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计算机技术学 地铁自动化系统中云计算技术的运用

博今文化 / 2020-02-11

  摘    要: 国度提出“增强两化交融,推进信息化根底设备、应用系统、数据规范统筹建立,为政府提供一体化信息支撑,为公众提供便利信息效劳”的请求,地铁信息化建立将依托“云计算、大数据、物联网、挪动应用、人工智能”等新技术的支撑,重构业务应用体系格局,向着跨专业业务整合的方向,将国度政策落实,进一步支撑地铁信息化可持续开展。

  关键词: 地铁; 云计算; 大数据;

地铁自动化系统中云计算技术的运用

 

  1、 地铁信息技术开展背景

  随着国民经济的持续、快速、安康开展,新型城镇化战略的积极、稳妥、有序推进,我国地铁跨入蓬勃开展的黄金机遇期。地铁高速化、密集化、多样化、网络化和智能化的特征日益显现。地铁在交通运输体系中承当着越来越重要的角色和作用。我国地铁在建立初期采用一线一批,一批一建的方式,信息系统根本上也是随用随建立,短少统筹规划,招致系统相对独立,应用、数据、网络、设备设备等资源集约应用率不高。当前,世界各国普遍采用以信息化促进地铁开展的战略,信息化已掩盖地铁的建立、运营、管理、平安、效劳等各个范畴。我国强力推进“互联网+地铁”战略,信息化建立也已进入到大范围开发和应用阶段。云计算、大数据等信息技术在地铁行业逐步得到应用,自动化、信息化和智能化已成为地铁开展的必然趋向。

  2 、地铁自动化系统概述

  地铁自动化系统主要包括信号系统、综合监控系统、电力监控系统、能源管理系统、环境与设备监控系统、火灾自动报警系统、视频监视系统、门禁系统、乘客信息系统、自动售检票系统、播送系统、公务电话系统、专用电话系统、屏蔽门系统等。

  经过对上述自动化系统深化剖析,发理想质上它们都是对不同设备的监控系统,以对机电设备监控系统为主,也对与工程构造相关的设备、检测仪表停止监控。计算机监控系统是地铁自动化系统的主要表现方式。

  随同地铁管理程度的提升以及新技术的应用,地铁自动化系统建立范围不时扩展,计算机类设备的数量显着增加。计算机类设备作为商用级设备,其网管功用较弱,配置、管理复杂,并且各个系统单独设置,为地铁机电设备系统的运营、维护和管理带来了诸多不便。以地铁线路传统计划为例,综合监控系统(ISCS)、视频监视系统(CCTV)、自动售检票系统(AFC)、乘客信息系统(PIS)、车场智能化系统、运营资产管理等系统全线共需设置PC效劳器两百多台,台式计算机两百多台,存储三十多套。站在地铁总体高度思索自动化系统的建立,更大范围的信息共享,更高水平的系统集成,将会进步整个工程的建立程度,云技术的应用则成为地铁自动化系统将来的开展方向。

  3 、地铁既有线路各自动化系统硬件运用状况

  经过对既有线路控制中心及典型车站、换乘站的信号系统、综合监控系统、乘客信息系统、视频监视系统效劳器、工作站的CPU规格型号、负载、内存负载、磁盘应用率、增长率停止统计,可得出以下结论:

  (1)各站点均独立设置效劳器,车站级效劳器占比总效劳器数量90%以上,但CPU应用率较低,局部占用率低于5%。同时因系统级别为“容错级”即系统容忍单点毛病,效劳器等关键设备均采用1+1备份方式,招致CPU资源的严重糜费。

  (2)CPU计算才能随着技术的进步越来越强,以CPU SPEC测试值为权衡基准,CPU SPEC均匀值小于200。而地铁业务系统因其需求的稳定性变化较少,即系统关于计算才能需求相对稳定,在将来项目施行时将面临更高的CPU资源糜费。

