城市轨道交通自动化系统中CORBA技术应用分析

杨晨宇

摘   要：文章通过总结CORBA技术的特点，结合具体案例分析了CORBA技术在城市轨道交通自动化系统内的运用，使系统的各项运用需求均得到满足，实现了系统功能。

关键词：城市轨道交通;自动化系统;CORBA技术

城市轨道交通自动化系统伴随着我国城市轨道交通线网的日益壮大，已经成为各城市轨道运营公司的一项繁琐而艰难的任务，而信息技术的发展使得城市轨道交通自动化系统成为各大城市轨道交通运营单位提高城市轨道管理水平和效益的有效手段。随着我国城市轨道交通建设步伐的加快、线网的逐步形成，对城市轨道交通自动化系统进行网络化整合已经迫在眉睫。显然，已建的城市轨道交通自动化系统难以适应城市轨道交通规范化、网络化发展的需要，建立统一、标准化、跨平台、跨系统的自动售检票系统应用平台[1-2]是未来自动售检票系统发展的必然方向。利用通信技术以及数据共享交换技术[3]，设计系统结构，不仅是城市轨道交通自动化系统的要求，而且系统更加可靠、安全、易用、可扩展、互联性，更是城市轨道交通今后的发展趋势。根据应用业务发展需求，本文结合公共对象请求代理体系结构（Common Object Request Broker Architecture，CORBA）技术的特点，讨论该技术在城市轨道交通自动化系统中的相关应用。

1    CORBA技术

CORBA技术目前和DCOM、J2EE技术并列为组件技术，同时广泛应用于各行业中，涵盖了编程语言技术平台、网络协议平台及软硬件平台，可以开展异构分布运算，能够重用各类编程语言对象。

CORBA技术可以广泛应用于各个操作系统和各个服务器中，可以使用多种编程语言，系统中各对象之间可以进行跨领域连接和交流。CORBA技术的体系架构处于一种集成的标准结构，优点表现为以下几点。

（1）对分布式的应用集成进行简化处理，节约了时间和成本。

（2）CORBA结构与之前传统的C/S结构相比，由于CORBA结构环境是对等式的分布结构，系统中各对象之间是处于是平等状态，相互之间的角色也可以互换，所以其结构更加利用系统资源的合理使用。当客户方提出某种服务请求时，接受服务请求的一方就是服务方。在CORBA结构中的每个对象只有客户方和服务方两种角色。

（3）CORBA体系是面向对象的，面向对象的开放性、可重用性以及快速开发和无缝集成、方便性以及功能性在CORBA结构中得以体现。

（4）典型的标准结构体系就是CORBA，其内在核心元素非常稳定，包括了多位成员OMG进行组织开发，内部拥有强大的科研院所，还涉及多家主要的计算机软硬件厂商，同时还得到了各个组件的支持，例如：X/Open，OSF＼COSE，CI Labs，X/Consortium等，因此CORBA体系具有权威性。

城市轨道交通自动化系统是非常典型的计算机集成系统，城市轨道交通自动化系统的各项功能均由CORBA技术实现。在城市轨道交通自动化系统中通过像监控系统、电力系统、防灾系统等系统为每条城市轨道提供信息，所以，城市轨道交通自动化控制系统需要一个开放的信息共享平台，此平台技术目前是现代轨道交通自动化技术的核心城市轨道交通自动化系统是通过多个系统构成，多家设备进行连接，该系统的显著特征就是面向对象，系统功能的实现依赖于分布式的环境，而且设备应具备嵌入式的特征，拥有容错性强、可靠性良好和实时性好的特点，支持异构平台，CORBA正是因为具备以上特征才能够达到系统要求[4]。

2    城市轨道交通领域CORBA技术运用实例

2.1  构建通信服务平台

城市轨道交通自动化系统通常为5层框架结构，具体涵盖票卡，AFC设备，LC，SC及清结算中心5部分。所使用的运行方式是全封闭式的方式，车票是采用以非接触式IC卡。虽然技术的发展以及城市轨道交通自动化技术的提升，当前的AFC系统并不能满足城市轨道交通互联互通、资源利用和共享以及系统升级改造的需求，出现了一定的局限性，所以许多城市在现有的AFC系统的体系架构上开发了许多AFC系统架构延变体，例如在北京、南京等这些大城市中，就建立了多线路共用AFC系统线路。在社会发展速度加快的过程中，城市轨道交通队使用者来说更加重要，所以需要提升服务水平，但是因为运营管理工作复杂性增加，文章结合CORBA技术特点，充分发挥其在城市轨道交通自动化系统中的作用和功能，进行高效的通信，对轨道交通自动化系统进行科学的研制，将系统中通信结构中的上层体系使用更加灵活，使系统中的信息管理更方便，同时还实现了系统中的统一管理以及资源融合，可以有效促进和推动城市轨道交通的进步，同时也有助于新线建设进程，网络化运营更加高效。

