劉仕兵， 張晨暉

(華東交通大學(xué) 電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院，江西 南昌 330013)

0 引言

我國(guó)城市地下鐵道的發(fā)展起步相比于發(fā)達(dá)國(guó)家晚了100 a，“互聯(lián)網(wǎng)+城市軌道交通”的概念還處于萌芽階段。盡管少數(shù)一線城市在這方面走在了前列，信息化建設(shè)覆蓋到了多個(gè)專業(yè)，部分專業(yè)的管理通過信息化手段取得了顯著的成果，但是多專業(yè)之間的業(yè)務(wù)關(guān)聯(lián)與閉環(huán)并沒有實(shí)現(xiàn)。在數(shù)據(jù)分析領(lǐng)域也只是停留在多專業(yè)數(shù)據(jù)匯總的階段，并沒有實(shí)現(xiàn)通過自動(dòng)采集到的數(shù)據(jù)自動(dòng)校正業(yè)務(wù)管理過程，即數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)業(yè)務(wù)閉環(huán)，實(shí)現(xiàn)智能化管理。而針對(duì)城市軌道交通運(yùn)維管理信息系統(tǒng)這一重要交叉學(xué)科的調(diào)查研究本就不多，實(shí)際建設(shè)更是少有涉及?？傮w來講，伴隨各城市線路規(guī)模的激增，各專業(yè)信息化手段的增加，智能化已然成為信息系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢(shì)。現(xiàn)以中鐵電氣化局集團(tuán)第一工程有限公司智能運(yùn)維平臺(tái)項(xiàng)目為研究對(duì)象進(jìn)行探究。

1 城市軌道交通管理信息系統(tǒng)智能運(yùn)維平臺(tái)

1.1 發(fā)展現(xiàn)狀分析

目前，城市軌道交通智能運(yùn)維管理信息平臺(tái)(以下簡(jiǎn)稱智能運(yùn)維平臺(tái))在國(guó)內(nèi)城市中應(yīng)用較為鮮見，需求和功能也不成熟，難以適應(yīng)現(xiàn)代化管理的需要。上海地鐵根據(jù)實(shí)際業(yè)務(wù)需求，在“十五”期間初步搭建出了地鐵管理信息系統(tǒng)，因?yàn)閿?shù)據(jù)采集困難、業(yè)務(wù)邏輯未形成閉環(huán)，該系統(tǒng)發(fā)揮的作用較小。在“十一五”期間，建立了新型的檢修、維修制度，并基于此對(duì)原有系統(tǒng)進(jìn)行更新?lián)Q代，對(duì)于各類設(shè)備的運(yùn)營(yíng)維護(hù)有了較大的幫助。在“十二五”期間頒布了一系列的信息化政策應(yīng)用于制訂數(shù)據(jù)架構(gòu)的技術(shù)框架標(biāo)準(zhǔn)與制度，對(duì)設(shè)備采購(gòu)、備件、系統(tǒng)安全等進(jìn)行了重點(diǎn)攻克[1-2]。

香港地鐵(以下簡(jiǎn)稱港鐵)的信息化建設(shè)進(jìn)度在全國(guó)名列前茅，港鐵根據(jù)多年的運(yùn)營(yíng)管理經(jīng)驗(yàn)不斷升級(jí)管理信息系統(tǒng)。針對(duì)突發(fā)危機(jī)狀況，港鐵建立了快速反應(yīng)應(yīng)對(duì)系統(tǒng)；針對(duì)人事管理、財(cái)務(wù)管理等建立了公司資源計(jì)劃管理系統(tǒng)；針對(duì)故障維修、施工計(jì)劃管理、人員作業(yè)等建立了工程維護(hù)管理信息系統(tǒng)等。港鐵能成為國(guó)內(nèi)唯一一家不依靠政府資助還能盈利的地鐵公司，管理信息系統(tǒng)的建設(shè)當(dāng)居首功[3]。

