对地铁ATS系统数据备份的探讨

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摘要：为了防止地铁自动监控系统（ATS）运营中出现问题，需要对数据进行备份，本文首先对深圳地铁环中线ATS系统工作的数据备份的条件与策略进行了详细的介绍，分别分析了地铁ATS系统数据备份的周期要求、载体选择、备份方式的选择等。之后详细分析了地铁ATS数据备份的适用方法，探讨了dump与restore备份与恢复工具、tar备份工具、dd备份工具，这三种备份工具的备份对象及适用范围等。

关键字：地铁；自动监控系统（ATS）；数据备份；方法探讨

中图分类号：U231+.3 文献标识码：A 文章编号：

0. 引言

近几年随着我国广州、深圳、北京等一些大城市地铁的建设营用，地铁运行性能越来越稳定、安全，建设技术也日趋成熟，卡斯柯信号有限公司作为我国铁路第一家中外合资企业为我国地铁的运营提供了多种核心、高智能系统，而且经过不断的试验改进，系统的稳定性及性能越来越好。ATS系统全称为自动监控系统，是非安全设备系统，包括控制中心系统和机制控制站，其主要作用在于自动编制运行图、自动调度列车进出路、自动监督、调整线上列车的运行并记录运行数据。

深圳地铁环中线卡斯柯信号系统采用的是ATS系统，该系统属于分布式系统，是卡斯柯自主研发的系统。地铁自动监控系统（ATS）在运营过程中，由于自然或人为原因，难免会出现一些意外错误，导致数据丢失，妨碍及时查找数据，分析事故原因等，进而影响到地铁的正常运行[1]。因此，对地铁ats系统数据进行可靠的备份是减少损失的最好办法，具有重要意义，能够在故障发生时最大程度地恢复系统数据，降低损失。本文对地铁ATS系统数据备份进行了探讨。针对具体情况下的具体备份的方法进行了研究，以此来提高地铁工作站的监控备份工作。

1．地铁ATS数据备份的条件与策略

ATS工作站会保存一些列地铁运行数据，在需要的时候可以按照指定的查询条件检索出来，可以指定的查询条件包括：日期、车次号、驾驶员、编组号、站台、车站、发车及到站时间等。这里主要介绍深圳地铁环中线采用的ATS系统数据备份的周期、载体、备份方式的选择等。

1.1 地铁ATS系统数据备份的周期要求

地铁ATS系统数据的备份，可以依照其重要程度及时效性，选择不同的备份周期，分别以小时、一天、一周、一月为周期进行备份。在设备按照设置时就应该设定固有程序，对一些比较重要或容易故障丢失的数据进行每时或每日的备份保存，对时效性不高的数据可采用较长时间的备份周期，或人为的手动备份[2]。如地铁ATS系统运行图数据是以天为单位系统自动备份的，方便在发生故障时最短时间内调出运行图查找原因。

1.2 地铁ATS数据备份的载体选择

不同的地铁线上ATS系统数据存储备份的载体选择也是不同的。深圳地铁环中线上ATS系统的备份介质主要有磁带、硬盘等，在系统数据备份载体选择时，可根据实际数据量、系统合适的操作介质等选择不同的备份载体。在各个设备集中站所设置的本地控制服务器LATS（采用Linux操作系统）和车站现地控制工作站HMI（采用Windows XP中文专业版操作系统，运行现地控制工作站软件，其软件采用C/C++语言编程），一般都采用硬盘备份的方式[3]。

1.3 自动备份与手动备份的选择

地铁ATS系统数据的备份方法也是多样的，从备份方式上考虑，可以分为自动备份与手动备份两种类型。自动备份是指操作系统按照设定程序对指定的区域、数据等按照指定的格式、备份工具进行备份作业，不需要人为参与，这种数据备份方法一般用于定期备份数据，比较简单方便，不会引起人为差错，但比较死板，不会根据实际需要灵活变通。手动备份是由工作人员手动操作完成，这种备份方法可以对需要备份的文件、所用的存储介质、文件格式等有选择性的筛选备份[4]。在实际操作过程中，针对不同的需要及实际环境选用不同的备份方法，ATS系统工作站系统备份主要采用手动备份法。

