城市軌道交通標準技術(shù)委員會(huì )魏曉東

中國電子信息產(chǎn)業(yè)集團有限公司第六研究所趙云飛

5.3　接口可靠性

5.3.1　接口可靠性設計

許多信息化集成系統執行重要業(yè)務(wù)功能，在客戶(hù)的經(jīng)濟活動(dòng)中起著(zhù)關(guān)鍵作用，常需要7×24小時(shí)不間斷運行，對這類(lèi)系統可靠性要求特別高。但信息化集成系統不僅牽涉設備種類(lèi)多、結構復雜，接口可靠性脆弱又沒(méi)有通用標準、無(wú)法充分試驗和鑒定，導致系統整體可靠性難以評價(jià)。接口可靠性可通過(guò)一系列可靠性方法來(lái)獲得和提高，包括預防、診斷、容錯、糾錯等。在本節中，將首先分析接口的失效形式，然后逐一介紹這些接口可靠性方法。

5.3.2　接口失效形式

接口是集成系統的薄弱環(huán)節，是由接口的物理形式和工作環(huán)境決定的。接口連接處接頭多數被設計為可拆卸，以增加接口靈活性、方便安裝和維護，但同時(shí)留下了接頭處斷開(kāi)、虛接、電特性變化等可能性，成為失效隱患。另外，接口所用的長(cháng)導線(xiàn)也會(huì )意外遭遇外力作用，造成斷開(kāi)或虛連通；長(cháng)導線(xiàn)還會(huì )受到環(huán)境電磁影響，隨時(shí)可能產(chǎn)生誤碼、干擾接口通信。接口失效可表現為連通性問(wèn)題、功能完備性問(wèn)題、傳輸穩定性問(wèn)題等。

連通性問(wèn)題：連通性問(wèn)題，指無(wú)法連通、完全無(wú)法傳輸信息。通常是由設備不符合標準、接口驅動(dòng)程序編寫(xiě)錯誤，或連接方式錯誤、接口參數設置不正確等原因造成的。由于互聯(lián)互通是接口的基本功能，這類(lèi)問(wèn)題能在第一時(shí)間被發(fā)現、關(guān)注和解決。

功能完備性問(wèn)題：功能完備性問(wèn)題，指部分接口功能喪失，但另一部分功能依然可用的情況。比如雙向通信的時(shí)候只剩下一個(gè)方向可以傳輸信息，或總線(xiàn)上某單個(gè)設備通信失效而其它設備依然通信正常，或僅某類(lèi)信息停止傳輸而其它信息依然在傳輸等。處理時(shí)除了要排查硬件錯誤，還應特別注意接口軟件的設計，看是否存在邏輯邊界處理不當、或協(xié)議報文控制字填寫(xiě)錯誤等情況。

傳輸穩定性問(wèn)題：傳輸穩定性問(wèn)題，指傳輸中經(jīng)常性出現丟包、亂序、錯包情況，導致接口傳輸時(shí)通時(shí)斷、或時(shí)快時(shí)慢，接口協(xié)議頻繁遇到無(wú)會(huì )話(huà)、錯誤會(huì )話(huà)、會(huì )話(huà)遲緩等異常，使接口功能時(shí)好時(shí)壞。造成傳輸穩定性差的原因，通常主要來(lái)自硬件設施不規范、接口電氣特性偏離標準，如接頭連接方式錯誤、線(xiàn)纜過(guò)長(cháng)、設備數量過(guò)多、線(xiàn)纜終端處理不當、設備接地不當等。當然，也可能確實(shí)是由于工作環(huán)境惡劣，電磁、振動(dòng)等干擾超過(guò)了設計基準。

5.3.3　失效預防措施

采用高質(zhì)量傳輸介質(zhì)，提供電氣隔離和通信隔離，控制接口軟件缺陷和提高軟件健壯性，提高可靠性。

高質(zhì)量傳輸介質(zhì)：采用高質(zhì)量傳輸介質(zhì)，能減少電信號的衰減、增強抗干擾能力。在要求傳輸距離長(cháng)、接口線(xiàn)纜上需連接多套設備時(shí)，或現場(chǎng)電磁、溫度環(huán)境比較復雜的時(shí)候，務(wù)必選用高質(zhì)量的通信線(xiàn)纜，用這部分成本投入能換回接口可靠性的提高，可降低運維難度和工作量。