1.2 構(gòu)建系統(tǒng)所面臨的挑戰(zhàn)及解決方案

智能運(yùn)維平臺(tái)涉及到各種不同的軟件或者設(shè)備在平臺(tái)中集成，不同的軟件/設(shè)備架構(gòu)不同、功能不同，且集成多個(gè)軟件/設(shè)備意味著數(shù)據(jù)量十分龐大，智能運(yùn)維平臺(tái)攜帶的多樣性、異構(gòu)性是平臺(tái)信息集成路上的絆腳石[4]。一個(gè)優(yōu)秀的智能運(yùn)維平臺(tái)所必備的特質(zhì)之一是在線可擴(kuò)展性[5]，這一特性確保智能運(yùn)維平臺(tái)可以隨時(shí)根據(jù)業(yè)務(wù)需求集成所需要的各類子系統(tǒng)，而且當(dāng)任意數(shù)量的外來子系統(tǒng)加入處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的智能運(yùn)維平臺(tái)上時(shí)，或者當(dāng)子系統(tǒng)有更新的需求或需要修訂系統(tǒng)功能時(shí)，平臺(tái)依然可以保持正常運(yùn)轉(zhuǎn)并及時(shí)獲取新加入的子系統(tǒng)發(fā)布的全部信息內(nèi)容。

為解決搭建智能運(yùn)維平臺(tái)所遇到的困難，從軟件系統(tǒng)架構(gòu)入手，輔以數(shù)據(jù)交互機(jī)制作為支撐技術(shù)，再加上合理的業(yè)務(wù)架構(gòu)的閉環(huán)設(shè)計(jì)，讓智能運(yùn)維平臺(tái)擁有高效實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)交互機(jī)制，高度解耦、高度內(nèi)聚的軟件架構(gòu)，智能的業(yè)務(wù)閉環(huán)卡控體系。(1)高內(nèi)聚低耦合的軟件架構(gòu)可以將架構(gòu)層次足夠抽象化，讓各子系統(tǒng)之間可以高速有效地進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，是實(shí)現(xiàn)可維護(hù)、可擴(kuò)展的智能運(yùn)維平臺(tái)的樞紐[6]。(2)高效實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)交互機(jī)制可以在線分析、挖掘外界環(huán)境、設(shè)備或業(yè)務(wù)流程產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，最大程度地排除無效數(shù)據(jù)，降低無效的交互操作量，在提升通信效率的同時(shí)提高工作效率，降低對(duì)通信基礎(chǔ)設(shè)施的技術(shù)要求。(3)合理的業(yè)務(wù)邏輯流轉(zhuǎn)體系使得信息化管理過程無需人工分析，為智能運(yùn)維平臺(tái)真正實(shí)現(xiàn)智能化奠定基礎(chǔ)。

在前文思路的基礎(chǔ)上，提出基于自律分散系統(tǒng)(autonomous decentralized system，ADS)理論的平臺(tái)構(gòu)建方案——以分層架構(gòu)為核心的智能運(yùn)維平臺(tái)。該平臺(tái)構(gòu)建方案以自律分散系統(tǒng)理論作為基礎(chǔ)理論，以分層架構(gòu)作為設(shè)計(jì)思路，把數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)作為核心機(jī)制，三位一體，以此為基礎(chǔ)來實(shí)現(xiàn)智能運(yùn)維平臺(tái)在線可擴(kuò)展性。

