基于云技术的智慧快轨信息化总体规划

吴 昊

(1．北京全路通信信号研究设计院集团有限公司，北京 100070；2．北京市高速铁路运行控制系统工程技术研究中心，北京 100070)

1 规划背景

2016 年初，习近平总书记考察重庆，提出重庆作为我国中西部地区唯一的直辖市，区位优势突出，战略地位重要，是西部大开发的重要战略支点，处在“一带一路” 和长江经济带的联接点上，在国家区域发展和对外开放格局中具有独特而重要的作用。

重庆市政府第22 次常务会议指出“要促进“三铁融合”推动高铁、市域铁路和城市轨道交通无缝衔接、快捷换乘、一体化服务，构建重庆全域“一张网、多模式、全覆盖”的轨道交通体系”。城轨快线是重庆“三铁”融合轨道交通网络的重要组成部分，连接城市主城区与城市周边组团，服务城市周边通勤客流，是“三铁融合”中的网桥，是重庆市落实轨道交通引领城市发展格局行动的重要保障。

为落实国家政策及市委、市政府关于轨道交通一体化的要求，提出了针对城轨快线和轨道交通延长线的智慧快轨建设构想，并形成基于云技术的智慧快轨信息化总体规划。

2 规划理念

根据国家战略、重庆市规划的总体要求，加快推进城轨快线及轨道交通延长线建设步伐，打造“高效协同、智慧快轨”的信息化生态系统，助力智慧快轨信息化建设向智慧化快速发展，发挥城轨快线在“三铁融合”中网桥的重要作用，规划理念按照以下几点实现。

2.1 互联互通

实现城轨快线、轨道交通延长线，在信息、运输调度，应急指挥、旅客服务、票务管理、资产管理等多方面的智慧化，并支撑与高速铁路、轨道交通线路、市郊铁路等多制式轨道交通的高效衔接，突出“三铁融合”网络化效益。

2.2 资源共享

实现资源高效利用，信息、基础设施、数据资源共享，平台集中、应用融合。

2.3 管理决策

对全生命周期业务领域信息化全覆盖，实现集团管控，分层管理，实现精细化管理、降本增效和智慧决策。

2.4 智慧协同

对接轨道集团、铁路局，在应急指挥、票务管理、运输调度、乘客服务等多方面业务协同，发挥“三铁融合”最大效益。

3 规划目标及范围

3.1 规划目标

全力推进智慧快轨建设，促进“三铁融合”，推动与高铁、市域铁路无缝衔接、快捷换乘、一体化服务，构建重庆全域“一张网、多模式、全覆盖”的轨道交通体系。智慧快轨目标主要体现在：智慧规划、智慧建设、智慧运营、智慧服务、智慧运维、智慧保障。

通过以信息化全面促服务提升、以智慧分析促管理提升、以深化应用促业务协同、以数据治理促信息资源整合、以基础设施集约促资产有效利用的规划思路，支撑智慧快轨信息化建设，通过搭建智慧快轨信息化层面顶层框架，提出实用且前瞻的解决方案：研究形成信息化总体蓝图；研究形成数据服务、企业管理、生产管理全生命周期应用体系；研究形成云平台技术架构及统一布局；研究形成信息化标准体系架构；研究形成信息化规划实施方案。

3.2 规划范围

本规划范围覆盖城轨快线、轨道交通延长线。业务范围覆盖生产管理、企业管理、数据服务等几个领域。其中：生产管理包含城轨快线、轨道交通延长线的生产指挥系统，如调度指挥、乘客服务、票务管理、视频监控综合运维等；以及城轨快线、轨道交通延长线的控制系统；企业管理是指企业主营业务（规划、建设、运营）相关及人力资源、财务管理、协同办公等的管理系统；数据服务是指数据资源和交换的平台。如图1 所示。

4 规划原则

4.1 统一规划整体考虑

对标政策要求，考虑运营管理特点，满足正常生产运营组织及应急指挥的需要，适应整体发展要求，全面考虑对现有及未来业务需求的支持。

4.2 统一规划共享资源

对信息系统进行统筹合理优化，推进业务应用系统集中整合，实现城轨快线与高铁、城市轨道交通信息互联互通，提高业务应用、数据资产、信息基础设施等资源利用效率，发挥智慧快轨信息资源整体效能。

图1 规划范围图Fig.1 Planning graph

4.3 统一规划网络安全

统一遵循信息安全标准规范，积极防御，综合防范，加强安全风险综合防范能力。在考虑系统安全的情况下进行最大程度的资源整合和统一管理。

4.4 统一技术发展创新

充分考虑“大、云、物、移，互联网+”等先进的信息技术，既考虑10 年技术发展趋势，规划可扩展的信息化体系架构，灵活支撑业务和管理发展，又兼顾近期建设线路的可实施性。

4.5 统一标准规范指导

统一信息化标准体系框架，包括应用、互联互通、信息安全、管理运行等标准，有据可依的需遵循国家及行业规范，或借鉴先进建设运营经验，以保障信息化建设和管理合理有序开展。

