杜海源

（石家莊市軌道交通集團有限責任公司，石家莊 050000）

1 引言

近年來，隨著云計算、大數(shù)據(jù)、VR、AR、BIM、人工智能、5G、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用，以及國家對于“新基建”布局的加速，如何建設(shè)智慧城軌成為全國地鐵建設(shè)的熱點話題。作為智慧城軌發(fā)展的基礎(chǔ)平臺與技術(shù)底座，城軌云的應(yīng)用受到越來越多的關(guān)注，城軌云的價值也被高度認可，各大城市摩拳擦掌，紛紛部署和推動城軌云的建設(shè)。

2 智慧城軌建設(shè)的必要性

2020 年3 月12 日，中國城市軌道交通協(xié)會發(fā)布了《中國城市軌道交通智慧城軌發(fā)展綱要》，城市軌道交通是全面開啟建設(shè)社會主義現(xiàn)代化強國的重要支撐，是建設(shè)現(xiàn)代化經(jīng)濟體系的先行領(lǐng)域，也是建設(shè)交通強國和智慧城市的重要組成部分。

城軌云與大數(shù)據(jù)平臺是建設(shè)智慧城軌的關(guān)鍵、也是根本。建設(shè)一個自主可控、功能完備、技術(shù)領(lǐng)先、安全可靠、可持續(xù)發(fā)展的城軌云與大數(shù)據(jù)平臺[1]，一是可以統(tǒng)一部署城軌各專業(yè)業(yè)務(wù)應(yīng)用，實現(xiàn)資源動態(tài)分配，定制化運營部署運行環(huán)境，為城軌各專業(yè)信息系統(tǒng)提供運行環(huán)境，加快城軌智能化、智慧化推行進度；二是可以建設(shè)數(shù)據(jù)融合共享平臺。

2.1 傳統(tǒng)模式的軌道

傳統(tǒng)系統(tǒng)架構(gòu)下，每個車站均設(shè)置有各業(yè)務(wù)系統(tǒng)車站級服務(wù)器、終端，需設(shè)置綜合監(jiān)控、通信、AFC 機房，對地下車站的機房空間、電力、環(huán)控、消防等資源占用大；服務(wù)器及終端分布式設(shè)置方式存在運用風險、運維管理不便；地下車站機房環(huán)境較差，受地鐵運行震動影響，致使設(shè)備故障率較高等。

2.2 城軌云的優(yōu)勢

1）城軌云是智慧地鐵建設(shè)的基礎(chǔ)。作為新型技術(shù)手段，城軌云對于大數(shù)據(jù)平臺和大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用、打破信息孤島、優(yōu)化現(xiàn)有三級系統(tǒng)架構(gòu)、承載智慧地鐵業(yè)務(wù)等方面將帶來顛覆性變革。

2）城軌云技術(shù)采用統(tǒng)一的基礎(chǔ)架構(gòu)服務(wù)，線網(wǎng)級城軌云架構(gòu)更能實現(xiàn)建設(shè)和運維成本的降低?；诔擒壴萍夹g(shù)的分布式硬件資源分配可賦予智慧地鐵系統(tǒng)低能耗、大容量、高可靠等特點。

3）城軌云進行多線路、多專業(yè)的統(tǒng)一規(guī)劃和部署，可以實現(xiàn)跨專業(yè)、跨系統(tǒng)、跨功能、跨線路的整合聯(lián)動，系統(tǒng)應(yīng)用更加靈活，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。不僅如此，云方案將進一步加速多專業(yè)的深度融合與集成創(chuàng)新。

4）隨著城軌云與大數(shù)據(jù)、人工智能等高科技應(yīng)用的結(jié)合，會誕生出更多創(chuàng)新性業(yè)務(wù)，如智慧車站、智慧運維、智慧乘客服務(wù)，使業(yè)務(wù)辦理更加靈活，服務(wù)更加智能，依托云架構(gòu)可研究微服務(wù)和模塊化服務(wù)，帶來新的架構(gòu)變革。

5）基于城軌云架構(gòu)的智慧城軌創(chuàng)新應(yīng)用，為地鐵安全、乘客服務(wù)、智慧運維、精準調(diào)度等提供基礎(chǔ)條件，結(jié)合人工智能、VR、AR、大數(shù)據(jù)、5G、物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字孿生系統(tǒng)等技術(shù)的應(yīng)用，最終價值不僅僅是業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)化的展現(xiàn)，更多的是數(shù)據(jù)服務(wù)化的應(yīng)用。

3 城軌云的建設(shè)方案

3.1 城軌信息技術(shù)系統(tǒng)總架構(gòu)

