智慧城市軌道交通云平臺(tái)應(yīng)用方案研究

孫桂環(huán)　連穎潔

摘要：云計(jì)算的出現(xiàn)和成熟為智能城市軌道交通的建設(shè)和應(yīng)用提供了新的思路和方法。本文根據(jù)城市軌道交通行業(yè)的應(yīng)用情況，構(gòu)建了云平臺(tái)的應(yīng)用技術(shù)體系、業(yè)務(wù)應(yīng)用和安全體系結(jié)構(gòu)，促進(jìn)了城市軌道交通企業(yè)的數(shù)字化和智能化改造升級(jí)。云計(jì)算應(yīng)用在城市軌道交通的發(fā)展是一個(gè)逐漸引發(fā)新思維并逐漸趨于完善的過(guò)程。相關(guān)研究需要進(jìn)一步深化。

關(guān)鍵詞：智慧城市軌道交通;云平臺(tái);技術(shù)架構(gòu);部署架構(gòu);安全架構(gòu)

在城市軌道交通大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，緊跟交通強(qiáng)國(guó)的發(fā)展戰(zhàn)略，研究云平臺(tái)在城市軌道交通行業(yè)的應(yīng)用內(nèi)容，通過(guò)分析云計(jì)算技術(shù)的特點(diǎn)、城市軌道交通行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀和應(yīng)用情況，構(gòu)建了云平臺(tái)的總體應(yīng)用框架、技術(shù)框架、業(yè)務(wù)應(yīng)用、部署框架和安全框架，分析了云平臺(tái)在城市軌道交通行業(yè)的應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)，為推動(dòng)城市軌道交通的高質(zhì)量發(fā)展提供應(yīng)用參考。

1. 云平臺(tái)應(yīng)用方案

1.1云平臺(tái)應(yīng)用框架

中國(guó)中國(guó)城市軌道交通系統(tǒng)協(xié)會(huì)發(fā)布的《智能城市軌道交通發(fā)展大綱》 ，將云和大數(shù)據(jù)平臺(tái)作為智能城市軌道交通框架的關(guān)鍵組成部分之一，定義了基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中智能城市軌道交通平臺(tái)的建設(shè)和應(yīng)用方向、大數(shù)據(jù)共享平臺(tái)、綜合運(yùn)維管理平臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)和智能創(chuàng)新應(yīng)用。城市軌道交通云平臺(tái)的建設(shè)和應(yīng)用，將圍繞推進(jìn)城市軌道交通信息化、發(fā)展智能化系統(tǒng)、建設(shè)智能化城市軌道交通這一主題，以城市軌道交通產(chǎn)業(yè)核心業(yè)務(wù)為主線，在“1云平臺(tái)、3安全域（安全生產(chǎn)域、內(nèi)部管理域、對(duì)外服務(wù)域）、5業(yè)務(wù)類(lèi)別（運(yùn)營(yíng)生產(chǎn)、運(yùn)營(yíng)管理、企業(yè)管理、建設(shè)管理、資源管理）、3建設(shè)中心（生產(chǎn)指揮中心、企業(yè)管理中心、客運(yùn)服務(wù)中心）、1門(mén)戶(hù)”總體規(guī)劃和頂層設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行。

1.2云平臺(tái)應(yīng)用技術(shù)體系結(jié)構(gòu)

1.2.1感知層： 具有源數(shù)據(jù)采集功能，在各系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中直接生成源數(shù)據(jù)。傳感層通過(guò)傳感器、攝像機(jī)和其他前端傳感設(shè)備、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)、信號(hào)、綜合監(jiān)控、視頻監(jiān)控、乘客信息、訪問(wèn)控制和其他生產(chǎn)系統(tǒng)收集源數(shù)據(jù)。

1.2.2網(wǎng)絡(luò)層： 具有各級(jí)信息系統(tǒng)之間的信息傳輸功能，覆蓋物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、無(wú)處不在的互聯(lián)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)之間的互聯(lián)，系統(tǒng)各單元之間的無(wú)縫傳輸，便于數(shù)據(jù)的充分流動(dòng)和集成。

1.2.3基礎(chǔ)層： 由邏輯/匯聚計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)、安全及其他軟硬件資源和打包的 Saas 組成，可供云用戶(hù)直接使用，也可組合起來(lái)支持更復(fù)雜的業(yè)務(wù)場(chǎng)景，用戶(hù)可在 Saas 之上部署和運(yùn)行操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序。

1.2.3平臺(tái)層： 在應(yīng)用云路徑中發(fā)揮關(guān)鍵作用，向下管理和調(diào)度 Saas 基礎(chǔ)設(shè)施資源，向上為 Saas 提供豐富的云服務(wù)。全面為用戶(hù)提供應(yīng)用環(huán)境和應(yīng)用框架、中間件、大數(shù)據(jù)計(jì)算等業(yè)務(wù)組件平臺(tái)的部署、管理和運(yùn)行服務(wù)。平臺(tái)層由技術(shù)平臺(tái)、數(shù)據(jù)平臺(tái)和服務(wù)平臺(tái)三部分組成。技術(shù)平臺(tái)是集成 paas 技術(shù)鏈對(duì)云計(jì)算引擎的升級(jí)，數(shù)據(jù)平臺(tái)是共享數(shù)據(jù)能力的平臺(tái)，服務(wù)重用和服務(wù)共享是平臺(tái)在業(yè)務(wù)中的主要價(jià)值。