4.6 统一规划分步实施

考虑信息化建设整体布局，结合城轨快线建设规划，以生产管理建设为抓手，按照急用先行，先易后难，由点逐面的原则确定实施路线。

5 规划方案

5.1 总体蓝图

按照“统筹规划、业务引领、技术支撑”的策略，统筹数据应用，制定智慧快轨蓝图。

1）覆盖7 大业务领域：建设管理、运营管理、生产管理、集团管控、经营管理、开发管理、公众服务。

2）打造3 个中心：生产管理中心、企业管理中心、数据服务中心。

3）构建2 级云平台：中心级、站/段级云平台。

4）依托2 张基础网络：有线网、无线网。

5）建立1 套标准体系：业务标准、应用标准、数据标准、基础设施标准等，如图2 所示。

5.2 生产管理

建设1 个生产管理中心，用于管理城轨快线、轨道交通延长线全网的乘客服务、调度指挥、票务、视频、安防以及综合运维。

生产管理中心包含乘客服务系统、调度指挥系统、票务管理系统、视频管理系统、安防管理系统、综合运维系统等，如图3 所示。

乘客服务、行车综合自动化、防灾、自动售检票、视频、公务电话、专用电话、无线调度、安防等系统均采用两级管理架构（线网中心层和车站层）。

5.3 企业管理

图2 智慧快轨蓝图Fig.2 Intelligent fast track blueprints

图3 生产管理Fig.3 Production management

企业管理信息化规划采用国际通用的TOGAF企业架构规划方法，从业务战略目标和现状入手，明确各阶段的建设任务，绘制企业管理应用蓝图，为企业管理信息化建设提供适应性、开放性设计的参考依据。

强化集团综合管控能力、提升协同工作管理效率，保证集团信息化建设可持续发展，统筹规划集团企业信息化管理，规划建设包括投融资管理、规划建设管理、运营管理、财务管理、人力资源管理、档案管理、安全管理等功能的信息化系统。将实现统一身份认证、统一数据管理、统一访问接口、统一安全控制，支撑集团未来发展，助力集团重点核心业务全面提升，提高企业竞争力，如图4 所示。

5.4 大数据服务

图4 企业管理Fig.4 Business management

规划建设数据服务中心，作为第三方数据资源和交换平台，对内为智慧快轨新线建设全过程管理、协调网络化运营、调度指挥、乘客服务、设备设施维修维护、企业客观评估评价等提供数据支撑，对外向政府、乘客、其他行业部门、其他交通接驳等提供一体化数据支撑服务。数据平台采用通用、开放、先进的数据技术，加强各类数据资源的整合，构建统一的技术架构和标准规范，建设支撑智慧轨道应用的数据平台，满足智慧轨道领域数据的统一管理、协同共享、分析决策、指挥管理、服务社会的需要。

各系统内部数据在各自数据资源池中存储应用，并按照接口及数据标准要求汇集到大数据服务中心。大数据服务中心数据经过挖掘分析后提供数据服务，最大程度地发挥数据的社会经济价值。构建轨道交通行业数据资源统筹管理体系。规范行业内数据资源的采集、共享及使用。将数据作为行业内具有价值的无形资产管理，统一认识，加强数据认责管理，如图5 所示。

5.5 云平台规划方案

城轨快线云平台采用中心云计算平台（含备用中心云计算平台）、车站/车辆段云计算平台两级架构。中心云计算平台部署企业管理、调度指挥、乘客服务、视频监控、票务管理、安防管理、专用电话、公务电话、运维管理等中心级业务应用。车站/车辆段云计算平台根据控制系统建设需要部署车站、车辆段级业务应用和乘客对外服务、CCTV等业务。云计算平台向各业务应用提供计算资源服务、存储资源服务、网络资源服务及上述资源相关的运行维护服务等，如图6 所示。

5.6 网络规划

轨道交通网络架构由中心和线路车站两级局域网，以及连接局域网的骨干承载网构成。其中局域网分为外部服务网、内部服务网和安全生产网。在内部服务网部署提供集团内部一般性服务的应用；外部服务网部署面向社会提供公共服务的应用；安全生产网部署地铁运营生产的应用。网络建设方式可划分为有线网络和无线网络两种类型。

图5 数据服务Fig.5 Data service

图6 云平台规划Fig.6 Cloud platform planning

5.7 信息安全体系建设

遵照国家的法律法规和标准规范，参照国际的安全标准和最佳实践，依据相应等级信息系统的基本要求和安全目标，设计出等级化、符合系统特点、融管理和技术为一体的整体安全保障体系。对信息系统中使用的信息安全产品实行按等级管理，对信息系统中产生的信息安全事件分等级响应、处置。

通过为满足物理安全、网络安全、主机安全、应用安全、数据安全5 个方面基本技术要求进行的技术体系建设和为满足安全管理制度、安全管理机构、人员安全管理、系统建设管理、系统运维管理5 个方面基本管理要求进行的管理体系建设，实现对轨道交通信息化中信息系统等级安全保护的设计目标。系统安全等级由各企业根据国家法规及协会标准要求，结合系统业务特点及安全性要求自主定级。并按国家信息安全等级要求建设实施。各资源管理中心信息安全方案由资源管理中心考虑其部署系统，统一进行建设。