智能運(yùn)維平臺(tái)通過數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)機(jī)制[7]的4個(gè)關(guān)鍵步驟——“感知、分析、決策、執(zhí)行”來實(shí)現(xiàn)智能運(yùn)維平臺(tái)數(shù)據(jù)自主流轉(zhuǎn)的閉環(huán)卡控體系，可以使數(shù)據(jù)從物質(zhì)世界的抽象狀態(tài)經(jīng)過處理后變?yōu)槿祟惪梢宰x懂的具象化信息，最后優(yōu)化為標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)并儲(chǔ)存在系統(tǒng)中，形成標(biāo)準(zhǔn)知識(shí)庫(kù)。感知是指通過傳感器感知物理世界的運(yùn)行狀態(tài)，如環(huán)境監(jiān)測(cè)、線路監(jiān)測(cè)、接觸網(wǎng)狀態(tài)檢測(cè)等；分析是指利用各種軟件使抽象數(shù)據(jù)變?yōu)榫呦髷?shù)據(jù)，再向標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化的過程；決策是指利用大數(shù)據(jù)處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)不同系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)自主流轉(zhuǎn)與共享，并生成指導(dǎo)性數(shù)據(jù)作為決策依據(jù)；執(zhí)行是指相關(guān)系統(tǒng)接收到指導(dǎo)性數(shù)據(jù)后利用硬件設(shè)備做出對(duì)決策的實(shí)時(shí)反饋。在數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)機(jī)制中感知的目標(biāo)是數(shù)據(jù)，分析的結(jié)果是數(shù)據(jù)，決策的依據(jù)是數(shù)據(jù)，執(zhí)行的輸出依然是數(shù)據(jù)。顯而易見，數(shù)據(jù)成為智能運(yùn)維平臺(tái)的靈魂[8]。

2 自律分散系統(tǒng)

20世紀(jì)80年代，傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)均為集中式系統(tǒng)，其信息資源集中，管理方便，規(guī)范統(tǒng)一。但集中式系統(tǒng)是一個(gè)主機(jī)帶多個(gè)終端的模式，終端沒有處理數(shù)據(jù)的功能，這帶來2個(gè)問題，一是如果主機(jī)出現(xiàn)故障，整個(gè)系統(tǒng)將無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)；二是由于系統(tǒng)功能的不斷擴(kuò)展，系統(tǒng)在升級(jí)擴(kuò)展以及維護(hù)的同時(shí)需要中斷整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行。自律分散系統(tǒng)很好地解決了這些問題[9]。

2.1 自律分散系統(tǒng)的特性

區(qū)別于傳統(tǒng)系統(tǒng)，ADS提出了2個(gè)新的系統(tǒng)觀點(diǎn)——“異常就是正常”、“系統(tǒng)由子系統(tǒng)集成”。

(1)異常就是正常。如圖1(a)所示，對(duì)于傳統(tǒng)系統(tǒng)來說，“正?！贝碇到y(tǒng)C中的12個(gè)子系統(tǒng)全面完成建設(shè)，且12個(gè)子系統(tǒng)功能完好，反之系統(tǒng)為“異?！睜顟B(tài)。一般來說，傳統(tǒng)的子系統(tǒng)之間都互相依賴，缺一不可，導(dǎo)致傳統(tǒng)系統(tǒng)“異常”時(shí)是不可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)的。而自律分散系統(tǒng)理論摒棄了傳統(tǒng)系統(tǒng)的劣勢(shì)，提出系統(tǒng)應(yīng)該始終處于持續(xù)維護(hù)或升級(jí)的狀態(tài)，也就不會(huì)出現(xiàn)“系統(tǒng)全面建設(shè)完善并功能完備才可運(yùn)轉(zhuǎn)”、“系統(tǒng)升級(jí)或發(fā)生故障時(shí)系統(tǒng)無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)”的情況。如圖1(b)所示，B中有3個(gè)子系統(tǒng)處于故障或升級(jí)狀態(tài)，但并不會(huì)對(duì)另外9個(gè)子系統(tǒng)造成影響，系統(tǒng)A仍能獨(dú)立完成工作。圖1(b)所示系統(tǒng)一直處在“異常”狀態(tài)的情況在ADS中才是常態(tài)，即“異常就是正?！?。