電氣隔離和通信隔離：隔離，指接口各方在保持互聯(lián)互通的同時(shí)，確保己方不受其它設備/子系統運行故障的影響。接口隔離措施有電氣隔離和通信隔離。電氣隔離常采用光電隔離，在接口連接處使用光電轉換器件，將接口各方的通信口電氣回路相互隔斷，避免不同電路之間的相互干擾；通信隔離體現在接口通信協(xié)議中，各接口方的信息發(fā)送和接收各自使用單獨鏈路、執行單向通信，發(fā)送者不用關(guān)注接收者的狀態(tài)，發(fā)送者自身的行為不受對方限制或干擾。為可靠傳輸，實(shí)現通信隔離的接口協(xié)議需具備狀態(tài)無(wú)關(guān)的特性，即接口方的行為完全取決于自身當前的狀態(tài)，與歷史狀態(tài)和其它方的狀態(tài)無(wú)關(guān)。

在跨不同安全級的接口上，特別是從高級別系統向低級別傳輸信息時(shí)，必須提供接口隔離，保護高級別系統和設備免受到低級別連接方的數據崩潰、信息錯誤、功能故障等的影響。

接口軟件健壯性：健壯性是針對接口軟件而言，即接口軟件自身不產(chǎn)生錯誤，在硬件和數據異常情況下也能保持自身不故障。復用已成熟的接口軟件、或基于成熟接口軟件框架來(lái)開(kāi)發(fā)接口軟件，或在研發(fā)中嚴格過(guò)程控制，均可獲得高質(zhì)量的接口軟件。接口軟件要對各種異常安排好應對措施，準確識別和過(guò)濾非法操作。

5.3.4　失效診斷措施

集成系統運行時(shí)，一旦出現接口失效，應在第一時(shí)間啟動(dòng)自動(dòng)處理，并設法通知操作人員，避免問(wèn)題繼續擴大，使接口盡快恢復正常。這就要求在線(xiàn)時(shí)能對接口狀態(tài)進(jìn)行診斷，這種能力被稱(chēng)為接口自診斷。接口自診斷內容通常包括設備診斷、鏈路診斷、會(huì )話(huà)診斷、數據診斷。

設備診斷：設備診斷，檢查的是接口對端設備的在線(xiàn)、離線(xiàn)等狀態(tài)，即運行期間，接口端設法檢查與自己存在信息交互的其它連接端的在線(xiàn)或離線(xiàn)狀態(tài)，并將此狀態(tài)匯報給集成系統。設備在線(xiàn)或離線(xiàn)狀態(tài)信息是集成系統的一類(lèi)實(shí)時(shí)信息，是設備監視功能所必須的，因此這種檢查通常需持續、周期性地快速執行。

設備診斷由接口軟件實(shí)現，方法是由數據傳輸的接收方檢查是否有來(lái)自指定對端設備通信數據，如果在規定時(shí)期內沒(méi)有收到數據，就認為該設備離線(xiàn)，否則為在線(xiàn)。為避免誤判，可在連續多次檢查后再作出判斷。判斷在線(xiàn)與判斷離線(xiàn)所需檢查的次數通常不同，常見(jiàn)的判斷邏輯是：連續多次收不到該設備的數據包才判它離線(xiàn)，而隨時(shí)收到它的一包數據就可判在線(xiàn)。

在接口協(xié)議中對數據傳輸增加的確認應答，也能完成設備診斷，比如電力調度系統的遙控/遙調命令，在通信規約就規定有“選擇-返校-執行”過(guò)程，其中的“選擇-返?！本涂捎米靼l(fā)命令前對信息通道和執行設備狀態(tài)的一個(gè)診斷。

接口協(xié)議中也可以規定設備診斷專(zhuān)用的測試幀，運行期間可定期插入測試幀和應答幀，來(lái)執行設備診斷，只有當向某一設備發(fā)送測試幀，后又接收到該測試幀的應答幀時(shí)，才認為該設備是在線(xiàn)的。

