2018年10月，和利時(shí)公司為呼和浩特市城市軌道交通工程（1、2號線(xiàn)）綜合監控系統集成采購項目提供了國內首個(gè)基于線(xiàn)網(wǎng)級“融合云平臺”的城市軌道交通綜合監控系統。

呼和浩特地鐵1、2號線(xiàn)不僅是呼和浩特有史以來(lái)投資額最大、建設周期最長(cháng)的基礎設施工程之一，也是內蒙古自治區內首個(gè)軌道交通建設項目。和利時(shí)將融合物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數據、數據挖掘、“互聯(lián)網(wǎng)+”等新一代信息技術(shù)，實(shí)現對電力監控系統（PSCADA）、環(huán)境與設備監控系統（BAS）、自動(dòng)售檢票系統（AFC）、乘客信息系統（PIS）、門(mén)禁系統（ACS）、公務(wù)電話(huà)系統（OTS）、通信集中告警系統（CCAS）等多個(gè)專(zhuān)業(yè)子系統的智能化集成監控、大數據分析、系統間快速聯(lián)動(dòng)和應急處置。

項目特點(diǎn)如下：

（1）采用線(xiàn)網(wǎng)級云平臺和站級云節點(diǎn)相結合的方式。正常模式下，中心和車(chē)站的監控功能全部通過(guò)線(xiàn)網(wǎng)級云平臺實(shí)現；降級模式下，車(chē)站的監控功能通過(guò)站級云節點(diǎn)實(shí)現，確保實(shí)現綜合監控的完整功能。

（2）在線(xiàn)網(wǎng)級云平臺上取消傳統的車(chē)站級實(shí)時(shí)服務(wù)器和中心級實(shí)時(shí)服務(wù)器，僅按照區域部署實(shí)時(shí)服務(wù)器實(shí)現對各車(chē)站設備的監控。通過(guò)這種扁平化部署方式，進(jìn)一步降低綜合監控的資源需求；同時(shí)精簡(jiǎn)數據處理流程，提高數據響應速度和處理效率，方便系統擴容。

（3）中心調度員工作站和車(chē)站操作員工作站均采用桌面云平臺，方便系統的部署與維護，進(jìn)一步提高操作站的便捷性和安全性。

（4）線(xiàn)網(wǎng)級綜合監控系統的任意一臺工作站均能監控1、2號線(xiàn)路的設備狀態(tài)，方便用戶(hù)實(shí)現多種運營(yíng)維護模式。

和利時(shí)始終聚焦軌道交通技術(shù)的創(chuàng )新與進(jìn)步，大力推進(jìn)無(wú)人駕駛、云計算、大數據等先進(jìn)技術(shù)在行業(yè)中的應用。2017年國內首條全自動(dòng)運行線(xiàn)路——北京地鐵燕房線(xiàn)成功開(kāi)通運營(yíng)，和利時(shí)為其提供了國內首個(gè)深度集成列車(chē)自動(dòng)監控ATS的行車(chē)綜合自動(dòng)化系統（TIAS），為新技術(shù)應用積累了寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗。本次呼和浩特地鐵1、2號線(xiàn)項目和利時(shí)推出基于線(xiàn)網(wǎng)級融合云平臺”的綜合監控系統解決方案，代表了業(yè)內技術(shù)發(fā)展的新高度和新方向。

1　方案背景

當前軌道交通建設加快，要求業(yè)務(wù)系統快速上線(xiàn)，縮短開(kāi)通運營(yíng)時(shí)間；運營(yíng)效率的提升，要求各業(yè)務(wù)系統之間的信息交互更加頻繁，實(shí)時(shí)性更高；運維管理的簡(jiǎn)化，要求所有業(yè)務(wù)系統的信息和數據實(shí)現集中管理；打破傳統的信息化孤島，構建以云計算為核心的軌道交通信息平臺，是軌道交通可持續化發(fā)展的關(guān)鍵。傳統的軌道交通綜合監控系統采用分層、分布式架構，一條地鐵線(xiàn)路包括車(chē)站級綜合監控系統（每個(gè)車(chē)站都部署）和一個(gè)中心級綜合監控系統，其中，每個(gè)車(chē)站級綜合監控系統包括兩臺冗余的車(chē)站級實(shí)時(shí)服務(wù)器和兩臺操作員工作站，中心級綜合監控系統包括兩臺冗余的中心級實(shí)時(shí)服務(wù)器、兩臺冗余的歷史服務(wù)器及幾臺調度員工作站。傳統架構下，車(chē)站與中心的實(shí)時(shí)服務(wù)器CPU和內存的配置很高，但是實(shí)際利用率僅不到10%，其他資源處于空閑狀態(tài)，造成服務(wù)器資源的浪費，工程建設成本較高，而且服務(wù)器放置位置分散，不利于升級維護。

采用云計算構建的軌道交通信息平臺，可以實(shí)現綜合監控系統、信號系統、乘客信息系統、安防系統等多專(zhuān)業(yè)系統云化部署，實(shí)現軌道交通融合云平臺。

2　方案介紹

呼和浩特市城市軌道交通1號線(xiàn)一期工程西起西二環(huán)路站，東至壩堰村站。正線(xiàn)全長(cháng)21.719km，其中地下線(xiàn)18.530km，過(guò)渡段（U型槽及地面線(xiàn)）0.337km，高架線(xiàn)2.852km。一期工程共設車(chē)站19座（地下站16座，高架站3座），其中換乘站4座。呼和浩特市城市軌道交通2號線(xiàn)一期工程南起阿爾山路站，北至塔利東路站，正線(xiàn)全長(cháng)27.308km，全部為地下站。一期工程共設車(chē)站24座，其中換乘站6座。1、2號線(xiàn)共設控制中心1處，災備中心1處（災備中心設置于1號線(xiàn)車(chē)輛段內）。

