一种绿通车道管理中业务数据的交互方法

技术领域

本发明属于公路绿色通道货车X射线检查系统的技术领域，具体涉及公路绿色通道货车X射线检查系统的通信方法。

背景技术

公路绿色通道政策是对运送鲜活农产品符合规定的车辆免收高速通行费。在执行过程中，需要对绿色通道车辆进行查验并上传查验数据，简称绿通查验数据，作为免费的依据。目前绿通查验数据是通过高速公路出口收费站配备的绿通查验手机，使用公网(移动通信网)把查验数据传输到全国绿通预约管理平台上。

为了进一步规范绿通业务的管理，需要设置“公路绿色通道货车X射线检查系统”。在整体业务流程中，一般由快检车道硬件完成通行车辆的基础查验，车道管理功能实体完成收费员业务操作处理，边缘计算节点完成通行车辆合规性校验，业主/省级平台/部级平台进行业务管理，通讯数据交互接口完成数据传递。

由于检查系统基于X光射线进行检查，会在检查区域及周边区域产生一定剂量的辐射值。为保证高速公路收费站绿通查验通道及设备周边区域的安全性，业主平台/省平台将收集各收费站的设备运行状态及区域安全辐射指标数据，自动进行综合判定。为保障快件车道硬件设备的运行稳定状态和安全状态能够被及时获取，需要由车道管理功能实体上报硬件设备的运行状态及安全指标数值(主要为仪表获取的辐射剂量值)，供业主平台/省级平台及时获取到各高速路口收费站快检车道硬件状态。

目前“公路绿色通道货车X射线检查系统”正在研制过程中，本发明是在绿通业务查验这一特定业务场景下，车道管理功能实体与上一级系统(省级管理系统或者业主侧管理系统)功能实体之间的数据交互方法。

上一级系统需要同时对接处理多个车道管理功能实体上传的数据。对于“公路绿色通道货车X射线检查系统”中安全相关的数据要求系统响应具有实时性，而且要保证系统的安全性和稳定性满足设计要求。

尤其重要的是，传统的计算机网络数据通信方式普遍采用数据通信软件来完成上述接口的信息交互，由于计算机网络中的数据交互方式缺少业务质量保证(QoS)机制，会使数据传输的时延不可控，延长系统响应时间，导致系统的性能恶化。

如果采用传统的软件交互方式处理数据交互时，如果数据交互量大会出现一定的延时和可靠性、稳定性问题。同时，由于上传设备运行状态和安全数据，是重要级比较高的事情，需要在出现异常数据的第一时间，发送并且被上级系统接收，以便上级系统分析并下发预警。

发明内容

本发明的目的是提供一种绿通车道管理中业务数据的交互方法，解决在公路绿色通道采用货车X射线检查系统时其接口数据吞吐量很大，采用传统的软件交互方式处理数据交互时会出现一定的延时和可靠性、稳定性的问题，采用了发明中的数据构造和交互方法，以便使用智能硬件或可编程固件进行读取；能够规避掉软件交互方式中存在的时延、拥堵等问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种绿通车道管理中业务数据的交互方法，包括以下步骤：

车道管理系统将业务数据按照规定的数据结构进行编码汇集，构成业务数据包负载，所述业务数据包括设备状态信息和区域安全指标信息；然后将所述业务数据包负载增加包头和包尾，形成完整的业务数据包，并将所述业务数据包传递给网络传输层，网络传输层将所述业务数据包发送给上级管理系统；

上级管理系统接收所述业务数据包，然后对所述业务数据包的包头和包尾进行解析，以获得业务数据包负载，若解析失败，则丢弃所述业务数据包，并向车道管理系统返回重传请求信息；车道管理系统接收所述重传请求信息进行重新发送所述业务数据包；若解析成功，则将所述业务数据包负载恢复成业务数据，若恢复业务数据失败，则丢弃数据包负载，并向上级管理系统返回错误代码，若恢复业务数据成功，则向车道管理系统返回接收正确代码给车道管理系统；