5.8 标准体系规划

统一制定覆盖全生命周期业务的标准体系架构，标准体系应包括：应用标准、基础支撑标准、信息安全标准等。有据可依的需遵循国家、行业及协会规范，或借鉴先进建设运营经验。

5.8.1 应用标准

数据应用标准包括：数据业务应用标准体系、数据应用接口标准体系、数据应用全生命周期管理办法、数据应用测试规范、数据应用平台管理办法。相关标准在系统建设时逐渐完成。

生产管理标准包括：调度指挥管理办法、应急处置管理办法、运营安全管理办法、清分清算管理办法、资产管理办法、运营信息管理办法、乘客服务管理办法、综合运维管理办法、隐患排查管理办法、运营评估管理办法、安全防治管理办法等。相关标准在运营准备期完成。

控制系统标准包括：通用的标准规范参照现行的国家标准、行业标准建设。专业技术规定在系统建设同期编制完成。

企业管理标准包括：投融资管理办法、企业经营管理办法、协同办公管理办法、规划建设管理办法、经营评估管理办法、人力资源管理办法、财务管理办法、文档档案管理办法、风险监控管理办法、企业门户管理办法等，相关标准在系统建设时逐渐完成。

5.8.2 基础支撑标准

基础网络：参照现行的国标、通用标准、协会类标准建设。

云平台标准包括：计算资源管理办法、存储资源管理办法、数据资产管理办法、云租户管理办法、云平台运维管理标准。相关标准在系统建设时同期编制完成。

5.8.3 信息安全标准

参照现行的国标、通用标准、协会类标准建设。

6 实施路径

制定信息化项目实施路线是为了实现总体信息化目标，对所有信息化项目进行统一协调管理，科学、合理地制定项目实施策略，分批分段安排项目实施。

1）规划指导，有序实施

为适应整体发展要求，以解决实际问题，快速提升信息化价值为导向，明确管理和主营业务信息化需求的优先级，统筹考虑生产系统，按照整体架构，急用先行、先易后难有序推进信息化建设工作。

2）统一标准，集中设计

信息化建设由分散建设向集中统一建设转变，本规划中各应用系统集中部署在云平台上。对云平台进行集中统一设计，对于已定义的乘客服务、行车自动化、票务管理、视频管理、安防管理、企业管理、数据服务等内容，按统一的标准设计实施，各业务应用对云平台提出使用需求，云平台按需对业务应用进行支撑。

3）保护投资，优化资源

在建设方案实施的过程中，需要对既有的信息系统进行良好的评估，采取不同的实施方式，既保护现有的信息化投资，避免重复建设，又能很好地吸收借鉴各行业的成功经验，实现快速见效并降低信息化投入。

4）长效机制，主则明确

为了信息化蓝图能够从上而下贯彻执行，应从制度层面确保信息化建设的合规、安全和长效。信息系统的建设落地过程中，识别主责企业，由主责企业牵头组织实施。

7 效益分析

本规划是对智慧快轨信息化进行统筹规划，通过本规划，以达到各种有利愿景。

利政府：推进基础设施、应用系统、数据标准统筹建设，通过数据开放、信息共享，为政府提供一体化信息支撑。

利公众：通过数据智慧分析、信息共享，为公众提供定制、多元、全面的出行信息，提升安全、便捷、高效、舒适的多维度的智慧交通体验。

利企业：理清集团信息化建设现状及需求，找到差距，形成统一规划。制定信息化实施路线，指导信息化系统有序建设。促进业务协同工作，提高监管、规划、建设、运营全生命周期管理指挥的工作效率，支撑决策分析，提升管理和运营服务水平。以信息化带动轨道交通智能化，以智能化促进信息化，为可持续快速发展提供支撑。

利发展：在信息、运输调度、应急指挥、旅客服务、票务管理、资产管理等方面与相关行业、部门互联互通，网络化运营，实现智能化运输，满足三铁融合综合交通协同一体化需要。促进行业整体发展，最终实现高效协同、智慧快轨的信息化愿景。

8 结束语

本文基于对轨道交通全生命周期各项业务需求的研究分析，以重庆快轨为例，提出覆盖建设管理、运营管理、生产管理、集团管控、经营管理、开发管理、公众服务7 大业务领域，打造生产管理中心、企业管理中心、数据服务中心3 个中心，构建中心级、站/段级2 级云平台，依托有线网、无线网2张基础网络，建立业务标准、应用标准、数据标准、基础设施标准等1 套标准体系的“73221”智慧快轨总体规划，此规划满足各制式轨道交通的业务以及信息安全的要求，体现了先进技术水平，对各制式轨道交通信息化项目建设具有较好的参考和借鉴价值，对于多制式轨道交通规划、建设、实施具有比较大的现实指导意义。