摘要：城市轨道交通的工作压力近年来逐渐增大，对应的管理工作也需要持续完善，尤其是组织自动化管理。基于此，本文分别就城市轨道交通ATS服务器的研究和应用进行分析，给出ATS服务器的工作原理、优势，以及ATS服务器的应用方法、现状和前景等内容，以期通过分析明晰理论，为后续工作提供参考。
关键词：城市轨道交通；ATS服务器；缓存功能；指令响应
前言：ATS服务器是一个高性能的、模块化的HTTP代理和缓存服务器，能够满足复杂管理系统的作业要求，同步大量信息进行缓存，在1秒钟内实现200000条以上的指令的高速处理，这使其应用得到广泛重视。现代城市轨道交通的发展对管理技术提出了新要求，客观推动了ATS服务器的应用，加以研究十分必要。
1.城市轨道交通ATS服务器的研究
1.1ATS服务器的工作原理
ATS服务器的工作原理较为简单，与此前的同类服务其类似，主要强调提升同步响应指令、快速处理的能力。该服务器可以在现代城市轨道交通中进行大量数据的处理，每日达到1TB以上的规模。在轨道交通运行的过程中，出现大量数据时，服务器无法的响应服务的一刹那完成处理，将启动Traffic Server缓存系统实现数据初步管理，如果数据量快速增加，超过Traffic Server缓存上限，可启动RAM 缓存，并在缓存增加的过程中，对各类指令进行处理[1]。服务器主机存储各类关键信息，再利用DNS 解析器进行后续分析。服务器与需求方的有效连接建立后，由traffic_server进行检测，确定连接合法后处理协议请求。所有质量均由Traffic Line运行，通过异步事件处理、多线程操作等完成各项工作。如果同一时间内指令信息过多，ATS服务器默认停止存储，仅提供代理服务。其工作原理如图1所示：
图1 ATS服务器的工作原理
1.2ATS服务器的工作优势
ATS服务器的工作优势主要体现在四个方面，即高缓存、可靠代理、高处理速度、可扩展。缓存能力的提升，是ATS服务器较其此前版本（目前为3.0）的主要变化，其单日缓存量额达到TB的级别[2]。在响应城市轨道交通服务时，缓存机制对宽带资源的要求下降，可通过智能手段对常见指令完成瞬间识别，无需进行过多的辨识操作、导致宽带资源被挤占。ATS服务器代理功能的完善，主要体现在其负载平衡上，可快速进行异步内容的响应，之后借助强大的缓存和瞬间处理能力下达对应指令，其处理质量的速度能够达到每秒钟200000条以上，达到ATS服务器（2.0版本）的2.5倍以上。ATS服务器增加了自定义插件的能力，当城市轨道交通新增加了若干线路，但尚未完成ATS服务器的更新时，可利用系统的可扩展性，以插件的方式获取服务器的代理服务，正向与反向代理均可借助一个服务器实现。
2.城市轨道交通ATS服务器的应用
2.1ATS服务器的应用方法
我国天津市、北京市、广州市等地的轨道交通均已应用ATS服务器，其应用的基本方式为借助软件和硬件构建工作平台，因系统服务器具有理想的兼容性，因此对设备的要求并不高，常见的中央计算机即可满足工作需要。同时，智能识别的技术优势降低了对网络资源的要求，常见百兆宽带可满足ATS服务器代理作业，用于城市轨道交通的自动化管理。具体应用时，来自轨道交通各个工作元素（可能是列车，也可能是工作人员或信息）向服务器发送服务请求，服务器对其进行识别，如果该信息此前通过ATS服务器进行过处理，可在极短时间内完成匹配读取，反之则进行分析、记录，主要协议合法就可纳入缓存中等待系统处理。缓存完成后，服务器进行服务请求的时间范围分析，计算公式为：
freshness_limit = ( Date - Last-Modified ) x 0.1
式中0.1为可变参数，其变动范围在0.1-1.0之间，表达的是过去一段时间内服务请求出现的时间。根据计算结果，为该服务请求匹配服务（域名、IP等）。分析完成后，系统进入指令执行环节，由Traffic Line负责后续工作，只要默认程序是稳定的，指令无需反复修改和更换。如果阶段时间内ATS服务器面临的服务请求过多，有极小可能出现缓存过期的问题，此外，也可能因网络协议验证无效导致过期，要求重新尝试连接、二次发送服务请求。
2.2ATS服务器的应用现状
ATS服务器已经广泛应用于我国各地，从现状上看，不同的设计方式存在少许差异，但原理上是相同的。如我国辽宁省沈阳市轨道交通系统，1号线、2号线和10号线的规划并不相同。1号线进行服务系统改造后，将常见各类指令广泛进行收集，集成到一块芯片中，该芯片中含有线路常见的各类固定元素，包括列车、工作节点等等，在进行作业的过程中，该芯片严格控制一切服务请求和指令管理，只要中央计算机不出现故障，系统就可以平稳运行。2号线的工作方式与此类似，二者运行图、工作节点数目、列车数目上存在少许差异，逻辑控制方面则基本一致。10号线在此基础上进行了改变，额外进行当日运营图的记录和加载，将其输入到芯片和中央计算机处。同时通知车站分机进行同步更新。在中心 ATS 故障时，可以利用本地加载的运营图调度指挥列车运营。其他地区的ATS服务器建设也在想对应方向靠拢，谋求工作性能的提升。
2.3ATS服务器的应用前景
ATS服务器的应用前景，可概括为两大方面，一是智能化，二是技术的相互融合。目前ATS服务器主要应用于城市轨道交通方面，但其优势突出，这意味着在服务器应用领域，ATS前景依然广阔，尤其是智能化应用。如现代都市的智慧工作系统，乘坐轨道交通的过程中，ATS服务器可响应来自其他方面的工作请求，如都市气象部门发送的信息，可通过ATS服务器响应，在完成了基础的信息辨识、保证行车安全、调运有效后，服务器可额外对天气信息进行识别，匹配到信息库中，只要中央计算机存在记忆，就能保证信息得到缓存和处理，为乘客提供更多的附加服务。技术融合方面，目前学者在针对物联网进行研究尝试，应轨道交通几乎贯穿都市各处，借助物联网技术，可实现信息的动态传递，使各类信息借助轨道交通得到扩散，轨道交通的各项信息，也能借助物联网传递至都市各处位置，有利于进行信息的大范围共享。该技术目前主要受到抗干扰能力的制约，无法保证轨道交通基本信息与其他多样信息之间不产生互扰，尤其是信道接近、信息频率接近的情况下。此外无线模式对通信质量本身的要求也较高。
总结：综上，现代城市轨道交通的发展，对其管理提出了新要求，ATS服务器的应用得到重视。该系统工作原理较为明确，借助缓存功能、指令响应功能的完善提升工作能力。应用方法主要强调软件和硬件的完善，并借助集成技术构建工作平台，未来应用可能更多集中于物联网和智能技术的融合，进一步完善工作能力。
参考文献：
[1]李明,何治达.城市轨道交通综合监控系统云平台架构设计方案比较[J].城市轨道交通研究,2018,21(09):64-66.
[2]高成超. 面向城市轨道交通工控系统的入侵检测系统设计[D].北京交通大学,2017.
论文作者:郭鹏林
论文发表刊物:《基层建设》2019年第13期
论文发表时间:2019/7/22
标签：服务器论文; 轨道交通论文; 缓存论文; 指令论文; 城市论文; 工作论文; 信息论文; 《基层建设》2019年第13期论文;