关于高速公路收费站服务器数据库的恢复.docx

湖北省高速公路路网收费数据的传输及恢复
湖北省交通厅通信信息中心 吴娜
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随着2005年我国又新修通了一批高速公路，全国高速公路通车总里程延伸到3.5万公里。全国有一半以上的省份高速公路里程超过1000公里。山东省高速公路通车里程突破3000公里，位居全国第一。江苏、广东省高速公路突破2000公里。河北、山西、辽宁、浙江、河南、湖南、湖北、江西、安徽、广西、四川、云南、陕西13个省区高速公路都突破了1000公里。
随着经济的发展，加快了高速公路的建设，而现代交通监控和收费等机电工程及客户中心，已普遍使用工业计算机进行智能操作,从而提高了整个路网的运行效率、减少了人工误操作所带来的损失，而数以万记的收费数据则一改以往手工抄录上交的方式,而以二进制的形式在收费网络中快速传输并存储在网络服务器中，因此收费系统的运作质量，就取决于计算机及附属单元的运作质量。
收费数据做为高速公路收费系统中最核心部分，其在网络中传输的安全性、稳定性以及整个数据存储的高可用性、可恢复性对于收费系统来说是至关重要的。因此，在硬件设备以最大的限度保证系统稳定运行的同时，软件系统对于数据传输、数据恢复的实现是收费系统中必不可少的重要环节
收费数据的传输
根据管理体制规划，湖北省高速公路网的收费管理主体为收费结算中心—收费分中心—收费站”三级管理体制。联网收费数据交换按照如下的管理结构进行描述：
（1） 湖北高速公路网收费结算中心
（2） 路段收费分中心
（3） 收费站

收费站
收费站
收费分中心
收费分中心
收费结算中心
收费站
收费站

联网收费系统管理框架图
整个湖北省联网收费系统的数据存储是一级一级按照严密的逻辑结构来进行的。下一级的数据在本身存储的同时也在实时的向上一级传递，从而保证了每一级数据的稳定性及安全性，不论哪一级数据意外丢失，都能得到及时、完整的数据恢复。
1数据交换内容
以下是收费系统需要传输和产生的数据内容，收费系统需包括但不仅限于以下数据。
1.1 结算中心
1. 结算中心将向各收费分中心、收费站下传如下收费基础数据：
1)车辆黑名单；
2)费率表；
3)免费车种类表；
4)收费基本配置文件（提供通行卡索赔工本费、各车型最低允许时速等配置信息、路网内各收费站数据库服务器IP地址等信息）；
2. 结算中心生成并向各收费分中心下传如下统计汇总数据：
1)收费分中心所辖路段日通行费收入汇总表(包含通行费拆帐信息以及不可精确拆分数据明细)；
2)资金划拨指令表；
3. 结算中心将实时从各收费站(或收费分中心)采集如下数据：
1) 每班的收费员下班填报数据；
2) 收费站通行费收入日统计表；
3)入口车道原始操作记录；
4)出口车道原始操作记录；
5)图像数据（只当结算中心查询时访问）;
6)IC卡管理数据；

1.2 收费分中心
收费分中心将实时从所辖各收费站采集如下数据：
1) 每班的收费员下班填报数据；
2) 收费站通行费收入日统计表；
3)入口车道原始操作记录；
4)出口车道原始操作记录；
5)IC卡管理数据；

收费分中心通过指定账号可以以只读的方式访问路网内各收费站图像数据库中的入口车道抓拍图像
收费分中心通过指定账号可以以只读的方式访问结算中心图像数据库中的黑名单图像。
收费站采用TCP/IP协议,通过特定的套接字端口访问结算中心的时钟同步服务器来实现整个路网的时钟同步。

1.3 收费站
收费站通过指定账号可以以只读的方式访问路网内其他各收费站的图像数据库中的入口车道抓拍图像
收费站通过指定账号可以以只读的方式访问结算中心图像数据库中的黑名单图像。
收费站采用TCP/IP协议,通过特定的套接字端口访问结算中心的时钟同步服务器来实现整个路网的时钟同步
为了保证站级收费数据的安全性、正确性与唯一性，站和站之间不能相互访问原始收费数据，一些相关表只开放只读权限，如入口图像数据，而站与站之间绝不允许对任何数据库进行跨站的写操作。而对于结算中心与收费分中心，站级数据则根据实际情况对某些表开放读写权限，而对于某些需要下放的数据如黑名单数据库，则与收费数据隔离开并采用单独下放的方法。