2.2  开发应用接口及平台程序

就轨道交通自动化系统的运用情况进行分析，尤其针对相关管控设施，CORBA技术发挥着非常重要的作用。在城市轨道交通自动化系统内，设备监控系统是保证整个系统得以稳定运行的关键，系统运营管理也在设备监控部分的支持下发挥作用。系统中的数据流主要是通过，设备状态、设备事件和设行命令这3个方面完成。

2.3  COPRA应用接口

COPRA技术在系统中的具体应用是通过利用IDL進行文件叙述CORBA接口。在IDL文件中所包含模块、接口、操作和数据类型等元素。

2.4  COPRA服务和客户程序

当CORBA对文件进行生成IDL之后，在对文件进行转换过程中，需要利用特定的编译器将把形成的IDL文件转变为C/C++或是中外一些语言代码，依次编写系统的服务端、客户端。为了实现CORBA对象下本地对象，要求拥有CORBA下的便携式对象适配器框架类，借助其实现类来满足需求，而这就需要服务器来实现。ORB总线的特定标识就是CORBA对象下的对象引用。封装对象引用的过程中，差异化的ORB所采用的封装方式同样存在差异。对服务器CORBA对象进行访问的过程中，使用者需要运用对象引用，所以使用者应对服务器CORBA对象下对象引用进行明确。在掌握对象引用之后，可以对接口操作进行调用。所以，应将CORBA接口服务程序设置于系统监控软件、数据库服务器和设备之中[5]。

2.5  数据通信连接的建立

（1）用户数据协议包（UPD）于Server广播下的接收。于车站局域网内，运行Server后，借助指定端口，可以对用户数据协议包进行广播，被CORBA对象所引用，涵盖了Server注册代理管理结构。基于特定端口，设备能够对用户数据协议包进行接收，结合包结构定义，对可互操作对象引用进行掌握，主要针对Server注册代理管理员。

（2）对CORBA连接进行设置。根据所掌握的IOR，相关设施能够了解到Server注册代理下的有关CORBA对象，之后可以有效地调取Register，即可开启设备注册的过程，在Server注册代理之下，可以对EqRoot对象进行获得。

（3）注册设备。Server通过EqRoot：Get DATA方法获取设备的Machine ID，对合法性进行有效的验证。同时根据所取得的EqRoot对象，在SC下可以得到EqControl对象，依据有关的指令，就能够对设备进行有效的控制，对车站上下文进行设置。

（4）结合Server，设备可以对自身状态进行同步处理。完成注册操作之后，借助对bulkRead进行调用的途径，Server能够对设备的具体状态进行了解。可以对设备运行数据当前的版本进行检测，并确保其处于最新状态，还可以对操作模式进行检查，确保Server和IP地址相一致。

（5）处理会话异常状况。如果注册不成功，设备进行恢复过程时，需要开展会话初始化操作。若存在会话中断的问题，设备将处于持续尝试连接的状况，确保会话功能的正常，在这个过程中，相关设施、Server二者间的通信会中断。

在CORBA对象中，能够使相关设施掌握到引用对象，之后再进行注册时，可以同数据服务器进行双向的有效通信。设备同监控软件注册步骤相一致，有效连接通信之后，借助推或拉的模式能够对设备状态数据进行有效的传输，并对命令及事件两类数据进行共享，完成通话后会终止。

3    结语

在城市轨道交通自动化系统中CORBA的應用，为系统提供了统一标准的协议与应用程序接口，使系统平台可以实现在多种硬件以及操作系统中稳定运行，使不同对象更方便快捷进行系统内通信，达到城市轨道交通自动化系统功能实现的要求，使系统的可扩展性得到明显的改善，为以后再新建线路提前准备了预设接口，实现了多种城市轨道线路有效的统一及整合，避免资源反复配置的问题，不会出现资源浪费的问题，将资源互通及共享变为了现实。作者简介：杨晨宇（1997— ），男，江苏宿迁人，本科生;研究方向：轨道交通。

[参考文献]

[1]李天辉.CORBA技术在城市轨道交通自动化系统中的应用[J].自动化博览，2004（5）：81-83.

[2]胡燕玲，张宁，陈宇，等.公共对象请求代理体系结构（CORBA）技术在城市轨道交通自动售检票系统中的应用[J].城市轨道交通研究，2015（11）：92-96.

[3]毛建，王彬彬，何铁军.轨道交通自动售检票系统区域中心接口设计的探讨[J]. 铁路通信信号工程技术，2016（5）：67-70.

[4]秦科，杨格兰. CORBA技术介绍[J].山西科技，2006（1）：22-23.

[5]唐大仕，邬伦，张晶.基于CORBA组件技术的GIS系统[J].地理与地理信息科学，2001（4）：30-34.

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