圖1 自律分散系統(tǒng)概念圖

(2)系統(tǒng)由子系統(tǒng)集成。傳統(tǒng)系統(tǒng)認(rèn)為“先有整體系統(tǒng)再有子系統(tǒng)”，也就是說子系統(tǒng)的運(yùn)行完全依賴于整體系統(tǒng)這個(gè)平臺(tái)，是不可以獨(dú)立運(yùn)行的。這一特性導(dǎo)致當(dāng)整體系統(tǒng)的架構(gòu)、性能、服務(wù)對(duì)象等需求不清晰的時(shí)候，無法構(gòu)建系統(tǒng)。在這個(gè)大數(shù)據(jù)時(shí)代，系統(tǒng)規(guī)模越來越大，加上客戶需求的不斷變更，一旦需要添加新的子系統(tǒng)，原有的系統(tǒng)架構(gòu)便無法滿足需求，需要重新設(shè)計(jì)架構(gòu)。顯然，傳統(tǒng)系統(tǒng)的絕對(duì)論系統(tǒng)觀已然不適應(yīng)這個(gè)時(shí)代的發(fā)展，ADS應(yīng)運(yùn)而生，它認(rèn)為“系統(tǒng)由子系統(tǒng)集成”，就是說不再用整體系統(tǒng)來限制內(nèi)部子系統(tǒng)的存在，而是把整體系統(tǒng)重新定義成多個(gè)子系統(tǒng)的集合。

ADS彌補(bǔ)了傳統(tǒng)的C/S架構(gòu)的劣勢(shì)，完全做到了在線擴(kuò)展、在線維護(hù)以及在線容錯(cuò)，即在不停止系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，可以對(duì)子系統(tǒng)進(jìn)行增刪改查、故障修復(fù)等操作。ADS逐漸應(yīng)用在越來越多的專業(yè)，其中包括電力系統(tǒng)[10]、航空監(jiān)管[11]，近些年在交通調(diào)度[12]領(lǐng)域也得到了青睞。

2.2 自律分散系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型

最基本的ADS由2個(gè)部分組成，原子節(jié)點(diǎn)(Atom)和數(shù)據(jù)域(Data Field，DF)[13]。從物理概念上講，原子節(jié)點(diǎn)相當(dāng)于電腦、智能化設(shè)備或其他硬件。數(shù)據(jù)域是ADS中用來傳播信息的邏輯空間，它對(duì)應(yīng)的物理實(shí)體為網(wǎng)絡(luò)或存儲(chǔ)器等。結(jié)構(gòu)模型如圖2所示。

圖2 基于ADS的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

2.2.1 數(shù)據(jù)域

數(shù)據(jù)域是一個(gè)能使各模塊共享數(shù)據(jù)的邏輯空間，原子節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)交互只能在數(shù)據(jù)域中通過廣播的形式來實(shí)現(xiàn)，數(shù)據(jù)均在數(shù)據(jù)域中循環(huán)流動(dòng)。從數(shù)據(jù)域中延伸了一部分進(jìn)入原子節(jié)點(diǎn)中，這部分叫做原子數(shù)據(jù)域(Atom Data Field,ADF)，原子節(jié)點(diǎn)訂閱的數(shù)據(jù)則進(jìn)入到原子數(shù)據(jù)域內(nèi)循環(huán)流動(dòng)。

2.2.2 原子節(jié)點(diǎn)

所有原子節(jié)點(diǎn)均向數(shù)據(jù)域中發(fā)布數(shù)據(jù)，與此同時(shí)所有原子節(jié)點(diǎn)也從數(shù)據(jù)域中訂閱數(shù)據(jù)。原子節(jié)點(diǎn)之間是不會(huì)有直接聯(lián)系的，它們均為獨(dú)立的單元，只需要辨別數(shù)據(jù)域中的數(shù)據(jù)內(nèi)容是否為自己需要的，而不需要知道此數(shù)據(jù)的發(fā)布者是誰，因此實(shí)現(xiàn)了原子節(jié)點(diǎn)的局部性，即每個(gè)原子節(jié)點(diǎn)都是平等的。所有的原子節(jié)點(diǎn)中均含有自律控制處理器 (autonomous control processor，ACP)，發(fā)布在數(shù)據(jù)域中的數(shù)據(jù)都涵蓋一個(gè)定義其自身屬性的內(nèi)容碼(Content Code，CC)，原子節(jié)點(diǎn)正是利用ACP來識(shí)別該內(nèi)容碼繼而判斷是否需要訂閱該數(shù)據(jù)。以內(nèi)容碼識(shí)別為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)交互機(jī)制確保了原子節(jié)點(diǎn)能準(zhǔn)確高效地發(fā)送、接收信息。