鏈路診斷：鏈路診斷，指在運行環(huán)境下對連接的物理或邏輯通路進(jìn)行通斷狀態(tài)的檢查。與設備診斷一樣，鏈路狀態(tài)也是集成系統重要的實(shí)時(shí)信息，需要進(jìn)行持續、周期性快速診斷。

鏈路診斷通常由數據接收方執行，原理也是檢查是否有通信數據。與設備診斷不同的是，鏈路診斷不關(guān)心數據來(lái)源，只要能收到正確數據包就判鏈路正常。

會(huì )話(huà)診斷：會(huì )話(huà)診斷，是檢查傳輸過(guò)程中是否有丟包、亂序等異常。這種異常會(huì )導致接口行為與協(xié)議規定不一致，引發(fā)通信功能紊亂。

該異常影響的是協(xié)議，診斷它也是從協(xié)議入手。一種方式是在協(xié)議的信息格式中設置報文序號、反轉標志、匹配標志等控制字節，控制字節隨數據一同傳輸、并在接收端加以分析解析，識別出異常。也可以在協(xié)議中設置反饋校驗（IRQ）機制，反饋校驗也稱(chēng)為回程校驗，信息接收方把收到的數據包反送給信息源發(fā)送端，信息源發(fā)送端比較發(fā)送數據與回送數據，從而檢出是否發(fā)生錯誤。

數據診斷：數據診斷是針對通信過(guò)程中的錯誤數據包而言的，即數據包傳輸中發(fā)生的誤碼。常用的手段是附加各類(lèi)校驗碼，如奇偶校驗碼、循環(huán)冗余校驗碼等。（1）奇偶校驗碼（Parity）是一種最基本的校驗方法。奇偶校驗碼是簡(jiǎn)單地通過(guò)附加一個(gè)檢驗位來(lái)使得碼字中"1"的個(gè)數保持為奇數或偶數的編碼方法。（2）循環(huán)冗余校驗碼CRC（Cyclic Redundancy Code）是一種在計算機網(wǎng)絡(luò )和數據通信中用得最廣泛的檢錯碼。

CRC具有良好的代數結構。采用CRC校驗時(shí)，發(fā)送方和接收方用同一個(gè)生成多項式g(x)，并且g(x)的首位和最后一位的系數必須為1。假設待發(fā)送的二進(jìn)制數據多項式表示為t(x)，CRC的處理方法是：發(fā)送方以g(x)去除t(x)，得到余數作為CRC校驗碼。校驗時(shí)，以計算的校正結果是否為0為據，判斷數據幀是否出錯。

5.3.5　冗余容錯措施

容錯技術(shù)在于用增加額外資源的方法來(lái)?yè)Q取系統的可靠性，這些額外資源，相對于系統為完成其功能所必須的資源而言，稱(chēng)作冗余資源。

對重要的、失效概率高的接口應設置冗余，使系統具有一定的容錯能力。接口冗余，指設置兩套或多套的接口設備和連接線(xiàn)路，當一處發(fā)生故障時(shí)，備用部分能立即投入工作、接替原工作部進(jìn)行信息傳輸。

冗余只用在適合的地方。對通信控制器和通信線(xiàn)路，通常要實(shí)施冗余；對智能設備和I/O設備，則多數時(shí)不用冗余。

冗余結構形式：在信息化集成系統總體設計中，為便于接口實(shí)施和管理，通常會(huì )設置一些專(zhuān)用作接口處理的設備，稱(chēng)為通信控制器或前端處理機。這些接口處理設備可支持多種接口形式，包括以太網(wǎng)、串行點(diǎn)對點(diǎn)、串行總線(xiàn)、現場(chǎng)總線(xiàn)等，可以管理與多套智能設備和子系統的接口。在被集成和互聯(lián)的另一端，是大量的智能設備和一定數量的子系統，它們有的是待建的、有的是已建的，單個(gè)個(gè)體使用的接口形式比較單一，個(gè)體能提供的連接端口數量也有限。

