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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(hào)線）綜合監(jiān)控系統(tǒng)集成采購(gòu)項(xiàng)目提供了國(guó)內(nèi)首個(gè)基于線網(wǎng)級(jí)“融合云平臺(tái)”的城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)。

呼和浩特地鐵1、2號(hào)線不僅是呼和浩特有史以來(lái)投資額最大、建設(shè)周期最長(zhǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施工程之一，也是內(nèi)蒙古自治區(qū)內(nèi)首個(gè)軌道交通建設(shè)項(xiàng)目。和利時(shí)將融合物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)挖掘、“互聯(lián)網(wǎng)+”等新一代信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力監(jiān)控系統(tǒng)（PSCADA）、環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)（BAS）、自動(dòng)售檢票系統(tǒng)（AFC）、乘客信息系統(tǒng)（PIS）、門禁系統(tǒng)（ACS）、公務(wù)電話系統(tǒng)（OTS）、通信集中告警系統(tǒng)（CCAS）等多個(gè)專業(yè)子系統(tǒng)的智能化集成監(jiān)控、大數(shù)據(jù)分析、系統(tǒng)間快速聯(lián)動(dòng)和應(yīng)急處置。

項(xiàng)目特點(diǎn)如下：

（1）采用線網(wǎng)級(jí)云平臺(tái)和站級(jí)云節(jié)點(diǎn)相結(jié)合的方式。正常模式下，中心和車站的監(jiān)控功能全部通過(guò)線網(wǎng)級(jí)云平臺(tái)實(shí)現(xiàn)；降級(jí)模式下，車站的監(jiān)控功能通過(guò)站級(jí)云節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)，確保實(shí)現(xiàn)綜合監(jiān)控的完整功能。

（2）在線網(wǎng)級(jí)云平臺(tái)上取消傳統(tǒng)的車站級(jí)實(shí)時(shí)服務(wù)器和中心級(jí)實(shí)時(shí)服務(wù)器，僅按照區(qū)域部署實(shí)時(shí)服務(wù)器實(shí)現(xiàn)對(duì)各車站設(shè)備的監(jiān)控。通過(guò)這種扁平化部署方式，進(jìn)一步降低綜合監(jiān)控的資源需求；同時(shí)精簡(jiǎn)數(shù)據(jù)處理流程，提高數(shù)據(jù)響應(yīng)速度和處理效率，方便系統(tǒng)擴(kuò)容。

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

（4）線網(wǎng)級(jí)綜合監(jiān)控系統(tǒng)的任意一臺(tái)工作站均能監(jiān)控1、2號(hào)線路的設(shè)備狀態(tài)，方便用戶實(shí)現(xiàn)多種運(yùn)營(yíng)維護(hù)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(jì)算、大數(shù)據(jù)等先進(jìn)技術(shù)在行業(yè)中的應(yīng)用。2017年國(guó)內(nèi)首條全自動(dòng)運(yùn)行線路——北京地鐵燕房線成功開通運(yùn)營(yíng)，和利時(shí)為其提供了國(guó)內(nèi)首個(gè)深度集成列車自動(dòng)監(jiān)控ATS的行車綜合自動(dòng)化系統(tǒng)（TIAS），為新技術(shù)應(yīng)用積累了寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。本次呼和浩特地鐵1、2號(hào)線項(xiàng)目和利時(shí)推出基于線網(wǎng)級(jí)融合云平臺(tái)”的綜合監(jiān)控系統(tǒng)解決方案，代表了業(yè)內(nèi)技術(shù)發(fā)展的新高度和新方向。