3 智能運(yùn)維平臺(tái)案例

以本次研究對(duì)象中鐵電氣化局第一工程有限公司的智能運(yùn)維平臺(tái)為例來說明。智能運(yùn)維平臺(tái)是以各專業(yè)日常巡視、檢修任務(wù)、故障處理為信息基礎(chǔ)，將其他管理模塊綜合一體化的全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)各維保項(xiàng)目的人員管理、培訓(xùn)考核、巡視檢修、故障處理等工作任務(wù)自動(dòng)運(yùn)行。通過智能運(yùn)維平臺(tái)的實(shí)施對(duì)維保項(xiàng)目一體化業(yè)務(wù)進(jìn)行全要素、全流程管理，建立多業(yè)務(wù)之間的關(guān)聯(lián)規(guī)則[14]，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)生成數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)輔助業(yè)務(wù)的閉環(huán)卡控體系。智能運(yùn)維平臺(tái)擬定為13大功能模塊，包括信息平臺(tái)模塊、維修中心模塊、標(biāo)準(zhǔn)中心模塊、系統(tǒng)管理模塊等，其建設(shè)目標(biāo)以接觸網(wǎng)、變電、信號(hào)等專業(yè)的實(shí)際需求為中心，引入自律分散系統(tǒng)理念，并對(duì)軟件系統(tǒng)進(jìn)行分層架構(gòu)[15-18]設(shè)計(jì)。

智能運(yùn)維平臺(tái)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成。為滿足軟件架構(gòu)高內(nèi)聚、低耦合的需求，把軟件系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)為分層架構(gòu)，該設(shè)計(jì)突破了傳統(tǒng)的3層架構(gòu)，即用戶界面層、業(yè)務(wù)邏輯層、數(shù)據(jù)訪問層，該架構(gòu)將數(shù)據(jù)訪問層改為基礎(chǔ)設(shè)施層，并在此基礎(chǔ)上做了微調(diào)，在用戶界面層和業(yè)務(wù)邏輯層中新加一層，即業(yè)務(wù)應(yīng)用層。分層架構(gòu)如圖3所示，將系統(tǒng)架構(gòu)分為4層:基礎(chǔ)設(shè)施層(Infrastructure Layer)、業(yè)務(wù)邏輯層(Business Logic Layer)、業(yè)務(wù)應(yīng)用層(Business Application Layer)、用戶界面層(User Interface Layer)，并對(duì)每一層進(jìn)行功能設(shè)計(jì)，用戶界面層面向用戶，業(yè)務(wù)應(yīng)用層面向應(yīng)用，業(yè)務(wù)邏輯層面向業(yè)務(wù)，基礎(chǔ)設(shè)施層面向外部資源/設(shè)備。

圖3 分層架構(gòu)示意圖

3.1 基礎(chǔ)設(shè)施層

從圖3中可以看出，基礎(chǔ)設(shè)施層是業(yè)務(wù)邏輯層、業(yè)務(wù)應(yīng)用層、用戶界面層的基礎(chǔ)，包括確保智能運(yùn)維平臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn)的軟件設(shè)備、硬件設(shè)備以及環(huán)境。硬件設(shè)備包含了服務(wù)器、芯片處理器、傳感器、存儲(chǔ)設(shè)備、充電設(shè)備等；軟件設(shè)備包含數(shù)據(jù)中心、云平臺(tái)、移動(dòng)操作終端等；環(huán)境包含各類設(shè)備及工作人員所處的外界環(huán)境。該層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)訪問、數(shù)據(jù)整合，也即對(duì)數(shù)據(jù)的增刪改查操作，不負(fù)責(zé)檢測(cè)該數(shù)據(jù)是否正確，不需要知道數(shù)據(jù)的來源及用途，不牽扯到業(yè)務(wù)邏輯。