根據上述特點(diǎn)，可列出經(jīng)濟合理的冗余方案原則：通信控制器可以冗余，被接入的設備和互聯(lián)的子系統通常不冗余，根據可用端口數和應用需要可以確定鏈路是否冗余。

冗余功能模式：從功能角度看，接口冗余的模式可分為熱備冗余和并行冗余。熱備冗余是同時(shí)提供兩套接口設施，為主的那套承擔接口任務(wù)，另一套也啟動(dòng)起來(lái)隨時(shí)備用，一旦為主的設施失效，系統立即將接口任務(wù)切換到備用設施。

除熱備冗余外，集成系統也可能會(huì )用到并行冗余。并行冗余是指：兩套接口設施同時(shí)工作，無(wú)主備之分，同一時(shí)刻兩套設施均執行接口任務(wù)，將信息從源頭分兩路傳輸至目的地的端口。

在網(wǎng)絡(luò )環(huán)節，并行冗余有如下優(yōu)點(diǎn)：（1）雙網(wǎng)工作期間，如果一網(wǎng)瞬間通信失效，不會(huì )影響接口通信；（2）如果一網(wǎng)長(cháng)期失效，則接口網(wǎng)可經(jīng)由另一網(wǎng)保持通信，其間不需等待故障檢測、診斷時(shí)間，以及切換時(shí)間；（3）雙網(wǎng)同時(shí)工作，仍可具備故障檢測、診斷功能，一旦發(fā)生故障可及時(shí)將故障網(wǎng)絡(luò )切除，同時(shí)通知維護人員，由于診斷結果不作為雙網(wǎng)動(dòng)態(tài)切換的依據，從而可避免故障檢測失誤造成錯誤切換，避免雙網(wǎng)工作不穩定造成頻繁互切換，進(jìn)而提高接口可靠性。

并行冗余不單純是硬件設施冗余，它會(huì )帶來(lái)信息冗余，即在目標接口端會(huì )收到雙份信息，這種冗余信息有時(shí)可用作檢錯和糾錯，多數時(shí)候接收端要將冗余信息過(guò)濾掉，保持信息源單一，避免產(chǎn)生歧義和不一致。過(guò)濾冗余信息的方法很簡(jiǎn)單，可以像熱備冗余一樣選用其中一路，也可以用信息編號來(lái)?yè)斐龊嫌眯畔ⅰ?/p>

冗余實(shí)現技術(shù)：接口冗余技術(shù)，是在架構層面上解決接口可靠性問(wèn)題，所以它不是個(gè)局部技術(shù)，而是一項全局性技術(shù)，會(huì )影響到接口的方方面面，甚至會(huì )影響到集成系統。要實(shí)現冗余，技術(shù)涉及到系統集成的計算機、通信、軟件設計、可靠性等多門(mén)類(lèi)技術(shù)，是一項高復雜度的工作。實(shí)現接口冗余特別需要軟件進(jìn)行大量事務(wù)處理，如：（1）信息同步：數據同步、狀態(tài)同步、通信隔離；（2）鏈路訪(fǎng)問(wèn)沖突：備用靜默、交叉分時(shí)、主借備路；（3）數據一致性處理：冗余信息過(guò)濾、一致性核查；（4）故障診斷：對端設備故障診斷、鏈路故障診斷、本地設備自診斷、心跳監測；（5）故障隔離：故障標識、故障通報；（6）主備仲裁：整機切換、單鏈路切換、單設備切換、陷阱逃脫原則；（7）系統狀態(tài)機：主備“初始化、工作、故障”疊加“身份切換”；（8）主備切換：操作權交接、數據擾動(dòng)、切換效率。

這部分軟件設計的關(guān)鍵是接口故障檢測、主備仲裁和主備切換，主要設計約束是切換效率。

不同系統集成商采用不同的集成平臺，設計目標和各個(gè)技術(shù)環(huán)節采用的手段也不盡相同。以主備仲裁中的“選擇主”為例，有的采用故障點(diǎn)數比較策略，有的采用故障點(diǎn)加權比較策略，還有的采用局部活動(dòng)局部待機策略，等等，這些策略都能保證單故障情形下接口功能不喪丟，同時(shí)還或多或少提供了交叉故障適應能力，進(jìn)一步提高了系統可用性。