城市軌道交通信息技術(shù)系統(tǒng)總體架構(gòu)是通過搭建城市軌道交通統(tǒng)一云平臺，納管主用中心、災備中心、站段云，依托安全生產(chǎn)網(wǎng)、內(nèi)部管理網(wǎng)、外部管理網(wǎng)，拓展運營生產(chǎn)、運營管理、企業(yè)管理、建設(shè)管理、資源管理等領(lǐng)域，構(gòu)建運營生產(chǎn)中心、企業(yè)管理中心和乘客服務(wù)管理中心，打造軌道交通企業(yè)的門戶網(wǎng)站。

3.2 城軌云計算總體設(shè)計方案

云平臺的設(shè)計方案示意圖如圖1 所示。

圖1 云平臺的設(shè)計方案示意圖

通俗來講就是將計算及存儲能力更加精細化地賦予每個使用個體的一種服務(wù)方案，多臺物理服務(wù)器通過軟件邏輯上組合成為一臺大型服務(wù)器，再通過虛擬化分解成個體的小型計算單元，通過網(wǎng)絡(luò)按需分配給每個需求用戶。

在基于云計算平臺基礎(chǔ)上，統(tǒng)一部署各業(yè)務(wù)系統(tǒng)傳統(tǒng)模式下的中心級硬件所需的計算、存儲資源，并將車站、場段傳統(tǒng)應(yīng)用服務(wù)功能上移至中心虛擬資源中[2]。另外，云平臺同時為運營生產(chǎn)系統(tǒng)、企業(yè)管理信息系統(tǒng)提供云桌面服務(wù)，滿足線網(wǎng)中心調(diào)度員、車站調(diào)度員、站長與值班員、運營團隊的云桌面服務(wù)需求。按照重要性、安全性、功能性，劃分為3 張業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)。

安全生產(chǎn)網(wǎng)包含大數(shù)據(jù)平臺系統(tǒng)、信號ATS 系統(tǒng)、自動售檢票系統(tǒng)、綜合監(jiān)控系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、乘客信息系統(tǒng)、專用電話系統(tǒng)、LTE-M 系統(tǒng)、車輛智能運維系統(tǒng)和線網(wǎng)運營指揮中心系統(tǒng)等。

內(nèi)部管理網(wǎng)包含運營管理系統(tǒng)、企業(yè)管理系統(tǒng)、資源管理系統(tǒng)、建設(shè)管理系統(tǒng)、企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)站、協(xié)同辦公系統(tǒng)、郵件系統(tǒng)、ERP 系統(tǒng)、BIM 管理系統(tǒng)、物資管理系統(tǒng)、站務(wù)管理系統(tǒng)和乘務(wù)管理系統(tǒng)。

外部服務(wù)網(wǎng)包含乘客服務(wù)管理系統(tǒng)、線網(wǎng)智慧客流組織系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、企業(yè)門戶系統(tǒng)、公務(wù)電話系統(tǒng)和互聯(lián)網(wǎng)售檢票系統(tǒng)。

4 城軌云應(yīng)用存在的主要問題

當前城軌云在應(yīng)用推廣過程中，存在諸多現(xiàn)實問題，使各大城市業(yè)主在建設(shè)選擇上都抱著觀望和試試的態(tài)度。首先，選擇構(gòu)建專業(yè)“小云”，產(chǎn)生了諸多的問題，主要原因在于：（1）缺乏相應(yīng)的標準規(guī)范和統(tǒng)一的頂層規(guī)劃，即使當前城市軌道交通協(xié)會進行規(guī)范編制工作，但從頒布規(guī)范到宣貫還存在較長的時間周期，各個地鐵業(yè)務(wù)能否按照此規(guī)范落實是一個現(xiàn)實問題。（2）缺乏有力的指導和統(tǒng)籌管理部門，缺乏能讓行業(yè)短期看到應(yīng)用價值和效果的、較為成熟且可供大多數(shù)城市參考和借鑒的應(yīng)用案例。（3）過往，城軌各個專業(yè)獨立建設(shè)，難以實現(xiàn)專業(yè)之間的融合與整合，這是生產(chǎn)系統(tǒng)上云的最大障礙，尤其是傳統(tǒng)已運行線路，在傳統(tǒng)管理模式下比較難以改變。

5 城軌云建設(shè)探討

5.1 整體發(fā)展方向建議

1）政府機構(gòu)、專業(yè)協(xié)會牽頭，城軌業(yè)主、設(shè)計單位和廠商共同參與，出臺相關(guān)行業(yè)標準規(guī)范，將城軌云的設(shè)計、建設(shè)和產(chǎn)品標準化、統(tǒng)一化，針對不同城市級別，明確城軌云的建設(shè)目標和內(nèi)容，盡快推動行業(yè)先行試點和示范工程項目的實施落地。