1　方案背景

當(dāng)前軌道交通建設(shè)加快，要求業(yè)務(wù)系統(tǒng)快速上線，縮短開通運(yùn)營(yíng)時(shí)間；運(yùn)營(yíng)效率的提升，要求各業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間的信息交互更加頻繁，實(shí)時(shí)性更高；運(yùn)維管理的簡(jiǎn)化，要求所有業(yè)務(wù)系統(tǒng)的信息和數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)集中管理；打破傳統(tǒng)的信息化孤島，構(gòu)建以云計(jì)算為核心的軌道交通信息平臺(tái)，是軌道交通可持續(xù)化發(fā)展的關(guān)鍵。傳統(tǒng)的軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)采用分層、分布式架構(gòu)，一條地鐵線路包括車站級(jí)綜合監(jiān)控系統(tǒng)（每個(gè)車站都部署）和一個(gè)中心級(jí)綜合監(jiān)控系統(tǒng)，其中，每個(gè)車站級(jí)綜合監(jiān)控系統(tǒng)包括兩臺(tái)冗余的車站級(jí)實(shí)時(shí)服務(wù)器和兩臺(tái)操作員工作站，中心級(jí)綜合監(jiān)控系統(tǒng)包括兩臺(tái)冗余的中心級(jí)實(shí)時(shí)服務(wù)器、兩臺(tái)冗余的歷史服務(wù)器及幾臺(tái)調(diào)度員工作站。傳統(tǒng)架構(gòu)下，車站與中心的實(shí)時(shí)服務(wù)器CPU和內(nèi)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(fèi)，工程建設(shè)成本較高，而且服務(wù)器放置位置分散，不利于升級(jí)維護(hù)。

采用云計(jì)算構(gòu)建的軌道交通信息平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)綜合監(jiān)控系統(tǒng)、信號(hào)系統(tǒng)、乘客信息系統(tǒng)、安防系統(tǒng)等多專業(yè)系統(tǒng)云化部署，實(shí)現(xiàn)軌道交通融合云平臺(tái)。

2　方案介紹

呼和浩特市城市軌道交通1號(hào)線一期工程西起西二環(huán)路站，東至壩堰村站。正線全長(zhǎng)21.719km，其中地下線18.530km，過(guò)渡段（U型槽及地面線）0.337km，高架線2.852km。一期工程共設(shè)車站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(hào)線一期工程南起阿爾山路站，北至塔利東路站，正線全長(zhǎng)27.308km，全部為地下站。一期工程共設(shè)車站24座，其中換乘站6座。1、2號(hào)線共設(shè)控制中心1處，災(zāi)備中心1處（災(zāi)備中心設(shè)置于1號(hào)線車輛段內(nèi)）。

基于融合云平臺(tái)的軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)線網(wǎng)云平臺(tái)實(shí)現(xiàn)正常工況的綜合監(jiān)控功能。當(dāng)線網(wǎng)云平臺(tái)不可用后，可通過(guò)備用中心云平臺(tái)實(shí)現(xiàn)正常的監(jiān)控功能；當(dāng)線網(wǎng)云平臺(tái)、備用中心及骨干網(wǎng)都故障后，可通過(guò)車站云節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)車站降級(jí)功能，從而保證系統(tǒng)的可靠性。在服務(wù)器部署方面：打破傳統(tǒng)分層分級(jí)部署車站和中心實(shí)時(shí)服務(wù)器的方式，在線網(wǎng)云平臺(tái)上按照扁平化方式部署一級(jí)多套冗余的區(qū)域?qū)崟r(shí)服務(wù)器，每套區(qū)域?qū)崟r(shí)服務(wù)器監(jiān)控3個(gè)左右車站的設(shè)備，亦可按照專業(yè)部署實(shí)時(shí)服務(wù)器；備用中心云平臺(tái)上部署多套非冗余的區(qū)域?qū)崟r(shí)服務(wù)器，監(jiān)控范圍與線網(wǎng)云平臺(tái)中的部署相同；車站云節(jié)點(diǎn)中部署一臺(tái)車站實(shí)時(shí)服務(wù)器，監(jiān)控范圍僅為本車站范圍的設(shè)備，實(shí)現(xiàn)車站降級(jí)功能。在FEP部署方面：車站FEP采用物理機(jī)方式，中心的FEP部署到線網(wǎng)云平臺(tái)和備用中心云平臺(tái)中。歷史服務(wù)器采用物理機(jī)部署，以裸金屬服務(wù)器的方式納入線網(wǎng)云平臺(tái)管理。車站的操作員工作站和中心的調(diào)度員工作站均采用云桌面的方式。