2数据传输方式
2.1 从上级向下级机构传输数据
从上级收费机构向下级收费机构传输数据（如结算中心向收费站传输数据）时，在各下级收费机构（如收费站、收费分中心）的数据库服务器硬盘中建立下传数据区，由上级收费机构把需要下传的数据传输到下级收费机构。由下级机构对有关数据进行综合运用。采用Windows 2000内置安全机制进行身份及权限验证。
2.2 收费站相关收费数据的采集
根据传输内容，由上级收费机构（如收费分中心、结算中心）从收费站数据库服务器的数据库中读取相应的数据，并直接插入到自己相应的数据表中，并对已经取过的数据记录设置读取标记的相应数据位。

3 对收费数据传输的时间间隔
结算中心每隔一定的同期定时从收费站采集一次的入出口车道原始操作记录数据；
结算中心、收费分中心每日按设定的时间段从收费站采集一次有关汇总统计数据、下班录入数据以及IC卡管理数据；
结算中心向收费分中心、收费站实时下传各类需要更新的收费基础数据；
结算中心根据班次安排情况，即时向各收费分中心下传各类汇总报表等数据。

4 错误数据的更改
(1) 数据更改保证数据源与数据扩散地之间的数据一致性。
(2) 数据更改保留原有的错误数据，以便进行收费稽查。
(3) 为了保证报表及时打印、清帐工作正常进行，错误数据能及时进行更改，原则上错误数据的更改经收费结算中心批准备案后由错误发生所在地执行。
数据是指在收费处理过程中所产生的信息记录。
n 原始数据：是描述车辆收费过程最直接的信息记录。
n 中间数据：是原始数据在传输过程中经过处理的数据，通常指收费系统采集原始数据后经过分类整理形成的中间数据文件。
n 最终数据：是经过处理的数据文件。它可直接为经营管理制作统计报表，也可作为数据分析功能模块的基础数据。
数据分类及其安全性管理对于处理因各种原因造成数据丢失的恢复是极其重要的。一旦因为故障，数据出现丢失或错误，都必须在其生命周期内及时恢复。在可能的条件下，可同时将原始数据采集与中央数据库，集中保存集中管理。这种办法在收费系统建设初期，及时保存原始数据，待系统后台处理功能完善后再行处理是十分有效的。
服务器

通行卡管理
交通监控

收费管理
设备监控

数据采集

收费远程网络

收费系统的功能结构图

数据库恢复：
整个路网采用了多级备份的机制，以保证在数据库系统崩溃时可以及时的恢复系统以保证路网的正常运行。收费数据在车道、站级服务器、分中心服务器、中心服务器都提供了备份。
车道系统采用了多重备份机制，收费数据会实时的保存在车道控制器的虚拟盘、电子盘和本地硬盘上，从而为数据提供了多个冗余备份，当车道机崩溃时（如死机等情况），车道程序会在启动过程中对电子盘和本地硬盘上的数据进行一致性和正确性检查并根据情况进行数据恢复。
使用虚拟盘则保证了数据传输的实时性，由于虚拟盘存取速度快，因此降低了实时收费数据在存储与传输上时延，另一方面由于采用了多线程技术，从而使收费数据的备份与传输可以互不于扰。
站级服务器的数据库则采用定时备份的方式，一般情况下数据库程序会每天自动作一次增量备份和事务备份，而在特殊情况下（如系统维护）则采用人工手动备份。这样在服务器数据库崩溃的情况下可以及时的进行数据库恢复。而对于通过备份无法恢复的数据，则通过采用特定的程序，更改车道控制器中原始数据的传输标记位来实现丢失数据的自动重传。
车道控制器中的收费数据会保存40天，这样一方面可以避免因收费数据过多而降低度向站级服务器传输数据的效率，同时又提供了足够的冗余。而车道程序在将近本地数据库中过期的数据删除之前，会将数据按月进行一次备份。这样，既使站级数据库完全崩溃，也可以通过车道原始数据的重传来进行任何时期数据的恢复。而分中心及中心级数据由于是采集于站级数据，所以也可以采用更改站级数据中的传输标记位来实现数据的重传。