3.2 業(yè)務(wù)邏輯層

該層是整個(gè)系統(tǒng)的核心，該層封裝了所有的業(yè)務(wù)邏輯，將業(yè)務(wù)邏輯高度內(nèi)聚在業(yè)務(wù)邏輯層，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯層與其他層的松耦合，避免業(yè)務(wù)邏輯暴露在用戶界面層或業(yè)務(wù)應(yīng)用層，提升平臺(tái)系統(tǒng)的在線可擴(kuò)展性。該層包含了業(yè)務(wù)規(guī)則，負(fù)責(zé)處理系統(tǒng)業(yè)務(wù)，并判斷接收的數(shù)據(jù)內(nèi)容是否正確、有效，而對(duì)于輸出的數(shù)據(jù)內(nèi)容及其在用戶界面的展示樣式均不負(fù)責(zé)。

在理解業(yè)務(wù)邏輯的基礎(chǔ)上，對(duì)模塊關(guān)聯(lián)關(guān)系進(jìn)行深入分析，以維修業(yè)務(wù)為例，以維修中心管理為主線描繪的業(yè)務(wù)邏輯關(guān)系如圖4所示。

圖4 業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)邏輯示意圖

圖4中右側(cè)閉環(huán)是主線維修管理業(yè)務(wù)部分，其他安全管理、教育培訓(xùn)、人力資源管理、物資及工器具管理模塊都是用來輔助主線業(yè)務(wù)的功能模塊。圓圈中含有D的是指數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)據(jù)中心采集過濾，S代表已經(jīng)在標(biāo)準(zhǔn)中心建立關(guān)聯(lián)關(guān)系。

從圖4可以看出從4個(gè)方面來卡控維修業(yè)務(wù)。

(1)設(shè)備檢測(cè)獲得的數(shù)據(jù)加上人工判斷等得到的數(shù)據(jù)導(dǎo)入缺陷故障庫(kù)，以此形成標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)，根據(jù)故障具體情況，系統(tǒng)會(huì)匹配近似預(yù)案生成作業(yè)指派來卡控開作業(yè)票。

(2)根據(jù)作業(yè)人員持有作業(yè)證書、安全等級(jí)的不同來指派不同的人員進(jìn)行作業(yè)進(jìn)而卡控開作業(yè)票。

(3)根據(jù)考勤與交接班管理來指派不同人員進(jìn)行作業(yè)進(jìn)而卡控開作業(yè)票。

(4)根據(jù)現(xiàn)有庫(kù)存的物資和工器具的領(lǐng)取、歸還記錄來卡控維修作業(yè)指派。根據(jù)設(shè)備履歷以及維修概況，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)生成差異化維修年計(jì)劃并自動(dòng)分解為月計(jì)劃、周計(jì)劃以及日計(jì)劃，各班組人員根據(jù)計(jì)劃開作業(yè)票，生成單據(jù)，錄入臺(tái)賬，而臺(tái)賬又會(huì)自動(dòng)更新設(shè)備履歷以及生成維修概況，進(jìn)而更新維修年計(jì)劃，周而復(fù)始，整個(gè)維修業(yè)務(wù)形成了閉環(huán)，實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)生成數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)輔助業(yè)務(wù)的閉環(huán)卡控體系。

