何靜環(huán)

（遼寧艾特斯智能交通技術(shù)有限公司遼寧沈陽110166）

高速公路收費(fèi)系統(tǒng)通信服務(wù)器的設(shè)計與實現(xiàn)

何靜環(huán)

（遼寧艾特斯智能交通技術(shù)有限公司遼寧沈陽110166）

通信服務(wù)器是高速公路收費(fèi)系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉屑~，其性能好壞對收費(fèi)系統(tǒng)的運(yùn)行具有重要影響。為此，應(yīng)該結(jié)合實際工作需要對通信服務(wù)器進(jìn)行科學(xué)設(shè)計，嚴(yán)格按照要求進(jìn)行操作。并在日常工作中做好通信服務(wù)器維護(hù)工作，確保服務(wù)器綜合性能良好，提高整個高速公路收費(fèi)系統(tǒng)工作效率。

高速公路；收費(fèi)系統(tǒng)；通信服務(wù)器

高速公路承載著重要的交通運(yùn)輸任務(wù)，是我國重要的交通樞紐工程。隨著國家對交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)力度的不斷加大，高速公路迅猛發(fā)展，規(guī)模不斷擴(kuò)大，里程不斷增加，如今已經(jīng)形成基本的高速公路網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架。收費(fèi)系統(tǒng)是高速公路的重要組成部分，承擔(dān)著高速公路的信息通訊、數(shù)據(jù)傳輸、收費(fèi)管理等多種重要任務(wù)。隨著高速公路車流量的大幅度增加，收費(fèi)系統(tǒng)的工作載荷日益加大，操作越來越頻繁，加上其所處的外部環(huán)境因素的影響，很容易發(fā)生故障，影響高速公路的正常運(yùn)行。

1 系統(tǒng)設(shè)計

通信服務(wù)器是高速公路收費(fèi)系統(tǒng)通信的橋梁，通過它可以實現(xiàn)各級系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通信和信息交換。其功能主要有實時接收和發(fā)送監(jiān)控報文；根據(jù)數(shù)據(jù)的優(yōu)先級，接收和發(fā)送其它各種類型的報文；支持文件傳輸；通信鏈路的維護(hù)和偵測.當(dāng)鏈路中斷并恢復(fù)后，支持自動重連；具有簡單網(wǎng)管功能，可以維護(hù)各個通信節(jié)點。通信服務(wù)器為各個客戶端提供TCP/IP的接口，由于報文不是按照FIFO（先進(jìn)先出）的原則進(jìn)行傳送，因此通信服務(wù)器使用一個應(yīng)用層的通信協(xié)議，來調(diào)度和分配優(yōu)先級不同的報文按照協(xié)議的定義，報文被分為目的地址、源地址、優(yōu)先級、數(shù)據(jù)、校驗等五個部分。該通信服務(wù)器包括不同模塊，具有自身顯著特點，滿足實際工作需要，其主要特征體現(xiàn)在以下幾個方面。多客戶端實時和并發(fā)通信服務(wù)器與30個客戶端建立連接，能有效處理各節(jié)點數(shù)據(jù)延遲問題。服務(wù)器建立30個邏輯通信鏈路與請求通信客戶端相連，解決客戶端并發(fā)通信問題。每個邏輯通信鏈路使用512個字節(jié)的緩沖區(qū)，促進(jìn)客戶端實時和并發(fā)通信。全雙工通信服務(wù)器使用發(fā)送和接收線程，分別對報文發(fā)送和接收進(jìn)行處理，并且二者相互協(xié)同工作。采用同步事件實現(xiàn)數(shù)據(jù)同步，避免讀取數(shù)據(jù)緩沖區(qū)時出現(xiàn)沖突，實現(xiàn)全雙工通信。差錯控制采用連續(xù)自動重復(fù)請求方式客戶端一次發(fā)送多個數(shù)據(jù)報文，通信服務(wù)器接收和解析后作出應(yīng)答，確認(rèn)報文傳輸，實現(xiàn)連續(xù)自動重復(fù)請求方式，提高信道利用率和傳輸效率。確認(rèn)應(yīng)答機(jī)制設(shè)計可靠的確認(rèn)應(yīng)答機(jī)制。客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)報文后等待服務(wù)器應(yīng)答。規(guī)定時間內(nèi)沒有應(yīng)答則重新發(fā)送，重發(fā)超過規(guī)定次數(shù)后，丟棄該報文數(shù)據(jù)，并啟動通信鏈路檢測線程，對通信鏈路狀態(tài)進(jìn)行檢測。

2 高速公路收費(fèi)系統(tǒng)通信服務(wù)器的實現(xiàn)

