云技术在城市轨道信号系统中的应用

赵云飞

（卡斯柯信号有限公司北京分公司，北京100070）

0 引言

地铁是一个包含大量信号设备和运营数据的系统，需要一个性能优越的综合管理平台进行管理。地铁云平台作为近年来发展迅速的新技术，已成为城市轨道交通建设的主要发展趋势。必须通过安全可靠的运营体系来保证城市轨道交通的安全运营。特别是随着现代城市轨道交通运营向线网方向发展，传统的网络化运营模式已经不能满足交通运营需求。城市轨道交通云在数据采集、数据处理、智能化等方面具有很大的提高，且城市轨道交通云平台在城轨运营管理方面发挥了较好的效果。城市轨道交通信号系统在城市轨道交通云中的应用将有助于提高城市轨道交通运营的效率和质量。

1 云技术特点

1.1 云技术概念

计算机应用技术发展迅速，生活中需要处理的数据量以几何级数递增，独立机器的数据处理能力已经不能满足社会发展的需求，随着人们需求的增加，规模巨大的网格、并行计算和分布式计算应运而生。多核处理器的研发解决了用户日益增长的硬件需求问题，但是各类计算资源仍然不足，服务器的物理资源难以得到充分利用。因此引入虚拟化技术，在物理机上创建虚拟机来提高服务器中的物理资源的利用率，解决用户的数据处理需求，并且虚拟化技术能够在更大程度上保障服务的有效性。云平台结合了网络技术和虚拟化技术，利用分布式计算为用户提供巨大的存储空间，用户可以动态地配置和扩展软硬件资源，并在公共云中共享大量资源。

1.2 云平台的服务模式

云平台的服务模式有三种：

基础设施即服务（IaaS）：主要为用户提供虚拟机、网络连接、计算和存储等资源，用户可在平台上搭建自己所需的应用系统，或是运行大型专业软件，甚至可以按用户需求灵活地扩展或缩减存储容量，这大大缩减了网络、计算、存储及服务器等设备的开销。

平台即服务（PaaS）：该服务建立在IaaS平台和硬件之上，服务商可以为用户提供更多服务，如完整的、可进行软件研发的环境和平台，包括开发的工具、语言、数据库以及Web服务器，用户只需要通过运行平台或互联网编程接口来部署应用环境。提高了平台上可利用资源数目，因此，PaaS的出现同时也促进了SaaS的发展。

软件即服务（SaaS）：服务商可利用互联网浏览器为用户提供个性化服务系统，用户无须关注底层的管理，购买软件服务后，只需通过浏览器或者Web程序使用已部署在云平台上的应用，可以轻松管理企业，还可以根据需求定制软件，或自行组装、配置软件的各个模块，具有极大的灵活性和便捷性。

2 云技术在信号系统中的应用

2.1 云技术在城市轨道交通中的应用优势

2.1.1 安全性优势

经过近年来云技术的发展与普及，在使用物联网技术与大数据算法等高科技行为时，可对轨道线路和轨道用电安全设备进行一系列的排查，不仅可以加强对机房信号和电源环境设备的监控与监测，而且能够保障机房信号与设备的稳定运行，不仅延长了信号设备的生命周期，而且进一步降低了信号系统的故障发生率。所以，应用云技术可以达成双赢的成效，在保护了数据的同时，又可以在一定的程度上稳步地提升轨道交通的安全性，同时减少轨道交通的隐患。

2.1.2 数据共享优势

建立一个共享相互连通的城市轨道交通系统，在系统中实现各个系统与各个设备之间的信息交互与连通，将城市中各个交通信号系统之间不同的设备集中起来进行管理与维护，在系统中实现对系统中的各个设备安全状态的监测管理、提前预警与不间断维护，从而提高系统安全性能和稳定性。运用云技术不仅能够实现不同的设备与各个平台之间的数据共享，而且能够保证轨道交通信号系统数据的共享，从而保障城市轨道交通长期安全运行。

2.1.3 便捷性优势

城市轨道交通信号系统具有便捷性。在一般情况下各个设备传输的信息是复杂并且离散的，系统在对不同的信息做不同的处理时导致这一过程耗时与复杂程度的增加，然而云技术的信号系统中的数据通信系统承载了传递语言、文字、图像等各种综合数据的任务，从而承担了指挥列车、传递各种信息的重要职能并且提高了运行效率。云技术的使用加快了数据通信系统间数据的处理的速度，实时传输的信息加快了数据的响应和处理效率，满足高效性的同时，符合城市轨道交通中需要的实时性，使其运行效率得到了大幅度的上升。

2.1.4 可扩展性优势

和一般的地铁交通系统相比，城市轨道的云构架方案能够极大地提升系统的可扩展性。从对传统程序的研究可以看出，大部分开发者开发的程序和构架都需要借助网络资源的帮助。然而软件升级与扩容过程中却面临着诸多难题，硬件往往无法满足扩容需求，这会造成开发出的整体结构没有办法达到设计标准，只能在后期运行过程中重新采购。在合理使用云平台之后，系统扩容性和结构合理性都得到了很大提升。系统中大部分数据都需要在云平台的帮助下进行整合，直接了解应用资源才能确保云平台资源分配效果。随着系统容量的逐渐提升，急需增加系统服务装置的储存空间，建设更多的网络节点资源，并对资源实施统一分配和处理。

2.2 ATS信号系统在城轨云上的应用

城轨系统原本的ATS信号系统体量大，结构复杂。若想将过去单独的城市线路运营转换成线路网络运营，需要极大的工作量。然而城轨云，能够在不对ATS系统进行深度改造的前提下，将ATS信号系统数字化并整合到云平台上。为进一步提升ATS系统的性能，可在系统终端开发适用于客户端，方便用户使用的应用工具，最大化地利用云平台的特点优化系统。

将ATS信号系统集成到城轨云中，并借助城市轨道云网络实现数字化，能够极大地优化信号系统的数据收集与处理效率。有了城轨云中的ATS信号系统，开发者只需开发出车辆行驶综合指挥监控系统，通过车辆行驶综合指挥监控系统把ATS信号系统中的大量复杂信息综合串联，使得这些信息最终能够为整体自动化运行提供相应的、完善的支持与服务。城市轨道系统运营中存在的数据量大且结构复杂，借助城市轨道云系统所具备的强大的处理数据与快速计算的能力以及更加智能的特点，可以满足城轨运营的巨额数据处理要求。城轨云有着不可估量的应用前景，为了保证最后的安全应用，应通过多次应用模拟测试来发现系统存在的不足并加以改进。

3 结语

科学有效地利用云技术相对于传统服务的优越性，不仅可以让铁路运营的成本得到有效的降低，还能让运营维护的效率得到显著提高，进而促使我国城市轨道交通信号系统的性能得到优化提升，为用户提供更稳定优越的出行服务。在我国，为了满足人们多样化的出行需求，多元化的安防、气象、客流、等信息系统被不断推陈出新，这些系统也存在新接入城市轨道交通信号系统的可能性，而云平台的使用也将令新系统的接入变得更加便捷、安全，大大降低其改造成本并开发周期。