城市軌道交通云綜合監控系統應用探討

董愛龍

（紹興市軌道交通集團有限公司，浙江紹興 312000）

0 引言

隨著城市軌道交通的大規模建設，集成度較高的綜合監控系統（ISCS）經歷了從無到有的發展過程。在已開通運營的線路中，ISCS在運營調度指揮、應急聯動、設備維護、節能管理、輔助決策等領域發揮的作用日益凸顯，也逐漸被用戶所接受，成為全國絕大多數城市軌道交通新建線路的標配。但隨著互聯網的發展和信息化水平的提高，傳統ISCS并未享受到技術發展產生的紅利，而系統架構陳舊、基礎設施分散、網絡資源浪費等問題卻層出不窮。如何在傳統ISCS既有功能的基礎上實現新的突破，成為城市軌道交通ISCS建設者們需要思考的難題。

1 云平臺在城市軌道交通的應用情況

云計算自20世紀90年代末出現，它具有超大規模、高可用性、通用性、可擴展性、按需服務等特點，對信息技術本身及其應用方式產生了深刻影響，經過10多年的發展已日益趨向成熟。在工信部的“十三五”規劃綱要中，將云計算列為重點發展的戰略性產業，這為城市軌道交通建設帶來新的思路。在城市軌道交通協會制定的軌道交通信息化“13531”（搭建1個軌道交通云平臺；依托安全生產、內部服務、外部服務3張網絡；拓展服務、運營、安全、管理、建設5大領域；構建生產指揮、企業管理、乘客服務3個中心；打造1個軌道交通門戶）總體應用功能架構的引領下，多個城市結合自身的線網規模和特點，紛紛將建設城市軌道交通云平臺提上日程。

目前，國內已有個別城市在云平臺上部署通用應用系統（如協同辦公、合同管理等）并取得了階段性成果，積累了建設及運營經驗，而在城市軌道交通ISCS領域尚無應用案例。但國內主流的城市軌道交通ISCS集成商與云平臺廠家已完成多個階段的測試工作，初步具備了在云平臺上部署ISCS的條件。

2 云平臺簡介

云技術是指在廣域網或局域網內將硬件、軟件、網絡等系列資源統一起來，實現數據的計算、儲存、處理和共享的一種托管技術。

云計算采取按使用量付費的模式，這種模式提供可用、便捷、按需的網絡訪問，進入可配置的計算資源共享池（資源包括網絡、服務器、存儲、應用軟件、服務）。只需投入很少的管理工作，或與服務供應商進行很少的交互，這些資源就能夠被快速獲取。

云按照建設方式，可以分為公有云、私有云和混合云3種。其中，公有云指第三方提供商為用戶提供的云，可通過互聯網使用，價格低廉，核心是共享服務資源。私有云是為一個用戶單獨使用而構建的，核心是專有資源，提供對數據、安全性和服務質量的有效保障。用戶擁有基礎設施后，可在基礎設施上部署應用程序，數據安全性比公有云高，但維護成本相對較大。混合云融合了私有云數據安全的優勢及公有云資源共享的優勢，是個性化的解決方案，能夠達到既安全又省錢的目的。

鑒于城市軌道交通各個生產系統不接入互聯網，對數據的安全性要求很高，目前的建設方案及測試均按照私有云進行設計及實施。

3 云綜合監控系統

傳統ISCS系統架構如圖1所示，可以看出在中心和車站均設有物理服務器和工作站。圖2為云ISCS系統架構，通過在云資源池內部署服務云代替物理服務器，用瘦客戶端代替工作站。

圖1 傳統 ISCS 架構圖

圖2 云 ISCS 架構圖

瘦客戶端是工作站的精簡版。瘦客戶端具備與工作站同樣的關鍵組件，比如處理器、存儲、隨機存取存儲器（RAM）以及操作系統。但是和工作站相比，瘦客戶端的規模更小，對計算處理能力的要求不高。瘦客戶端作為廉價的虛擬桌面架構（VDI）客戶端，只需具備必要的處理能力，就能夠高效地展現用戶界面。瘦客戶端用于登錄（虛擬機）桌面云及顯示（虛擬機）桌面云的用戶界面。

通過對比圖1和圖2（圖中英文縮寫參考表1）可見，現階段云ISCS通過使用中心云資源池的服務云、桌面云統一替代傳統ISCS中心冗余實時服務器、中心冗余歷史服務器、車站冗余實時服務器和所有工作站，以達到集中部署設備、優化系統資源的目的。與傳統ISCS相比，云ISCS具有設備集中、便于統一管理和維護、硬件擴容簡便、硬件資源共享、節省投資等優點，同時也具備網絡要求較高等缺點，詳細對比見表2。

表1 英文縮寫注釋

表2 傳統 ISCS 建設方案與云 ISCS 建設方案比較

為保障與各集成、互聯系統網絡邊界清晰，降低等保安全設備的部署難度，保證云ISCS數據流在進入云平臺前的穩定性，現階段云ISCS宜在各車站和中心保留傳統物理FEP，以實現對各集成、互聯系統的接入及網絡層隔離。

目前，國內主流的城市軌道交通ISCS集成商與云平臺廠家已完成2個階段的測試工作。

第一階段測試工作主要驗證ISCS應用軟件與云平臺的適配性與兼容性，主要測試內容為：

（1）ISCS應用軟件在云平臺上部署的可行性測試、遷移測試；

（2）ISCS應用軟件在云平臺上的基本功能測試（數據采集與顯示、控制命令下發、數據存儲、接口測試等）；

（3）ISCS應用軟件在云平臺上的系統性能測試（系統負載測試、冗余切換響應時間、信號變位響應時間、控制操作響應時間、壓力測試等）；

（4）ISCS虛擬機硬件在云平臺上的配置需求測試（推薦資源配置、最低資源配置等）。

第二階段測試是在第一階段測試的基礎上，ISCS集成商與云平臺廠家進行方案優化，主要測試內容為：

（1）ISCS部署方式優化測試（主中心+災備中心部署測試、區域中心部署測試、車站降級云部署測試）；

（2）ISCS應用軟件在云平臺的性能優化測試及信息安全測試。

通過2個階段測試，ISCS應用軟件能夠與云平臺適配、兼容，在云平臺上部署后可滿足系統功能需求。同時，經過方案優化，可支持更多的部署方式，能夠滿足用戶個性化定制的需求，初步具備方案落地實施的技術條件。

4 結束語

建設ISCS系統云平臺，能夠提高ISCS系統硬件資源利用率，降低耗電成本和前期機房建設投資。同時，若其他各生產系統都可以按照云ISCS系統的標準統一規劃、設計、實施、部署，建成后可實現各個生產系統的集中維護管理，這樣不但能提高運維規范化水平，還能降低整體運維成本，可進一步提升城市軌道交通項目的建設水平。

目前云平臺在城市軌道交通領域對ISCS系統的支持僅停留在基礎設施層面，無法解決當前的信息化難題，還需要有更多新技術、新理念的支撐，以及更多建設者的經營、探索和實踐。

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