2.1 開發(fā)手段

通信服務(wù)器的開發(fā)手段是多種多樣的，Windows2007平臺上有大量系統(tǒng)服務(wù)類型，可以用作分布式計算手段。除Winsock服務(wù)之外，命名管道、遠(yuǎn)程過程調(diào)用、分布式組件對象模型、消息隊列等分布式軟件開發(fā)手段都滿足要求，其中遠(yuǎn)程過程調(diào)用、分布式組件對象模型等都是為專門系統(tǒng)功能而設(shè)定的，但它們也存在一定的局限性，應(yīng)該根據(jù)具體需要合理選用。例如，由于通信服務(wù)器在日常運(yùn)行中以數(shù)據(jù)傳輸為主，使用遠(yuǎn)程過程調(diào)用、分布式組件對象模型往往會增加系統(tǒng)開銷。消息隊列盡管適用傳輸數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)中心的開發(fā)，但它會占用過多的中間層系統(tǒng)調(diào)用，降低系統(tǒng)運(yùn)行效率，對整個系統(tǒng)日常工作和作用的有效發(fā)揮帶來負(fù)面影響。因此，綜合考慮各種開發(fā)手段的優(yōu)點和缺點，在實際工作中最佳的選擇是直接對Winsock接口進(jìn)行開發(fā)。盡管采用這種開發(fā)手段工作量大，任務(wù)繁重，編程復(fù)雜，但開發(fā)出來的通信服務(wù)器性能良好，能更好滿足實際工作需要，促進(jìn)收費(fèi)系統(tǒng)運(yùn)行效率提高。

2.2 軟件結(jié)構(gòu)

高速公路收費(fèi)系統(tǒng)采用客戶/服務(wù)器的模式，通信服務(wù)器是服務(wù)器端，與它相連的其他應(yīng)用系統(tǒng)是客戶端，包括客戶1、客戶2、客戶3……客戶n，從而構(gòu)建一種客戶/服務(wù)器模型。在日常運(yùn)行中，它以服務(wù)器為中心實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，并對整個模型進(jìn)行集中控制。客戶端與通信服務(wù)器之間建立一條連接，就能與所有的其他客戶端通信?？蛻?服務(wù)器模型包含運(yùn)行在服務(wù)器端和客戶端的兩個程序，并且客戶端與服務(wù)器端建立可靠的、面向連接的服務(wù)。服務(wù)器首先啟動并建立套接口，綁定它和本機(jī)的網(wǎng)絡(luò)地址，使套接口做好偵聽準(zhǔn)備，等待接收數(shù)據(jù)?？蛻舳私⑻捉涌诤竽芘c服務(wù)器建立連接，這樣服務(wù)器和客戶端通過套接口就可以發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。

2.3 系統(tǒng)模塊

通信服務(wù)器包括以下幾個不同模塊，每個模塊發(fā)揮各自作用，促進(jìn)整個系統(tǒng)有效運(yùn)行和工作。通信模塊根據(jù)報文優(yōu)先級，安全、可靠的接收和發(fā)送報文，支持報文靜態(tài)路由，滿足系統(tǒng)獲得報文需要，為數(shù)據(jù)分析和管理提供便利。鏈路控制模塊對網(wǎng)絡(luò)連接進(jìn)行監(jiān)測和控制，確保連接正常，滿足實際需要。當(dāng)監(jiān)測到連接不正常時，通知主線程設(shè)置網(wǎng)絡(luò)不正常標(biāo)識，并定期檢查網(wǎng)絡(luò)通信是否正常。當(dāng)連接恢復(fù)到正常狀態(tài)時，鏈路控制模塊通知主線程進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。報文處理模塊專門負(fù)責(zé)對報文進(jìn)行處理，為獲取相關(guān)的信息資料提供依據(jù)。主要內(nèi)容包括提取報文所需原始數(shù)據(jù)，根據(jù)報文定義格式，對報文進(jìn)行封裝和拆封，以保存和使用報文信息，滿足實際工作需要。用戶管理模塊負(fù)責(zé)完成與通信服務(wù)器連接的客戶端管理工作。主要工作內(nèi)容包括：授權(quán)客戶端連接通信、維護(hù)客戶端的名稱-地址表格、顯示和管理通信節(jié)點的通信狀態(tài)。

3 結(jié)束語

通信服務(wù)器開發(fā)出來之后經(jīng)驗收合格，并將其應(yīng)用到具體工作當(dāng)中。在沈大高速公路收費(fèi)系統(tǒng)升級改造中，應(yīng)用該通信服務(wù)器。運(yùn)用過程中，工作人員嚴(yán)格按照要求開展各項操作，經(jīng)過系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試和實際應(yīng)用的考驗。結(jié)果表明，通信服務(wù)器滿足高速公路收費(fèi)系統(tǒng)運(yùn)行需要，運(yùn)行狀況良好，滿足實時性和多用戶并發(fā)通信的要求。不僅確保收費(fèi)系統(tǒng)正常運(yùn)行，還能顯著提高收費(fèi)系統(tǒng)工作效率，對加強(qiáng)沈大高速公路收費(fèi)管理也具有積極作用，值得在類似收費(fèi)系統(tǒng)日常運(yùn)行中推廣。

[1]楊瑾澤.高速收費(fèi)系統(tǒng)中故障及處理方法分析[J].企業(yè)文化，2015.

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1004-7344（2016）30-0274-01

2016-10-9