2）從頂層設(shè)計出發(fā)，制定完善的城軌云建設(shè)和運維模式。云是一種實現(xiàn)手段，是計算網(wǎng)絡(luò)存儲等資源的匯聚整合，但云底座承載的業(yè)務(wù)需要同步規(guī)劃、同步思考、同步管理，需要對云方案研究部門、配合部門等各部門的職責、運營架構(gòu)進行調(diào)整，技術(shù)層和管理層都需要慎重設(shè)計和規(guī)劃。

3）從對資源的云化管理向應(yīng)用和數(shù)據(jù)的云化管理方向發(fā)展。

4）探索適合城軌行業(yè)的技術(shù)路線，完善云產(chǎn)品技術(shù)，推動云產(chǎn)品與城軌行業(yè)各系統(tǒng)設(shè)備的融合。

5.2 城軌云建設(shè)細節(jié)探討

5.2.1 針對外部服務(wù)網(wǎng)建設(shè)探討

目前，全國各大城市地鐵運營大多處于虧損狀態(tài)，如何開發(fā)外部服務(wù)網(wǎng)的拓展業(yè)務(wù)，增加地鐵運營收入，減輕地方政府壓力，同時提升對乘客的服務(wù)質(zhì)量是值得深入探討的話題。

1）加強門戶網(wǎng)站信息與開發(fā)地鐵周邊資源互動。豐富門戶網(wǎng)站內(nèi)容，同步建設(shè)地鐵服務(wù)App，與周邊行政機構(gòu)、商超、便民市場及餐飲娛樂建立互通聯(lián)系，以外部服務(wù)網(wǎng)為紐帶向乘客全方位展示。商超新品、打折信息推薦，在幫助各大商家推送新品的同時，也方便了乘客了解最新的信息。

2）充分發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢，建立便民服務(wù)設(shè)施。在地鐵各個站點建設(shè)便民服務(wù)智能柜，同時與洗衣店、擦鞋店、便民代購、蔬菜配送、藥店等涉及乘客日常生活需要的相關(guān)店鋪建立信息關(guān)聯(lián)。例如，乘客上班時將自己需要服務(wù)的物品放入柜內(nèi)或通過地鐵服務(wù)App 向店家下單，下班時直接去對應(yīng)地點將物品取回，既節(jié)約了乘客的時間，提升了服務(wù)質(zhì)量，還能為地鐵創(chuàng)收。

3）建立城市交通服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。建立地鐵、公交、出租車、共享單車等城市公共交通信息互通網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)乘客全方位、立體化交通服務(wù)。

5.2.2 內(nèi)部管理網(wǎng)建設(shè)探討

隨著城軌云內(nèi)部管理網(wǎng)的建設(shè)，以BIM 技術(shù)為基礎(chǔ)設(shè)計設(shè)備全壽命周期管理系統(tǒng)，在建設(shè)初期設(shè)計階段就將地鐵車站、區(qū)間、附屬的設(shè)備清單化，同時使用BIM 軟件將設(shè)備布置到位，以此為清單指導設(shè)備到貨及設(shè)備安裝工作，確保合同執(zhí)行階段從設(shè)備到貨—安裝—清點—竣工移交—合同結(jié)算—審計數(shù)量的一致性；同時在設(shè)備出廠前采用RFID 技術(shù)將設(shè)備標簽化，與BIM 技術(shù)相結(jié)合，到場前就將設(shè)備位置化，尤其是確保定制化設(shè)備（電梯、水泵、風管、消聲器）正確到達安裝位置；在后期資產(chǎn)清點過程中使用RFID 讀取設(shè)備與BIM 數(shù)據(jù)庫設(shè)備清單相結(jié)合，可以在很短時間內(nèi)完成物資資產(chǎn)的月度、季度、年度的盤點工作，省去因不熟悉現(xiàn)場而造成的時間浪費。

5.2.3 安全生產(chǎn)網(wǎng)建設(shè)探討

城市軌道交通中的系統(tǒng)較為繁雜，有涉及人身安全的、有保障乘客舒適度的，還有輔助運營管理的，不同用途的設(shè)備所需要的穩(wěn)定性及后備需求也都不太一樣，這就需要在前期建設(shè)階段做好規(guī)劃，合理集成。

6 結(jié)語

綜上所述，未來是一個信息的時代，任何人掌握了最前端的信息，也就握住了成功脈搏，信息的互通、信息的傳遞將切實關(guān)乎每個人，所以，促進城軌云平臺建設(shè)，實現(xiàn)各業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的智能聯(lián)動，增進各項信息數(shù)據(jù)融合，加快城市軌道交通智能化、智慧化建設(shè)，為提升城軌服務(wù)質(zhì)量，降低建設(shè)成本，全面構(gòu)建便民、綠色、安全、智能的立體化智能軌道交通奠定基礎(chǔ)。