董愛龍

（紹興市軌道交通集團(tuán)有限公司，浙江紹興 312000）

0 引言

隨著城市軌道交通的大規(guī)模建設(shè)，集成度較高的綜合監(jiān)控系統(tǒng)（ISCS）經(jīng)歷了從無到有的發(fā)展過程。在已開通運(yùn)營的線路中，ISCS在運(yùn)營調(diào)度指揮、應(yīng)急聯(lián)動(dòng)、設(shè)備維護(hù)、節(jié)能管理、輔助決策等領(lǐng)域發(fā)揮的作用日益凸顯，也逐漸被用戶所接受，成為全國絕大多數(shù)城市軌道交通新建線路的標(biāo)配。但隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和信息化水平的提高，傳統(tǒng)ISCS并未享受到技術(shù)發(fā)展產(chǎn)生的紅利，而系統(tǒng)架構(gòu)陳舊、基礎(chǔ)設(shè)施分散、網(wǎng)絡(luò)資源浪費(fèi)等問題卻層出不窮。如何在傳統(tǒng)ISCS既有功能的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)新的突破，成為城市軌道交通ISCS建設(shè)者們需要思考的難題。

1 云平臺(tái)在城市軌道交通的應(yīng)用情況

云計(jì)算自20世紀(jì)90年代末出現(xiàn)，它具有超大規(guī)模、高可用性、通用性、可擴(kuò)展性、按需服務(wù)等特點(diǎn)，對(duì)信息技術(shù)本身及其應(yīng)用方式產(chǎn)生了深刻影響，經(jīng)過10多年的發(fā)展已日益趨向成熟。在工信部的“十三五”規(guī)劃綱要中，將云計(jì)算列為重點(diǎn)發(fā)展的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，這為城市軌道交通建設(shè)帶來新的思路。在城市軌道交通協(xié)會(huì)制定的軌道交通信息化“13531”（搭建1個(gè)軌道交通云平臺(tái)；依托安全生產(chǎn)、內(nèi)部服務(wù)、外部服務(wù)3張網(wǎng)絡(luò)；拓展服務(wù)、運(yùn)營、安全、管理、建設(shè)5大領(lǐng)域；構(gòu)建生產(chǎn)指揮、企業(yè)管理、乘客服務(wù)3個(gè)中心；打造1個(gè)軌道交通門戶）總體應(yīng)用功能架構(gòu)的引領(lǐng)下，多個(gè)城市結(jié)合自身的線網(wǎng)規(guī)模和特點(diǎn)，紛紛將建設(shè)城市軌道交通云平臺(tái)提上日程。

目前，國內(nèi)已有個(gè)別城市在云平臺(tái)上部署通用應(yīng)用系統(tǒng)（如協(xié)同辦公、合同管理等）并取得了階段性成果，積累了建設(shè)及運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)，而在城市軌道交通ISCS領(lǐng)域尚無應(yīng)用案例。但國內(nèi)主流的城市軌道交通ISCS集成商與云平臺(tái)廠家已完成多個(gè)階段的測試工作，初步具備了在云平臺(tái)上部署ISCS的條件。

2 云平臺(tái)簡介

云技術(shù)是指在廣域網(wǎng)或局域網(wǎng)內(nèi)將硬件、軟件、網(wǎng)絡(luò)等系列資源統(tǒng)一起來，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的計(jì)算、儲(chǔ)存、處理和共享的一種托管技術(shù)。

云計(jì)算采取按使用量付費(fèi)的模式，這種模式提供可用、便捷、按需的網(wǎng)絡(luò)訪問，進(jìn)入可配置的計(jì)算資源共享池（資源包括網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、存儲(chǔ)、應(yīng)用軟件、服務(wù)）。只需投入很少的管理工作，或與服務(wù)供應(yīng)商進(jìn)行很少的交互，這些資源就能夠被快速獲取。

云按照建設(shè)方式，可以分為公有云、私有云和混合云3種。其中，公有云指第三方提供商為用戶提供的云，可通過互聯(lián)網(wǎng)使用，價(jià)格低廉，核心是共享服務(wù)資源。私有云是為一個(gè)用戶單獨(dú)使用而構(gòu)建的，核心是專有資源，提供對(duì)數(shù)據(jù)、安全性和服務(wù)質(zhì)量的有效保障。用戶擁有基礎(chǔ)設(shè)施后，可在基礎(chǔ)設(shè)施上部署應(yīng)用程序，數(shù)據(jù)安全性比公有云高，但維護(hù)成本相對(duì)較大?；旌显迫诤狭怂接性茢?shù)據(jù)安全的優(yōu)勢及公有云資源共享的優(yōu)勢，是個(gè)性化的解決方案，能夠達(dá)到既安全又省錢的目的。

鑒于城市軌道交通各個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)不接入互聯(lián)網(wǎng)，對(duì)數(shù)據(jù)的安全性要求很高，目前的建設(shè)方案及測試均按照私有云進(jìn)行設(shè)計(jì)及實(shí)施。

3 云綜合監(jiān)控系統(tǒng)

傳統(tǒng)ISCS系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示，可以看出在中心和車站均設(shè)有物理服務(wù)器和工作站。圖2為云ISCS系統(tǒng)架構(gòu)，通過在云資源池內(nèi)部署服務(wù)云代替物理服務(wù)器，用瘦客戶端代替工作站。

