[发明专利]空管自动化系统多机主备切换方法及冗余服务系统

说明书

本发明实施例公开了一种空管自动化系统多机主备切换方法及空管自动化冗余服务系统。方法包括：若处于主用状态或缓冲状态，当前计算机定时向外发送第一主用消息，同时接收其他计算机发送的第二主用消息；根据第一主用消息和第二主用消息的优先级进行主备切换；若当前计算机处于备用状态，当前计算机接收其他计算机发送的第二主用消息，并记录接收时间，根据接收时间进行状态切换。本发明能适用于两个及两个以上计算机组成的空管自动化系统的主备切换，可避免出现多个主用计算机同时工作的情况，稳定实现计算机的主备切换，提高了多源数据输入的空管自动化系统数据输入的正确性。

技术领域

本发明涉及空中交通管制技术领域，具体涉及一种空管自动化系统多机主备切换方法及空管自动化冗余服务系统。

背景技术

空中交通管制自动化系统(Air Traffic Control System以下简称ATC系统)是供空中交通管制员实时掌握空中飞行态势、实施空中交通管制的最重要技术工具。

管制员通过与ATC系统的交互实现对空中交通的指挥。系统后台数据处理由多个服务器来实现，为了保证系统的稳定性，各服务器实现双机主备工作的方式，由其中一个服务器工作于主用(master)状态，主要进行各种数据的处理和输出，另外一个服务器工作于备用(standby)状态,当主用服务器工作于异常状态时，由备份的服务器切换为主用状态，继续进行数据的处理和输出。同时在多个区位进行集成工作时，还会出现多机主备的工作方式。

飞行数据由一种或者多种数据源合成而产生，因此如果出现多个数据服务器同时工作于主用(master)状态时，产生的数据源会成倍增加，给进行数据合成的模块增加压力，同时也会造成数据的重叠以至于数据错乱。

传统技术：

目前已有很多国内外学者在计算机主备切换算法方面做了很多研究，但绝大部分都是针对双机主备切换，普通的应用场景中双机主备已经能够提高系统的稳定性，但在多源数据的空管自动化系统中，多机主备是切换数据源的重要技术支持。

传统的主备切换算法如下：

1.被动通知法：由作为主备组成的计算机分别接收对方计算机的工作状态，每个计算机单独判断此时系统中应该存在的主备状态。再将该结果发送给主备组成的其他计算机。

2.主动切换法：工作于master状态的计算机向其他工作于standby状态的计算机发送心跳消息，各standby计算机接收该心跳消息，当在一定时间内(参数，一般小于1秒)未能收到来自master的心跳消息时，则本计算机切换为master状态。

传统技术具备以下缺点：

1)传统的被动通知法中，存在计算机在master与standby状态之间发生跳变的情况，尤其是在多机主备的情况下发生的概率增大。

2)传统的主动切换法中，存在多个计算机同时为master状态的情况，当组成主备计算机的数量大于2个时，该情况产生的概率更大。

导致缺点的原因：

1)在传统的被动通知法中由于各计算机状态的互相同步存在时间差，在各个主备组成计算机判断主备状态时存在判断结果差异，从而导致主备状态发生跳变。

2)传统的主动切换法中，主备计算机同时启动或者从连接断开到恢复时，各处于standby状态的计算机判断切换为master的条件一致，各计算机同时满足切换master的条件，从而出现多个master状态计算机。

3)传统的主动切换法中，当组成主备的计算机超过2个时，同时工作于standby状态的计算机数量超过1个，当master计算机失效或者异常的时候，多个备用计算机会同时满足切换master的条件，从而出现多个master状态计算机。

发明内容