智能運(yùn)維平臺(tái)基于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)相互之間循環(huán)卡控的業(yè)務(wù)邏輯過程，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)更新設(shè)備履歷、物資庫(kù)存及工時(shí)統(tǒng)計(jì)的功能，能夠?qū)收辖y(tǒng)計(jì)與日常生產(chǎn)計(jì)劃進(jìn)行智能分析，自動(dòng)生成設(shè)備差異化維修計(jì)劃，并自動(dòng)分解計(jì)劃落實(shí)到個(gè)人?；跇?biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)結(jié)果分析，平臺(tái)可以針對(duì)設(shè)備故障自動(dòng)匹配近似預(yù)案，同時(shí)對(duì)故障類型、專業(yè)、設(shè)備維護(hù)方案自動(dòng)生成專家數(shù)據(jù)庫(kù)，為維修決策提供指導(dǎo)性依據(jù)。

圖5 應(yīng)用場(chǎng)景——智能巡檢儀

3.3 業(yè)務(wù)應(yīng)用層

業(yè)務(wù)應(yīng)用層是很薄的一層，用來協(xié)調(diào)應(yīng)用的活動(dòng)，不包含業(yè)務(wù)邏輯，負(fù)責(zé)決定軟件系統(tǒng)能做什么，不負(fù)責(zé)如何去做。它不保留業(yè)務(wù)對(duì)象的狀態(tài)，但保有應(yīng)用任務(wù)的進(jìn)度狀態(tài)，例如事務(wù)審批、日志管理、安全訪問控制等應(yīng)用。

以智能巡檢儀、智能庫(kù)門2個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景為例，其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖5、圖6所示。

圖6 應(yīng)用場(chǎng)景——智能庫(kù)門

3.4 用戶界面層

用戶界面層負(fù)責(zé)接收以及解釋用戶的輸入指令，向用戶展示輸出結(jié)果，并向業(yè)務(wù)應(yīng)用層或者業(yè)務(wù)邏輯層發(fā)送用戶指令。該層負(fù)責(zé)確保接收的數(shù)據(jù)信息的正確性、有效性以及界面樣式，應(yīng)呈現(xiàn)用戶所需的各類實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，包括故障信息、統(tǒng)計(jì)結(jié)果、運(yùn)維分析結(jié)果等。

3.5 實(shí)施方案

智能運(yùn)維平臺(tái)前端開發(fā)采用LayUI框架，后端語言采用PHP語言，使用thinkPHP5.0框架，數(shù)據(jù)庫(kù)采用MySQL。綜合分析智能運(yùn)維平臺(tái)的13大模塊，為提供高性能的數(shù)據(jù)快速訪問，對(duì)常用基本不變的數(shù)據(jù)采用文件緩存技術(shù)，將標(biāo)準(zhǔn)中心模塊、人員管理模塊、系統(tǒng)管理模塊內(nèi)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)成cache文件，通過程序腳本定時(shí)存儲(chǔ)、定時(shí)更新，保證數(shù)據(jù)的完整性。其他模塊的數(shù)據(jù)則使用內(nèi)存緩存技術(shù)，主要使用Redis、Mwmcached緩存系統(tǒng)，用于動(dòng)態(tài)Web應(yīng)用以減輕數(shù)據(jù)庫(kù)負(fù)載。平臺(tái)運(yùn)行環(huán)境采用LINUX操作系統(tǒng)搭建，相對(duì)Windows操作系統(tǒng)性能更佳，安全性能更好。

4 結(jié)語

通過對(duì)最新的中鐵電氣化局第一工程有限公司智能運(yùn)維平臺(tái)項(xiàng)目的調(diào)研實(shí)踐，詳細(xì)闡述了構(gòu)建智能運(yùn)維平臺(tái)遇到的難點(diǎn)、解決思路及實(shí)施方案，構(gòu)建了基于自律分散系統(tǒng)理論的智能運(yùn)維平臺(tái)，采用分層架構(gòu)設(shè)計(jì)，降低了層與層之間的耦合、代碼之間的耦合，針對(duì)未來客戶的需求變更，只需付出最小的代價(jià)對(duì)代碼進(jìn)行修改，為平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)做好了準(zhǔn)備，同時(shí)也為未來平臺(tái)交互采集與數(shù)據(jù)分享打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。