基于融合云平臺的軌道交通綜合監控系統通過(guò)線(xiàn)網(wǎng)云平臺實(shí)現正常工況的綜合監控功能。當線(xiàn)網(wǎng)云平臺不可用后，可通過(guò)備用中心云平臺實(shí)現正常的監控功能；當線(xiàn)網(wǎng)云平臺、備用中心及骨干網(wǎng)都故障后，可通過(guò)車(chē)站云節點(diǎn)實(shí)現車(chē)站降級功能，從而保證系統的可靠性。在服務(wù)器部署方面：打破傳統分層分級部署車(chē)站和中心實(shí)時(shí)服務(wù)器的方式，在線(xiàn)網(wǎng)云平臺上按照扁平化方式部署一級多套冗余的區域實(shí)時(shí)服務(wù)器，每套區域實(shí)時(shí)服務(wù)器監控3個(gè)左右車(chē)站的設備，亦可按照專(zhuān)業(yè)部署實(shí)時(shí)服務(wù)器；備用中心云平臺上部署多套非冗余的區域實(shí)時(shí)服務(wù)器，監控范圍與線(xiàn)網(wǎng)云平臺中的部署相同；車(chē)站云節點(diǎn)中部署一臺車(chē)站實(shí)時(shí)服務(wù)器，監控范圍僅為本車(chē)站范圍的設備，實(shí)現車(chē)站降級功能。在FEP部署方面：車(chē)站FEP采用物理機方式，中心的FEP部署到線(xiàn)網(wǎng)云平臺和備用中心云平臺中。歷史服務(wù)器采用物理機部署，以裸金屬服務(wù)器的方式納入線(xiàn)網(wǎng)云平臺管理。車(chē)站的操作員工作站和中心的調度員工作站均采用云桌面的方式。

呼市地鐵云平臺保證呼和浩特市軌道交通1、2號線(xiàn)工程的正常運營(yíng)、運維的功能需求，包括生產(chǎn)中心云平臺、災備中心云平臺、站段云平臺。

呼市地鐵在建設之初就將生產(chǎn)中心定位為線(xiàn)網(wǎng)級的云平臺，即實(shí)現兩級管理（線(xiàn)網(wǎng)、車(chē)站），三級控制（線(xiàn)網(wǎng)、車(chē)站、現地）。要實(shí)現線(xiàn)網(wǎng)級監控功能，則要求任一臺中心調度員工作站能監控1、2號線(xiàn)所有設備，即調度員工作站須同時(shí)從16套冗余的實(shí)時(shí)服務(wù)器獲取數據，實(shí)現監控功能。

按照綜合監控系統要求，在生產(chǎn)中心云平臺中為1號線(xiàn)項目按照扁平化部署了7套冗余的區域實(shí)時(shí)服務(wù)器，基本3個(gè)車(chē)站一套冗余的實(shí)時(shí)服務(wù)器，另為中心接入的設備單獨配置了一套冗余的實(shí)時(shí)服務(wù)器，云平臺中配置了一套冗余的FEP用于接入虛擬到云平臺的其他子系統，因為歷史庫采用Oracle數據庫，所以，歷史服務(wù)器采用物理服務(wù)器，通過(guò)裸金屬服務(wù)器的方式納入云平臺管理。在桌面云中為1號線(xiàn)中心配置了6臺調度員工作站，為每個(gè)車(chē)站配置了1臺操作員工作站，全線(xiàn)共19臺操作員工作站，其中，中心調度員工作站因為要實(shí)現全線(xiàn)設備的監控功能，因此需要從多對區域實(shí)時(shí)服務(wù)器中獲取數據和下發(fā)命令。

2號線(xiàn)因為車(chē)站比1號線(xiàn)多，共部署了9套冗余的區域實(shí)時(shí)服務(wù)器，其他FEP、歷史服務(wù)器等部署與1號線(xiàn)相同。桌面云中，為2號線(xiàn)中心配置了6臺調度員工作站，為每個(gè)車(chē)站配置了1臺操作員工作站，全線(xiàn)共配置了24臺操作員工作站。

在車(chē)站云節點(diǎn)中，配置了一臺實(shí)時(shí)服務(wù)器，用于監控本車(chē)站范圍的設備。車(chē)站FEP采用物理機方式部署，另為了確保車(chē)站降級后能有工作站進(jìn)行正常的監控操作，每個(gè)車(chē)站都部署了一臺臺式機，正常模式下，與桌面云終端一樣，該臺式機從生產(chǎn)中心云平臺上的區域實(shí)時(shí)服務(wù)器獲取數據，進(jìn)行監控，當車(chē)站降級后，桌面云終端失去監控功能，車(chē)站臺式機自動(dòng)從車(chē)站云節點(diǎn)中獲取數據，實(shí)現正常的本車(chē)站范圍的綜合監控功能。系統結構圖如圖1所示。

圖1 系統結構圖

3　方案先進(jìn)性

基于融合云平臺的軌道交通綜合監控系統具有如下先進(jìn)性：

（1）通過(guò)扁平化部署實(shí)時(shí)服務(wù)器的方式，能進(jìn)一步降低綜合監控的資源需求，同時(shí)精簡(jiǎn)數據處理流程，提高數據響應性，方便系統擴容；

（2）按專(zhuān)業(yè)部署實(shí)時(shí)服務(wù)器，各專(zhuān)業(yè)的升級維護互不影響，極大地提高維護效率，降低維護影響范圍；

（3）采用桌面云方式，方便系統的部署與維護，進(jìn)一步提高操作站的安全性。

摘自《自動(dòng)化博覽》2020年9月刊