若车道管理系统将所述业务数据包发送给上级管理系统的传输中出现错误，则重复发送数据包，直到本次业务数据包传输完成。

根据上述技术，通过按照规定的数据结构进行汇集构造的应用层数据结构，接口对应用层数据构造了固定的数据结构，从而可以使用智能化专用芯片或者可编程固件对接口数据进行自动解析，通过对接口中的数据进行编码汇集，可以提高传输的可靠性，及时发现传输过程中可能发生的传输错误；从而可以使用智能化硬件或者可编程固件方式处理接口数据，从而极大地加快了接口信息处理速度，进而提升了“公路绿色通道货车X射线检查系统”中的安全性和系统稳定性。

在一种可能的设计中，将所述业务数据包负载增加包头和包尾，形成完整的业务数据包的方法是：封装数据包的过程中对数据包加入自定义的包头和包尾，自定义的包头包括多个字段，多个字段代表业务数据指示信息以及解析数据包所对应的规则和数据处理方法；自定义的包尾加入了结尾标志和CRC校验。

在一种可能的设计中，所述包头包括固定顺序的5个字段，5个字段分别为：本次传输的ID、业务数据类型、包含多少条业务数据、保留位和访问凭证。

在一种可能的设计中，将所述业务数据包负载恢复成业务数据的方法是：根据包头中的业务数据类型所指示的信息按照固定顺序解析业务字段。

在一种可能的设计中，所述设备状态信息包括出口收费站编号信息、出口收费站名称信息、设备编号信息、设备类型信息、已运行时长信息、最近一次设备自检时间信息、当前运行状态信息、计量仪表编号信息、测量值信息和测量时间信息；所述区域安全指标信息包括安全指标编码信息、安全指标名称信息和安全状态信息。

在一种可能的设计中，上级管理系统接收所述业务数据包后，上级管理系统返回一个唯一识别码给车道管理系统。

在一种可能的设计中，所述车道管理系统与上级管理系统之间设置有多个通信传输链路，多个所述通信传输链路中至少有一条通信传输链路仅用于传输所述业务数据。设备运行状态和多区域的安全辐射计量值是一整套的复杂数据，设计专用的接口，按照一定规则对所传输的数据进行编码，可以有效地优化数据结构，提升平台软件对数据的分析处理速度，减少数据传输的带宽消耗，提升传输效率。避免了传统采用单一传输链路进行纯软件方法处理接口数据的时延不可控问题；尤其是对于大规模部署的“公路绿色通道货车X射线检查系统”，系统接口数据吞吐量很大，采用本发明中的接口数据构造方法能使用专用智能化硬件或可编程固件的能显著提升全系统的响应速度，从而提高系统的可靠性和稳定性。

在一种可能的设计中，所述车道管理系统包括第一数据管理模块和第一接口管理模块，

所述第一数据管理模块用于管理汇总来的设备状态和区域安全指标数据，根据车道管理系统的需求将数据进行整理组织并进行存储；

所述第一接口管理模块用于从第一数据管理模块获取需要传输的业务数据，并按照固定格式要求来构造业务数据包；第一接口管理模块还用于将所述业务数据包传送至网络传输层，按照网络传输协议形成传输数据包。

在一种可能的设计中，所述上级管理系统包括第二数据管理模块和第二接口管理模块，

所述第二接口管理模块用于接收车道管理系统从网络传输层传来的传输数据包，对传输数据包进行解包，恢复成所述业务数据包，并对所述业务数据包的结构进行解析，提取数据包中的业务数据包负载，恢复所述业务数据，并将业务数据按条输出给所述第二数据管理模块；

所述第二数据管理模块接收所述第二接口管理模块传递来的业务数据，将所述业务数据有序的存储到本地数据库。

有益效果：

1、本发明提供的一种绿通车道管理中业务数据的交互方法，接口对应用层数据构造了固定的数据结构，从而可以使用智能化专用芯片或者可编程固件对接口数据进行自动解析，避免了纯软件方法处理接口数据的时延不可控问题，设计专用的接口，按照一定规则对所传输的数据进行编码，可以有效地优化数据结构，提升平台软件对数据的分析处理速度，减少数据传输的带宽消耗，提升传输效率尤其是对于大规模部署的“公路绿色通道货车X射线检查系统”，系统接口数据吞吐量很大，只有采用本发明中的接口数据构造方法才能使用专用智能化硬件或可编程固件的能显著提升全系统的响应速度，从而提高系统的可靠性和稳定性；