2. 地铁ATS数据备份的适用方法分析

根据不同地铁线运行状况，ATS数据备份的适用方法不同，常用的主要有dump与restore备份与恢复工具、tar备份工具、dd备份工具。这三种备份工具各具优缺点，分别适用于不同的场合，在实际操作时需要慎重选择，针对各个工具的备份对象、适用范围等，详细分析如下：

2.1 dump与restore备份与恢复工具的备份对象分析

dump与restore备份与恢复工具在整个系统中是非常灵活方便的，dump备份地铁ATS系统整个文件系统，而不止是一份文件系统，其特别的优点是其内置的增量备份功能。在常用的操作平台上，常用的dump参数有以下几个：0 -9：指示备份阶层。b：指示区块数目因子。u：指示更新dumpdates档案。n：指示dump动作完成。d 和s：指示备份资料量空间大小。f：指示储存设备。w：这个指令很少用到，用于执行假备份以判断有哪些档案系统必须备份。

restore命令执行dump存储的逆向功能，用于还原备份数据，有两种不同的文件还原风格，分别使用-r、-x这两个命令来完成，-r指令表示整个备份文件都恢复到目前的工作目录下；-x指令表示只恢复restore指令行末端指示的文件，因此数据还原时需要选择正确的指令才能获得正确的重建结果。这种备份方法整体性较强，一般需要定期备份整个文件系统所有文件时，选择dump与restore备份与恢复工具。当需要恢复数据时，使用restore工具即可得到想要的数据[5]。对于临时备份或部分数据储存时，这种备份方法相对而已比较浪费资源且操作复杂，一般不选用。

2.2 tar备份工具适合备份的对象选择

要用tar备份工具来备份系统数据，需要准备一个存储介质来存放需要备份的数据，可以选择磁带、硬盘、光盘等多种介质，唯一的要求就是要保证存储空间足够大。tar备份工具可以打包整个文件夹，也可以拷贝部分数据，需要时可以全部还原，是用于数据备份的实用工具之一[6]。这种备份工具比较适合部分数据备份或临时备份，操作方便快捷，可以很容易地将存储的数据取出使用，这种备份方法也是比较常用的一种。

tar是一个已经移植到Linux中的指令，是一个独立工具，只要下载Linux源代码，就可以使用不间断地存储文件。在Linux下tar指令是区分大小写的，大写指令和小写指令执行不同的功能。常用的指令有：-c（建立新归档文件）；-f（指定文件名）；-r（新增文件到已存在的归档文件中）；-p（还原归档文件的权限）；-t（归档文件的内容）；-x（解压、提取归档文件）。常用的备份操作：tar cvf backupName.tar ；还原操作：tar zvf backupName.tar.

2.3 dd备份工具的适用范围

dd是Linux运行环境下的一个指令，dd命令只有两个参数if和of，在拷贝文件的同时能够进行指定的格式转换，。dd备份工具比较不常用，这种备份工具的优点是可以拷贝或转换任何一种形式的文件，不需要考虑数据结构或格式，适用范围比较广泛。它是标准的unix命令，可以将需要备份的数据原封不动的拷贝，操作方法也相对简单。

dd备份文件运行程序：（1）将本地的/dev/hdx整盘备份到/dev/hdy；（2）将文件备份到指定路径的image文件中；（3）压缩文件，并保存到指定路径。数据恢复程序：（1）将已备份文件恢复到指定盘中；（2）解压文件夹即可。

3. 结论与展望

总之，地铁自动监控系统（ATS）是整个地铁系统中非常重要的组成部分，在地铁ATS系统数据备份建设中，要特别注意选择合适的备份载体、方法、周期等问题，保证备份数据的实时性，以提高地铁系统的运行效率。

参考文献

[1] 陈杰．卡斯柯信号有限公司研发全套列车自动监控（ATS）系统[J]．现代城市轨道交通，2005, 03: 125 - 127．

[2] 贾红娟，唐祯敏．北京地铁一号线ATS仿真系统数据库的设计[J]．铁路计算机应用，2005, 10: 73 - 78．

[3] 吕飞龙，吴国兴．地铁列车自动监控（ATS）系统调试[J]．现代城市轨道交通. 2006, 04: 13 - 15.

[4] 朱先正，李新文．深圳地铁一期工程正线信号系统设计及其分析[J]．铁路通信信号工程技术, 2005, 04, 19 - 20．