1.3云平臺(tái)業(yè)務(wù)應(yīng)用

城市軌道交通云平臺(tái)的應(yīng)用依托資源獨(dú)占性、安全性、彈性擴(kuò)容的優(yōu)勢(shì)，擁有全域的資源統(tǒng)一調(diào)配和管理能力，主要承載以下業(yè)務(wù)。（1）承載和滿(mǎn)足城軌生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)核心業(yè)務(wù)的高負(fù)載、高級(jí)別安全、高業(yè)務(wù)連續(xù)性的運(yùn)行要求，為運(yùn)營(yíng)生產(chǎn)管理的持續(xù)迭代優(yōu)化及新建線路的延續(xù)服務(wù)提供良好的支撐。城軌核心的運(yùn)營(yíng)業(yè)務(wù)系統(tǒng)主要包括：信號(hào)系統(tǒng)、綜合監(jiān)控系統(tǒng)、乘客信息服務(wù)系統(tǒng)、自動(dòng)售檢票系統(tǒng)、門(mén)禁系統(tǒng)、線網(wǎng)指揮中心等。（2）為內(nèi)部管理各系統(tǒng)（協(xié)同辦公系統(tǒng)、人力資源管理系統(tǒng)、財(cái)務(wù)管理系統(tǒng)、合同管理系統(tǒng)、企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)站、檔案管理系統(tǒng)、設(shè)備維護(hù)管理系統(tǒng)、施工調(diào)度管理系統(tǒng)、物資管理系統(tǒng)、運(yùn)營(yíng)日?qǐng)?bào)系統(tǒng)、綜合車(chē)務(wù)管理系統(tǒng)、安全管理系統(tǒng)等）提供云基礎(chǔ)信息化環(huán)境，通過(guò)按需申請(qǐng)各業(yè)務(wù)系統(tǒng)所需的計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)資源，進(jìn)行動(dòng)態(tài)部署和集中維護(hù)，靈活高效地滿(mǎn)足企業(yè)內(nèi)部管理信息化的基礎(chǔ)服務(wù)需求。

2. 云平臺(tái)應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)

2.1目前云融合服務(wù)的趨勢(shì)

云計(jì)算應(yīng)用程序很淺，更多地關(guān)注于 Saas 層，而 paas 業(yè)務(wù)系統(tǒng)的擴(kuò)展仍處于初級(jí)階段。利用微服務(wù)、集裝箱和應(yīng)用程序接口技術(shù)對(duì) paas 平臺(tái)進(jìn)行升級(jí)和重構(gòu)，實(shí)現(xiàn)組件共享和應(yīng)用分離，將物聯(lián)網(wǎng)、人工智能和大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)的應(yīng)用推向地面，對(duì)城市軌道交通產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)起到關(guān)鍵作用。Saas + paas 集成和聚合模型有利于提高生產(chǎn)力，利用面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)和微服務(wù)架構(gòu)的松散耦合特性來(lái)展示純Saas 技術(shù)無(wú)法趕上的價(jià)值和規(guī)模。

2.2云邊緣結(jié)合趨勢(shì)

邊緣云將是未來(lái)混合云的重要組成部分。在制造業(yè)中存在著大量的產(chǎn)業(yè)升級(jí)需求場(chǎng)景，這些場(chǎng)景催化了邊緣計(jì)算產(chǎn)品和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用。連接邊緣云、公共云、私有云管理和數(shù)據(jù)層是混合云開(kāi)發(fā)的未來(lái)。

2.3國(guó)產(chǎn)化2020的發(fā)展趨勢(shì)

是新創(chuàng)產(chǎn)業(yè)全面推進(jìn)的起點(diǎn)，國(guó)內(nèi)的基本軟件和硬件已經(jīng)從”不可用”發(fā)展到”可用” ，正在向”可用”發(fā)展。信息創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)作為“新基礎(chǔ)設(shè)施”的重要組成部分，將成為促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要措施之一。國(guó)產(chǎn)的 cpu 和操作系統(tǒng)是創(chuàng)業(yè)的基礎(chǔ)，也是創(chuàng)業(yè)的最高技術(shù)壁壘。經(jīng)過(guò)早期的探索和積累，arm + linux 已經(jīng)逐漸成為主流的適應(yīng)性程序，國(guó)內(nèi)的 cpu 產(chǎn)業(yè)也得到了整體性的推動(dòng)，鯤鵬、龍芯、飛騰等一批優(yōu)秀的處理器應(yīng)運(yùn)而生。國(guó)內(nèi)基礎(chǔ)軟硬件已逐步形成了豐富的商業(yè)化生態(tài)體系，生態(tài)創(chuàng)新能力保持健康和可持續(xù)發(fā)展。

3.結(jié)語(yǔ)

綜上，云端運(yùn)算技術(shù)應(yīng)用于城市軌道交通的早期探索始于2012年。介紹了地鐵在云遷移、資源利用與分配、管理效率等方面取得的成就。制定了城市軌道交通行業(yè)第一組標(biāo)準(zhǔn)，為城市軌道交通行業(yè)開(kāi)發(fā)和實(shí)施云計(jì)算提供了參考。在上述研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合智能城市軌道交通的發(fā)展趨勢(shì)，重點(diǎn)研究了基礎(chǔ)設(shè)施作為服務(wù)云計(jì)算的應(yīng)用領(lǐng)域，進(jìn)一步完善了云計(jì)算的應(yīng)用和實(shí)施策略，強(qiáng)化了平臺(tái)作為服務(wù)平臺(tái)的理念，研究了智能城市軌道交通云平臺(tái)的應(yīng)用方案。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉會(huì)明，高翔.下一代城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)研究[J].城市軌道交通研究，2020，23（S2）：7-11.

[2]朱莉，鄒小星.基于大數(shù)據(jù)云平臺(tái)的智慧城市軌道交通運(yùn)維管理一體化體系[J].城市軌道交通研究，2020，23（S2）：1-3+22.

[3]郄江華，杜立立.軌道交通產(chǎn)業(yè)智能化發(fā)展關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2020（18）：5-8.