圖1 傳統(tǒng) ISCS 架構(gòu)圖

圖2 云 ISCS 架構(gòu)圖

瘦客戶端是工作站的精簡版。瘦客戶端具備與工作站同樣的關(guān)鍵組件，比如處理器、存儲(chǔ)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）以及操作系統(tǒng)。但是和工作站相比，瘦客戶端的規(guī)模更小，對(duì)計(jì)算處理能力的要求不高。瘦客戶端作為廉價(jià)的虛擬桌面架構(gòu)（VDI）客戶端，只需具備必要的處理能力，就能夠高效地展現(xiàn)用戶界面。瘦客戶端用于登錄（虛擬機(jī)）桌面云及顯示（虛擬機(jī)）桌面云的用戶界面。

通過對(duì)比圖1和圖2（圖中英文縮寫參考表1）可見，現(xiàn)階段云ISCS通過使用中心云資源池的服務(wù)云、桌面云統(tǒng)一替代傳統(tǒng)ISCS中心冗余實(shí)時(shí)服務(wù)器、中心冗余歷史服務(wù)器、車站冗余實(shí)時(shí)服務(wù)器和所有工作站，以達(dá)到集中部署設(shè)備、優(yōu)化系統(tǒng)資源的目的。與傳統(tǒng)ISCS相比，云ISCS具有設(shè)備集中、便于統(tǒng)一管理和維護(hù)、硬件擴(kuò)容簡便、硬件資源共享、節(jié)省投資等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也具備網(wǎng)絡(luò)要求較高等缺點(diǎn)，詳細(xì)對(duì)比見表2。

表1 英文縮寫注釋

表2 傳統(tǒng) ISCS 建設(shè)方案與云 ISCS 建設(shè)方案比較

為保障與各集成、互聯(lián)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)邊界清晰，降低等保安全設(shè)備的部署難度，保證云ISCS數(shù)據(jù)流在進(jìn)入云平臺(tái)前的穩(wěn)定性，現(xiàn)階段云ISCS宜在各車站和中心保留傳統(tǒng)物理FEP，以實(shí)現(xiàn)對(duì)各集成、互聯(lián)系統(tǒng)的接入及網(wǎng)絡(luò)層隔離。

目前，國內(nèi)主流的城市軌道交通ISCS集成商與云平臺(tái)廠家已完成2個(gè)階段的測試工作。

第一階段測試工作主要驗(yàn)證ISCS應(yīng)用軟件與云平臺(tái)的適配性與兼容性，主要測試內(nèi)容為：

（1）ISCS應(yīng)用軟件在云平臺(tái)上部署的可行性測試、遷移測試；

（2）ISCS應(yīng)用軟件在云平臺(tái)上的基本功能測試（數(shù)據(jù)采集與顯示、控制命令下發(fā)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、接口測試等）；

（3）ISCS應(yīng)用軟件在云平臺(tái)上的系統(tǒng)性能測試（系統(tǒng)負(fù)載測試、冗余切換響應(yīng)時(shí)間、信號(hào)變位響應(yīng)時(shí)間、控制操作響應(yīng)時(shí)間、壓力測試等）；

（4）ISCS虛擬機(jī)硬件在云平臺(tái)上的配置需求測試（推薦資源配置、最低資源配置等）。

第二階段測試是在第一階段測試的基礎(chǔ)上，ISCS集成商與云平臺(tái)廠家進(jìn)行方案優(yōu)化，主要測試內(nèi)容為：

（1）ISCS部署方式優(yōu)化測試（主中心+災(zāi)備中心部署測試、區(qū)域中心部署測試、車站降級(jí)云部署測試）；

（2）ISCS應(yīng)用軟件在云平臺(tái)的性能優(yōu)化測試及信息安全測試。

通過2個(gè)階段測試，ISCS應(yīng)用軟件能夠與云平臺(tái)適配、兼容，在云平臺(tái)上部署后可滿足系統(tǒng)功能需求。同時(shí)，經(jīng)過方案優(yōu)化，可支持更多的部署方式，能夠滿足用戶個(gè)性化定制的需求，初步具備方案落地實(shí)施的技術(shù)條件。

4 結(jié)束語

建設(shè)ISCS系統(tǒng)云平臺(tái)，能夠提高ISCS系統(tǒng)硬件資源利用率，降低耗電成本和前期機(jī)房建設(shè)投資。同時(shí)，若其他各生產(chǎn)系統(tǒng)都可以按照云ISCS系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一規(guī)劃、設(shè)計(jì)、實(shí)施、部署，建成后可實(shí)現(xiàn)各個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的集中維護(hù)管理，這樣不但能提高運(yùn)維規(guī)范化水平，還能降低整體運(yùn)維成本，可進(jìn)一步提升城市軌道交通項(xiàng)目的建設(shè)水平。

目前云平臺(tái)在城市軌道交通領(lǐng)域?qū)SCS系統(tǒng)的支持僅停留在基礎(chǔ)設(shè)施層面，無法解決當(dāng)前的信息化難題，還需要有更多新技術(shù)、新理念的支撐，以及更多建設(shè)者的經(jīng)營、探索和實(shí)踐。

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