呼市地鐵云平臺(tái)保證呼和浩特市軌道交通1、2號(hào)線工程的正常運(yùn)營(yíng)、運(yùn)維的功能需求，包括生產(chǎn)中心云平臺(tái)、災(zāi)備中心云平臺(tái)、站段云平臺(tái)。

呼市地鐵在建設(shè)之初就將生產(chǎn)中心定位為線網(wǎng)級(jí)的云平臺(tái)，即實(shí)現(xiàn)兩級(jí)管理（線網(wǎng)、車站），三級(jí)控制（線網(wǎng)、車站、現(xiàn)地）。要實(shí)現(xiàn)線網(wǎng)級(jí)監(jiān)控功能，則要求任一臺(tái)中心調(diào)度員工作站能監(jiān)控1、2號(hào)線所有設(shè)備，即調(diào)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(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控功能。

按照綜合監(jiān)控系統(tǒng)要求，在生產(chǎn)中心云平臺(tái)中為1號(hào)線項(xiàng)目按照扁平化部署了7套冗余的區(qū)域?qū)崟r(shí)服務(wù)器，基本3個(gè)車站一套冗余的實(shí)時(shí)服務(wù)器，另為中心接入的設(shè)備單獨(dú)配置了一套冗余的實(shí)時(shí)服務(wù)器，云平臺(tái)中配置了一套冗余的FEP用于接入虛擬到云平臺(tái)的其他子系統(tǒng)，因?yàn)闅v史庫(kù)采用Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)，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(tái)管理。在桌面云中為1號(hào)線中心配置了6臺(tái)調(diào)度員工作站，為每個(gè)車站配置了1臺(tái)操作員工作站，全線共19臺(tái)操作員工作站，其中，中心調(diào)度員工作站因?yàn)橐獙?shí)現(xiàn)全線設(shè)備的監(jiān)控功能，因此需要從多對(duì)區(qū)域?qū)崟r(shí)服務(wù)器中獲取數(shù)據(jù)和下發(fā)命令。

2號(hào)線因?yàn)檐囌颈?號(hào)線多，共部署了9套冗余的區(qū)域?qū)崟r(shí)服務(wù)器，其他FEP、歷史服務(wù)器等部署與1號(hào)線相同。桌面云中，為2號(hào)線中心配置了6臺(tái)調(diào)度員工作站，為每個(gè)車站配置了1臺(tái)操作員工作站，全線共配置了24臺(tái)操作員工作站。

在車站云節(jié)點(diǎn)中，配置了一臺(tái)實(shí)時(shí)服務(wù)器，用于監(jiān)控本車站范圍的設(shè)備。車站FEP采用物理機(jī)方式部署，另為了確保車站降級(jí)后能有工作站進(jìn)行正常的監(jiān)控操作，每個(gè)車站都部署了一臺(tái)臺(tái)式機(jī)，正常模式下，與桌面云終端一樣，該臺(tái)式機(jī)從生產(chǎn)中心云平臺(tái)上的區(qū)域實(shí)時(shí)服務(wù)器獲取數(shù)據(jù)，進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)車站降級(jí)后，桌面云終端失去監(jiān)控功能，車站臺(tái)式機(jī)自動(dòng)從車站云節(jié)點(diǎn)中獲取數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)正常的本車站范圍的綜合監(jiān)控功能。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

3　方案先進(jìn)性

基于融合云平臺(tái)的軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)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(jiān)控的資源需求，同時(shí)精簡(jiǎn)數(shù)據(jù)處理流程，提高數(shù)據(jù)響應(yīng)性，方便系統(tǒng)擴(kuò)容；

（2）按專業(yè)部署實(shí)時(shí)服務(wù)器，各專業(yè)的升級(jí)維護(hù)互不影響，極大地提高維護(hù)效率，降低維護(hù)影響范圍；

（3）采用桌面云方式，方便系統(tǒng)的部署與維護(hù)，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