5.4　接口軟件開(kāi)發(fā)

5.4.1　接口軟件結構

接口軟件需求的特性要求接口軟件結構與具體設備無(wú)關(guān)。開(kāi)發(fā)接口軟件時(shí)，應首先搭建一個(gè)與設備無(wú)關(guān)的接口軟件框架，然后再基于此開(kāi)發(fā)接口通信驅動(dòng)程序。

如果不需要考慮集成系統接口數量眾多的特性，只要求將一兩個(gè)外圍設備接入到系統中，那么針對性地開(kāi)發(fā)一項接口軟件，其難度本身并不大；然而，集成系統的主要特點(diǎn)恰恰就是接口設備數量多、類(lèi)別雜，設備特性、接口形式、接口協(xié)議、接口信息多種多樣，系統集成商必須要面對這些難題，如果對此提不出有效解決辦法，就會(huì )陷入變更、性能、版本、工作量、人手等多方面問(wèn)題的困境。

解決該問(wèn)題的有效方法是將接口軟件分出層次：有的層次處理通用的、共性的問(wèn)題，有的層次處理專(zhuān)用的、個(gè)性化的問(wèn)題。通過(guò)通用層，提供計算機硬件資源和接口配置訪(fǎng)問(wèn)的管理，提供對接口運行的調度管理，提供接口數據統一處理的機制，包裝接口要面對的多數處理過(guò)程，如冗余、數據服務(wù)訪(fǎng)問(wèn)接口等，由此形成平臺化接口的完整框架；在專(zhuān)用層，只需對具體協(xié)議進(jìn)行編碼，形成特定接口驅動(dòng)，就能輕松接入特殊設備和子系統。

基于上述思路搭建起來(lái)的通信控制器接口軟件接口如圖3所示。

圖3 通信控制器接口軟件結構示意

接口軟件共分數據服務(wù)層、接口管理層、接口協(xié)議層、通用硬件層四個(gè)層次。其中，數據服務(wù)層為應用系統提供數據服務(wù)，接口管理層提供接口調度管理，這兩層是所有接口驅動(dòng)共用的；通用硬件層提供可復用的硬件驅動(dòng)，如串口驅動(dòng)、以太網(wǎng)驅動(dòng)等，任何接口驅動(dòng)都可以直接使用這些資源；位于接口協(xié)議層的接口驅動(dòng)才真正實(shí)現通信協(xié)議，控制報文收發(fā)和解析。為進(jìn)一步提高接口實(shí)施的效率和質(zhì)量，系統集成商逐步積累出一些標準接口的接口驅動(dòng)，搭建出一個(gè)標準接口驅動(dòng)庫。標準接口驅動(dòng)與接口框架和接口驅動(dòng)的關(guān)系如圖4所示。

圖4 接口軟件邏輯結構

接口框架加接口驅動(dòng)的軟件結構具有以下優(yōu)點(diǎn)：它能綜合平衡接口實(shí)施成本和軟件研制技術(shù)困難，能提高接口軟件的重用度，并保證集成系統的開(kāi)放性；它能以一致的方式處理通信接口，能支持接口開(kāi)發(fā)模式的統一，支持工程過(guò)程有序開(kāi)展和工程過(guò)程的標準化。

接口驅動(dòng)程序：接口驅動(dòng)的功能，是按接口協(xié)議規定，使用規定的物理端口與外部設備/子系統進(jìn)行信息交換。歸結起來(lái)有兩項任務(wù)：端口通信、協(xié)議處理。

（1）端口通信：通常借助平臺提供的通信硬件驅動(dòng)庫來(lái)完成。通信硬件驅動(dòng)庫中存有可復用的標準通信板卡驅動(dòng)，如串口驅動(dòng)、TCP/IP協(xié)議棧、現場(chǎng)總線(xiàn)板塊驅動(dòng)等。為方便接口驅動(dòng)程序使用，通信硬件驅動(dòng)的訪(fǎng)問(wèn)方式一致，僅通過(guò)配置就可切換要用的通信硬件。接口驅動(dòng)基本與硬件形式無(wú)關(guān)。

