩(wěn)定運行的關(guān)鍵，系統(tǒng)運營管理也在設(shè)備監(jiān)控部分的支持下發(fā)揮作用。系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)流主要是通過，設(shè)備狀態(tài)、設(shè)備事件和設(shè)行命令這3個方面完成。

2.3? COPRA應(yīng)用接口

COPRA技術(shù)在系統(tǒng)中的具體應(yīng)用是通過利用IDL進(jìn)行文件敘述CORBA接口。在IDL文件中所包含模塊、接口、操作和數(shù)據(jù)類型等元素。

2.4? COPRA服務(wù)和客戶程序

當(dāng)CORBA對文件進(jìn)行生成IDL之后，在對文件進(jìn)行轉(zhuǎn)換過程中，需要利用特定的編譯器將把形成的IDL文件轉(zhuǎn)變?yōu)镃/C++或是中外一些語言代碼，依次編寫系統(tǒng)的服務(wù)端、客戶端。為了實現(xiàn)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(xiàn)類來滿足需求，而這就需要服務(wù)器來實現(xiàn)。ORB總線的特定標(biāo)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(wù)器CORBA對象進(jìn)行訪問的過程中，使用者需要運用對象引用，所以使用者應(yīng)對服務(wù)器CORBA對象下對象引用進(jìn)行明確。在掌握對象引用之后，可以對接口操作進(jìn)行調(diào)用。所以，應(yīng)將CORBA接口服務(wù)程序設(shè)置于系統(tǒng)監(jiān)控軟件、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和設(shè)備之中[5]。

2.5? 數(shù)據(jù)通信連接的建立

（1）用戶數(shù)據(jù)協(xié)議包（UPD）于Server廣播下的接收。于車站局域網(wǎng)內(nèi)，運行Server后，借助指定端口，可以對用戶數(shù)據(jù)協(xié)議包進(jìn)行廣播，被CORBA對象所引用，涵蓋了Server注冊代理管理結(jié)構(gòu)。基于特定端口，設(shè)備能夠?qū)τ脩魯?shù)據(jù)協(xié)議包進(jìn)行接收，結(jié)合包結(jié)構(gòu)定義，對可互操作對象引用進(jìn)行掌握，主要針對Server注冊代理管理員。

（2）對CORBA連接進(jìn)行設(shè)置。根據(jù)所掌握的IOR，相關(guān)設(shè)施能夠了解到Server注冊代理下的有關(guān)CORBA對象，之后可以有效地調(diào)取Register，即可開啟設(shè)備注冊的過程，在Server注冊代理之下，可以對EqRoot對象進(jìn)行獲得。

（3）注冊設(shè)備。Server通過EqRoot：Get DATA方法獲取設(shè)備的Machine ID，對合法性進(jìn)行有效的驗證。同時根據(jù)所取得的EqRoot對象，在SC下可以得到EqControl對象，依據(jù)有關(guān)的指令，就能夠?qū)υO(shè)備進(jìn)行有效的控制，對車站上下文進(jìn)行設(shè)置。

（4）結(jié)合Server，設(shè)備可以對自身狀態(tài)進(jìn)行同步處理。完成注冊操作之后，借助對bulkRead進(jìn)行調(diào)用的途徑，Server能夠?qū)υO(shè)備的具體狀態(tài)進(jìn)行了解。可以對設(shè)備運行數(shù)據(jù)當(dāng)前的版本進(jìn)行檢測，并確保其處于最新狀態(tài)，還可以對操作模式進(jìn)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(shè)備進(jìn)行恢復(fù)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(shè)備將處于持續(xù)嘗試連接的狀況，確保會話功能的正常，在這個過程中，相關(guān)設(shè)施、Server二者間的通信會中斷。

在CORBA對象中，能夠使相關(guān)設(shè)施掌握到引用對象，之后再進(jìn)行注冊時，可以同數(shù)據(jù)服務(wù)器進(jìn)行雙向的有效通信。設(shè)備同監(jiān)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?qū)υO(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的傳輸，并對命令及事件兩類數(shù)據(jù)進(jìn)行共享，完成通話后會終止。

3? ? 結(jié)語

在城市軌道交通自動化系統(tǒng)中CORBA的應(yīng)用，為系統(tǒng)提供了統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議與應(yīng)用程序接口，使系統(tǒng)平臺可以實現(xiàn)在多種硬件以及操作系統(tǒng)中穩(wěn)定運行，使不同對象更方便快捷進(jìn)行系統(tǒng)內(nèi)通信，達(dá)到城市軌道交通自動化系統(tǒng)功能實現(xiàn)的要求，使系統(tǒng)的可擴(kuò)展性得到明顯的改善，為以后再新建線路提前準(zhǔn)備了預(yù)設(shè)接口，實現(xiàn)了多種城市軌道線路有效的統(tǒng)一及整合，避免資源反復(fù)配置的問題，不會出現(xiàn)資源浪費的問題，將資源互通及共享變?yōu)榱爽F(xiàn)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。

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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