2、本发明提供的一种绿通车道管理中业务数据的交互方法，能够综合的获取并实时接收到高速路口收费站快检车道的多个硬件设备运行状态；能够综合的获取并实时接收到高速路口收费站快检车道的多个区域安全辐射剂量值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本发明提供的一种绿通车道管理中业务数据的交互方法中对应的系统结构示意图；

图2为本发明提供的一种绿通车道管理中业务数据的交互方法中数据包结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例来对本发明作进一步阐述。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明虽然是用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。

本发明第一方面提供的所述数据交互方法，包括以下步骤：

车道管理系统将业务数据按照规定的数据结构进行编码汇集，构成业务数据包负载，所述业务数据包括设备状态信息和区域安全指标信息；然后将所述业务数据包负载增加包头和包尾，形成完整的业务数据包，具体的，业务数据包结构如图2所示，并将所述业务数据包传递给网络传输层，网络传输层将所述业务数据包发送给上级管理系统；

上级管理系统接收所述业务数据包，然后对所述业务数据包的包头和包尾进行解析，以获得业务数据包负载，若解析失败，则丢弃所述业务数据包，并向车道管理系统返回重传请求信息；车道管理系统接收所述重传请求信息进行重新发送所述业务数据包；若解析成功，则将所述业务数据包负载恢复成业务数据，若恢复业务数据失败，则丢弃数据包负载，并向上级管理系统返回错误代码，若恢复业务数据成功，则向车道管理系统返回接收正确代码给车道管理系统；

若车道管理系统将所述业务数据包发送给上级管理系统的传输中出现错误，则重复发送数据包，直到本次业务数据包传输完成。

根据上述技术，通过按照规定的数据结构进行汇集构造的应用层数据结构，接口对应用层数据构造了固定的数据结构，从而可以使用智能化专用芯片或者可编程固件对接口数据进行自动解析，通过对接口中的数据进行编码汇集，可以提高传输的可靠性，及时发现传输过程中可能发生的传输错误；从而可以使用智能化硬件或者可编程固件方式处理接口数据，从而极大地加快了接口信息处理速度，进而提升了“公路绿色通道货车X射线检查系统”中的安全性和系统稳定性，

在一种可能的实施方式中，将所述业务数据包负载增加包头和包尾，形成完整的业务数据包的方法是：封装数据包的过程中对数据包加入自定义的包头和包尾，自定义的包头包括多个字段，多个字段代表业务数据指示信息以及解析数据包所对应的规则和数据处理方法；自定义的包尾加入了结尾标志和CRC校验。

具体的，如图2所示，所述包头包括固定顺序的5个字段，5个字段分别为：本次传输的ID、业务数据类型、包含多少条业务数据、保留位和访问凭证。

具体的，将所述业务数据包负载恢复成业务数据的方法是：根据包头中的业务数据类型所指示的信息按照固定顺序解析业务字段。

在一种可能的实施方式中，所述设备状态信息包括出口收费站编号信息、出口收费站名称信息、设备编号信息、设备类型信息、已运行时长信息、最近一次设备自检时间信息、当前运行状态信息、计量仪表编号信息、测量值信息和测量时间信息；所述区域安全指标信息包括安全指标编码信息、安全指标名称信息和安全状态信息。

具体实施时，每一条业务数据由以下字段组成，字段之间用{}分隔，便于程序解析。字段按照以下固定顺序排列，且以下顺序不可改动，以减少接口数据长度。解析程序需要根据包头中的业务数据类型指示信息按照固定顺序正确解析业务字段。业务字段示例如下：