按通信硬件與接口驅動(dòng)之間的數據傳輸特點(diǎn)，通信硬件驅動(dòng)可分為兩類(lèi)，串行類(lèi)型驅動(dòng)和板卡型驅動(dòng)。串行類(lèi)型驅動(dòng)，指與接口協(xié)議層之間以串行數據流進(jìn)行交互的通信硬件驅動(dòng)，串行數據流可以是類(lèi)似RS485/USB等的無(wú)邊界數據流，也可以是類(lèi)似TCP的有邊界數據流。這類(lèi)驅動(dòng)通常有統一定義的編程接口和訪(fǎng)問(wèn)接口。板卡類(lèi)型驅動(dòng)，指與接口協(xié)議層之間以?xún)却嬗成?、雙口RAM、特殊寄存器等形式進(jìn)行交互的通信硬件驅動(dòng)，它通常針對特殊的硬件板卡。使用板卡類(lèi)型驅動(dòng)時(shí)，需依據專(zhuān)用通信卡的使用要求，執行一些專(zhuān)用的初始化、中斷設置、寄存器讀寫(xiě)等操作，或調用專(zhuān)用的API函數來(lái)獲取采集數據和發(fā)送命令。

（2）協(xié)議處理：協(xié)議處理是接口驅動(dòng)最主要的任務(wù)，以完成最核心的接口傳輸功能。協(xié)議處理也是集成系統應對設備差異的主要環(huán)節。

對主動(dòng)傳送型協(xié)議，設備有主動(dòng)上傳數據的能力，這是許多簡(jiǎn)單接口常用的工作方式，接口驅動(dòng)程序無(wú)需進(jìn)行會(huì )話(huà)調度，只要及時(shí)接收和解析數據就可以了。

對請求應答型和混合型協(xié)議，從接口驅動(dòng)發(fā)出請求，經(jīng)硬件通信端口傳遞給另一端的設備和子系統，到設備和子系統響應回來(lái)、經(jīng)通信端口提交給接口驅動(dòng)程序，這種方式也不太復雜。接口驅動(dòng)需要調度會(huì )話(huà)和發(fā)出請求，及時(shí)接收和解析應答數據，同時(shí)還要管理應答的超時(shí)狀態(tài)。

實(shí)際應用中，來(lái)自不同廠(chǎng)家的設備和系統性能會(huì )有所不同，不論使用主動(dòng)傳送還是用請求應答，都會(huì )有響應快慢的差別。任何設備都可能隨時(shí)要傳輸信息，為避免響應性差的設備對總體數據訪(fǎng)問(wèn)造成影響，接口驅動(dòng)應為通信協(xié)議處理和應用數據服務(wù)提供適度隔離。隔離時(shí)，可采用基于數據交換區的前后分兩端結構：后端程序負責與接口管理的配合，支持數據訪(fǎng)問(wèn)服務(wù)；前端程序負責按協(xié)議與設備通信，根據設備特性調整交互性能。

接口軟件配置（如圖5所示）：針對具體接口的需求，實(shí)現接口軟件并非完全依賴(lài)接口驅動(dòng)程序。事實(shí)上，接口的許多個(gè)性化是通過(guò)軟件配置實(shí)現的。

