城市轨道交通云综合监控系统应用探讨

董爱龙

（绍兴市轨道交通集团有限公司，浙江绍兴 312000）

0 引言

随着城市轨道交通的大规模建设，集成度较高的综合监控系统（ISCS）经历了从无到有的发展过程。在已开通运营的线路中，ISCS在运营调度指挥、应急联动、设备维护、节能管理、辅助决策等领域发挥的作用日益凸显，也逐渐被用户所接受，成为全国绝大多数城市轨道交通新建线路的标配。但随着互联网的发展和信息化水平的提高，传统ISCS并未享受到技术发展产生的红利，而系统架构陈旧、基础设施分散、网络资源浪费等问题却层出不穷。如何在传统ISCS既有功能的基础上实现新的突破，成为城市轨道交通ISCS建设者们需要思考的难题。

1 云平台在城市轨道交通的应用情况

云计算自20世纪90年代末出现，它具有超大规模、高可用性、通用性、可扩展性、按需服务等特点，对信息技术本身及其应用方式产生了深刻影响，经过10多年的发展已日益趋向成熟。在工信部的“十三五”规划纲要中，将云计算列为重点发展的战略性产业，这为城市轨道交通建设带来新的思路。在城市轨道交通协会制定的轨道交通信息化“13531”（搭建1个轨道交通云平台；依托安全生产、内部服务、外部服务3张网络；拓展服务、运营、安全、管理、建设5大领域；构建生产指挥、企业管理、乘客服务3个中心；打造1个轨道交通门户）总体应用功能架构的引领下，多个城市结合自身的线网规模和特点，纷纷将建设城市轨道交通云平台提上日程。

目前，国内已有个别城市在云平台上部署通用应用系统（如协同办公、合同管理等）并取得了阶段性成果，积累了建设及运营经验，而在城市轨道交通ISCS领域尚无应用案例。但国内主流的城市轨道交通ISCS集成商与云平台厂家已完成多个阶段的测试工作，初步具备了在云平台上部署ISCS的条件。

2 云平台简介

云技术是指在广域网或局域网内将硬件、软件、网络等系列资源统一起来，实现数据的计算、储存、处理和共享的一种托管技术。

云计算采取按使用量付费的模式，这种模式提供可用、便捷、按需的网络访问，进入可配置的计算资源共享池（资源包括网络、服务器、存储、应用软件、服务）。只需投入很少的管理工作，或与服务供应商进行很少的交互，这些资源就能够被快速获取。

云按照建设方式，可以分为公有云、私有云和混合云3种。其中，公有云指第三方提供商为用户提供的云，可通过互联网使用，价格低廉，核心是共享服务资源。私有云是为一个用户单独使用而构建的，核心是专有资源，提供对数据、安全性和服务质量的有效保障。用户拥有基础设施后，可在基础设施上部署应用程序，数据安全性比公有云高，但维护成本相对较大。混合云融合了私有云数据安全的优势及公有云资源共享的优势，是个性化的解决方案，能够达到既安全又省钱的目的。

鉴于城市轨道交通各个生产系统不接入互联网，对数据的安全性要求很高，目前的建设方案及测试均按照私有云进行设计及实施。

3 云综合监控系统

传统ISCS系统架构如图1所示，可以看出在中心和车站均设有物理服务器和工作站。图2为云ISCS系统架构，通过在云资源池内部署服务云代替物理服务器，用瘦客户端代替工作站。

图1 传统 ISCS 架构图

图2 云 ISCS 架构图

瘦客户端是工作站的精简版。瘦客户端具备与工作站同样的关键组件，比如处理器、存储、随机存取存储器（RAM）以及操作系统。但是和工作站相比，瘦客户端的规模更小，对计算处理能力的要求不高。瘦客户端作为廉价的虚拟桌面架构（VDI）客户端，只需具备必要的处理能力，就能够高效地展现用户界面。瘦客户端用于登录（虚拟机）桌面云及显示（虚拟机）桌面云的用户界面。

通过对比图1和图2（图中英文缩写参考表1）可见，现阶段云ISCS通过使用中心云资源池的服务云、桌面云统一替代传统ISCS中心冗余实时服务器、中心冗余历史服务器、车站冗余实时服务器和所有工作站，以达到集中部署设备、优化系统资源的目的。与传统ISCS相比，云ISCS具有设备集中、便于统一管理和维护、硬件扩容简便、硬件资源共享、节省投资等优点，同时也具备网络要求较高等缺点，详细对比见表2。

表1 英文缩写注释

表2 传统 ISCS 建设方案与云 ISCS 建设方案比较

为保障与各集成、互联系统网络边界清晰，降低等保安全设备的部署难度，保证云ISCS数据流在进入云平台前的稳定性，现阶段云ISCS宜在各车站和中心保留传统物理FEP，以实现对各集成、互联系统的接入及网络层隔离。

目前，国内主流的城市轨道交通ISCS集成商与云平台厂家已完成2个阶段的测试工作。

第一阶段测试工作主要验证ISCS应用软件与云平台的适配性与兼容性，主要测试内容为：

（1）ISCS应用软件在云平台上部署的可行性测试、迁移测试；

（2）ISCS应用软件在云平台上的基本功能测试（数据采集与显示、控制命令下发、数据存储、接口测试等）；

（3）ISCS应用软件在云平台上的系统性能测试（系统负载测试、冗余切换响应时间、信号变位响应时间、控制操作响应时间、压力测试等）；

（4）ISCS虚拟机硬件在云平台上的配置需求测试（推荐资源配置、最低资源配置等）。

第二阶段测试是在第一阶段测试的基础上，ISCS集成商与云平台厂家进行方案优化，主要测试内容为：

（1）ISCS部署方式优化测试（主中心+灾备中心部署测试、区域中心部署测试、车站降级云部署测试）；

（2）ISCS应用软件在云平台的性能优化测试及信息安全测试。

通过2个阶段测试，ISCS应用软件能够与云平台适配、兼容，在云平台上部署后可满足系统功能需求。同时，经过方案优化，可支持更多的部署方式，能够满足用户个性化定制的需求，初步具备方案落地实施的技术条件。

4 结束语

建设ISCS系统云平台，能够提高ISCS系统硬件资源利用率，降低耗电成本和前期机房建设投资。同时，若其他各生产系统都可以按照云ISCS系统的标准统一规划、设计、实施、部署，建成后可实现各个生产系统的集中维护管理，这样不但能提高运维规范化水平，还能降低整体运维成本，可进一步提升城市轨道交通项目的建设水平。

目前云平台在城市轨道交通领域对ISCS系统的支持仅停留在基础设施层面，无法解决当前的信息化难题，还需要有更多新技术、新理念的支撑，以及更多建设者的经营、探索和实践。

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