其中示例值未举例。

在一种可能的实施方式中，上级管理系统接收所述业务数据包后，上级管理系统返回一个唯一识别码给车道管理系统。具体示例的，接收端处理完业务数据包后返回的数据：

在一种可能的实施方式中，所述车道管理系统与上级管理系统之间设置有多个通信传输链路，多个所述通信传输链路中至少有一条通信传输链路仅用于传输所述业务数据。设备运行状态和多区域的安全辐射计量值是一整套的复杂数据，设计专用的接口，按照一定规则对所传输的数据进行编码，可以有效地优化数据结构，提升平台软件对数据的分析处理速度，减少数据传输的带宽消耗，提升传输效率。避免了传统采用单一传输链路进行纯软件方法处理接口数据的时延不可控问题；尤其是对于大规模部署的“公路绿色通道货车X射线检查系统”，系统接口数据吞吐量很大，采用本发明中的接口数据构造方法能使用专用智能化硬件或可编程固件的能显著提升全系统的响应速度，从而提高系统的可靠性和稳定性。

具体的，如图1提供的对应的系统结构图中所示，其中车道管理系统即为图中车道管理功能实体，上级管理系统即为图中上一级管理功能实体，图中A接口的通信传输链路即为车道管理功能实体与上一级绿通业务管理实体间设备状态及区域安全监控接口，E接口为上一级绿通业务管理实体与车道管理功能实体间预警数据下发，G接口为车道管理功能实体与上一级绿通业务管理实体间绿通查验综合数据接口，C接口为车道管理功能实体与边缘计算节点间计算数据接口，U接口为上一级绿通业务管理实体与边缘计算节点间远程升级数据接口。A接口的信息传递具有强实时性要求。由于上一级管理系统在正常业务过程中需要处理大量车道管理实体的不同任务请求，若采用常规的计算机数据通信方式会导致造成一定的数据延迟。为此，构造了上述接口数据结构，使接口的数据处理适用于可编程固件或大规模集成电路的数据处理方式。

在一种可能的实施方式中，所述车道管理系统包括第一数据管理模块和第一接口管理模块，所述第一数据管理模块用于管理汇总来的设备状态和区域安全指标数据，根据车道管理系统的需求将数据进行整理组织并进行存储；具体的，主要按照系统其他模块的需求将数据整理、组织、存储起来，以供其它功能模块调用，例如用于数据的绘制、展示、传输等。在本接口中，第一数据管理模块按照指定规则，将需发送的数据准备完毕，等待传输。

所述第一接口管理模块用于从第一数据管理模块获取需要传输的业务数据，并按照固定格式要求来构造业务数据包；第一接口管理模块还用于将所述业务数据包送至网络传输层，按照网络传输协议形成传输数据包。具体的，传输数据包的包头和包尾使用现有网络协议。通常情况下，网络传输层为IP层，传输数据包作为IP层负载数据，按照IP协议封装成IP包进行传输。

在一种可能的实施方式中，所述上级管理系统包括第二数据管理模块和第二接口管理模块，

所述第二接口管理模块用于接收车道管理系统从网络传输层传来的传输数据包，对传输数据包进行解包，恢复成所述业务数据包，并对所述业务数据包的结构进行解析，提取数据包中的业务数据包负载，恢复所述业务数据，并将业务数据按条输出给所述第二数据管理模块；

所述第二数据管理模块接收所述第二接口管理模块传递来的业务数据，将所述业务数据有序的存储到本地数据库。具体的实施时上级业务管理系统，例如业主或省绿通业务管理系统，业务数据有序的存储到本地数据库以供业主/省绿通业务管理实体的其他功能模块调用。

综上所述，本发明提供的方法中，接口对应用层数据构造了固定的数据结构，从而可以使用智能化专用芯片或者可编程固件对接口数据进行自动解析，避免了纯软件方法处理接口数据的时延不可控问题。尤其是对于大规模部署的“公路绿色通道货车X射线检查系统”，系统接口数据吞吐量很大，只有采用本发明中的接口数据构造方法才能使用专用智能化硬件或可编程固件的能显著提升全系统的响应速度，从而提高系统的可靠性和稳定性。

最后应说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。