圖5 接口軟件配置

（1）調整接口的參數和形式：通過(guò)配置可以改變接口參數。通常接口的端口號、傳輸速率、校驗方式等需要靈活配置，使工程設計實(shí)施中可隨時(shí)優(yōu)化和調整接口方案，以充分利用接口設備的資源。通過(guò)配置甚至可以改變接口形式。之所以能做到這一點(diǎn)，是因為接口驅動(dòng)以一致的方式使用通信硬件驅動(dòng)，由配置指定具體使用何種通信硬件驅動(dòng)。由于有這個(gè)能力，同一個(gè)協(xié)議就既能工作在RS232串口上，也能工作在TCP網(wǎng)絡(luò )上，極大提高了協(xié)議的利用率。（2）調整協(xié)議的參數和模式：通過(guò)配置可調整協(xié)議的參數和工作模式?？梢酝ㄟ^(guò)配置改變接口框架對驅動(dòng)程序的調度，如調高或降低該驅動(dòng)的處理優(yōu)先級，改變它在冗余主從仲裁中的權重，啟用或終止某類(lèi)硬件中斷等；通過(guò)配置還可以改變接口協(xié)議的交互過(guò)程，如禁用對某些類(lèi)型信息的傳輸，拉長(cháng)或縮短鏈路故障診斷周期，改變模擬量數據和數字量數據采集頻數的比率，等等。通過(guò)這些調整，可以改變接口性能，使之與對端設備和子系統獲得最佳配合。（3）信息含義和點(diǎn)表：完整的接口協(xié)議包括信息格式、信息含義和交互過(guò)程，其中交互過(guò)程和信息格式是在接口驅動(dòng)程序用編碼方式實(shí)現的，但信息含義通常不用編碼來(lái)實(shí)現。比如說(shuō)要傳輸哪些模擬量點(diǎn)，這些點(diǎn)的量程限制等，接口驅動(dòng)程序不把這些信息編到程序代碼中。之所以這樣，也是為了將專(zhuān)用性強的具體信息含義從接口驅動(dòng)程序中剝離出來(lái)，增強接口驅動(dòng)程序的靈活性，以便適用到更多場(chǎng)合中。

5.4.2　信息集成模式

在企業(yè)信息集成時(shí)，不同應用系統有不同的結構和規范，這對信息集成有非常大影響。為了能夠既解決業(yè)務(wù)數據異構性問(wèn)題、實(shí)現信息共享和協(xié)同，又不增加集成復雜度，并具備進(jìn)一步擴展能力，最實(shí)用的、也是最常用的做法是基于通用數據庫和數據源級別上進(jìn)行集成?；谕ㄓ脭祿旌蛿祿醇墑e上的集成有三種常用模式：數據復制、數據聯(lián)邦和基于接口的數據集成，它們分別表達了對多個(gè)異構數據源透明、一致訪(fǎng)問(wèn)的三種實(shí)現方法。三種常用的數據集成模式如圖6所示。

圖6 三種常用的數據集成模式

數據聯(lián)邦，是指不同應用共同訪(fǎng)問(wèn)一個(gè)全局虛擬數據庫，通過(guò)全局虛擬數據庫管理系統為不同應用提供全局信息服務(wù)，實(shí)現不同應用和數據源之間的信息共享和數據交換。

數據復制，指通過(guò)底層應用數據源之間的一致性復制，實(shí)現對基于不同數據的各類(lèi)應用之間的信息共享和互操作。

基于接口的信息集成，指不同應用系統間利用適配器或接口代理，實(shí)現相互調用。適配器或接口代理提供應用編程接口，通過(guò)這些開(kāi)放接口可提取業(yè)務(wù)信息，供應用系統共享和交換。接口調用方式可以采用同步調用方式，也可以采用基于消息中間件的異步方法來(lái)實(shí)現。

作者簡(jiǎn)介：

魏曉東，1967年畢業(yè)于天津大學(xué)精儀系。1984~1991年任安徽工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化系副教授。1991年出版《分散型控制系統》（ 上?？萍嘉墨I出版社） 。2000~2012年任北京和利時(shí)系統工程公司副總工、事業(yè)部總設計師，北京地鐵13號線(xiàn)、深圳地鐵一期工程、廣州地鐵3號線(xiàn)綜合監控系統工程技術(shù)總負責人。2006、2010年出版《城市軌道交通自動(dòng)化系統與技術(shù)》初版與第二版（電子工業(yè)出版社）；2010年主編國家標準《城市軌道交通綜合監控系統工程設計規范》（GB50636-2010）《城市軌道交通綜合監控系統施工與質(zhì)量驗收規范》（GB/T50732-2011）；2010年主編關(guān)于兩化融合的國家標準《工業(yè)企業(yè)信息化集成系統規范》（GB/T26335-2010）。2013年至今任清華同方數字城市工程中心技術(shù)專(zhuān)家，住建部城市軌道交通標注技術(shù)網(wǎng)Eu委員會(huì )委員，全國自動(dòng)化系統與集成標準技術(shù)委員會(huì )委員。

摘自《自動(dòng)化博覽》2017年9月刊