  (3)个别设备CPU负载率较高,均值超越60%,长期工作于高负载率工况将降低设备寿命。而传统硬件架构,不具备性能动态调整功用,调整计算才能的独一手腕是改换性能更高的硬件设备,投资大施行难度高。

  4 、云技术在地铁应用的迫切性

  美国国度规范与技术研讨所(NIST)对云计算的定义如下:云计算是一种能够普适、便当、按需地经过网络访问可配置的共享计算资源(如网络、效劳器、存储、应用和效劳)池的形式,计算资源能够在最少的管理开支和效劳提供商干预下快速提供和释放。

  云计算技术是众多技术的整合概念,针对云计算在地铁自动化系统中的应用,其关键特征概括如下:虚拟化、散布式部署弹性计算高平安性。

  采用云技术与资源充沛应用的虚拟化技术,一台2路效劳器大约能够提供应20个虚拟桌面正常运用,详细到综合监控效劳器,一台4路高配的效劳器能够供大约15个综合监控系统的车站效劳器正常运转,思索到效劳器容错/动态负载等功用可保证10个车站的正常运转。

  经过以上剖析,采用云计算技术,能够充沛进步系统硬件资源的应用率,俭省耗电本钱和空间本钱,降低工程总体造价。同时,若地铁各业务应用系统都依照云计算的统一规范停止开发施行、注册部署,能够便当地对各类业务工作停止规范化管理,从统一运维的角度对系统停止标准管理,在大大降低管理本钱的同时,也大量的节约系统的运转本钱,进一步进步了地铁项目的建立程度。

  将来,基于目前交融的云平台架构,能够构建基于该平台的PaaS层效劳,完成各业务系统数据的智能联动,真正提升城市轨道行业的信息智能化,为构建聪慧地铁奠定根底。

  5、 标准编制状况

  2017年7月,中国城市轨道交通协会启动了《新一代聪慧城市轨道交通体系的信息技术系统的IT架构及信息平安标准》的编制,此标准的编制包含了协会、地铁公司、设计院、厂家的人员,经过2年多的研讨、编制,2019年7月,在2019北京国际城市轨道交通顶峰论坛上发布了《聪慧城市轨道交通讯息技术架构及网络平安标准》,此标准共3本,包含了3个局部,《第1局部:总体需求》、《第2局部:技术架构图》、《第3局部:网络平安》。

  为了停止设计标准的编制,中城协启动了技术计划研讨工作,编制了5本标准,分别为《城市轨道交通云平台构建及部署计划研讨》、《城市轨道交通大数据平台技术计划研讨》、《城市轨道交通云平台网络拓扑架构技术计划研讨》、《城市轨道交通云平台网络平安技术计划研讨》、《城轨交通线网运营指挥中心系统计划研讨》,目前,这5本标准曾经完成征求意见稿的修正,方案近期发布。

  2019年4月,中国城市轨道交通协会在北京召开《城市轨道交通讯息化工程设计标准》启动会,目前标准的编制工作正在顺利停止,方案2020年完成设计标准的报批和发布工作。

  6 、云平台技术在地铁行业的应用状况

  目前,呼和浩特地铁1号线、2号线采用云平台设计计划停止了多业务系统的承载,其中呼和浩特1号线已停止试运转阶段,云平台系统运转良好,方案2019年12月底正式投入试运营,此项目开通后,将成为全球第一个采用云平台停止综合业务承载的地铁线路。太原地铁2号线也采用云平台计划停止综合业务承载,目前曾经完成设备招标。其他城市地铁也在停止相关研讨,例如:武汉、青岛、西安、昆明等。

  7、 结论

  针对地铁各业务系统信息孤岛严重、根底设备分散、规范标准缺失等特性,以云计算、大数据共享为技术中心的云平台以及中城协牵头的标准编制能够很好的处理上述问题。以呼和浩特地铁云平台为代表的项目曾经对云平台在地铁行业的应用停止了考证,随着国度对云计算、大数据技术的推行,地铁行业云平台的应用将越来越广。