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2018年10月，和利時公司為呼和浩特市城市軌道交通工程（1、2號線）綜合監(jiān)控系統(tǒng)集成采購項目提供了國內(nèi)首個基于線網(wǎng)級“融合云平臺”的城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)。

呼和浩特地鐵1、2號線不僅是呼和浩特有史以來投資額最大、建設(shè)周期最長的基礎(chǔ)設(shè)施工程之一，也是內(nèi)蒙古自治區(qū)內(nèi)首個軌道交通建設(shè)項目。和利時將融合物聯(lián)網(wǎng)、云計算、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)，實現(xiàn)對電力監(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)動和應(yīng)急處置。

項目特點如下：

（1）采用線網(wǎng)級云平臺和站級云節(jié)點相結(jié)合的方式。正常模式下，中心和車站的監(jiān)控功能全部通過線網(wǎng)級云平臺實現(xiàn)；降級模式下，車站的監(jiān)控功能通過站級云節(jié)點實現(xiàn)，確保實現(xiàn)綜合監(jiān)控的完整功能。

（2）在線網(wǎng)級云平臺上取消傳統(tǒng)的車站級實時服務(wù)器和中心級實時服務(wù)器，僅按照區(qū)域部署實時服務(wù)器實現(xiàn)對各車站設(shè)備的監(jiān)控。通過這種扁平化部署方式，進一步降低綜合監(jiān)控的資源需求；同時精簡數(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，方便系統(tǒng)的部署與維護，進一步提高操作站的便捷性和安全性。

（4）線網(wǎng)級綜合監(jiān)控系統(tǒng)的任意一臺工作站均能監(jiān)控1、2號線路的設(shè)備狀態(tài)，方便用戶實現(xiàn)多種運營維護模式。

和利時始終聚焦軌道交通技術(shù)的創(chuàng)新與進步，大力推進無人駕駛、云計算、大數(shù)據(jù)等先進技術(shù)在行業(yè)中的應(yīng)用。2017年國內(nèi)首條全自動運行線路——北京地鐵燕房線成功開通運營，和利時為其提供了國內(nèi)首個深度集成列車自動監(jiān)控ATS的行車綜合自動化系統(tǒng)（TIAS），為新技術(shù)應(yīng)用積累了寶貴的實踐經(jīng)驗。本次呼和浩特地鐵1、2號線項目和利時推出基于線網(wǎng)級融合云平臺”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，縮短開通運營時間；運營效率的提升，要求各業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間的信息交互更加頻繁，實時性更高；運維管理的簡化，要求所有業(yè)務(wù)系統(tǒng)的信息和數(shù)據(jù)實現(xiàn)集中管理；打破傳統(tǒng)的信息化孤島，構(gòu)建以云計算為核心的軌道交通信息平臺，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綜合監(jiān)控系統(tǒng)（每個車站都部署）和一個中心級綜合監(jiān)控系統(tǒng)，其中，每個車站級綜合監(jiān)控系統(tǒng)包括兩臺冗余的車站級實時服務(wù)器和兩臺操作員工作站，中心級綜合監(jiān)控系統(tǒng)包括兩臺冗余的中心級實時服務(wù)器、兩臺冗余的歷史服務(wù)器及幾臺調(diào)度員工作站。傳統(tǒng)架構(gòu)下，車站與中心的實時服務(wù)器CPU和內(nèi)存的配置很高，但是實際利用率僅不到10%，其他資源處于空閑狀態(tài)，造成服務(wù)器資源的浪費，工程建設(shè)成本較高，而且服務(wù)器放置位置分散，不利于升級維護。

采用云計算構(gòu)建的軌道交通信息平臺，可以實現(xiàn)綜合監(jiān)控系統(tǒng)、信號系統(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，實現(xiàn)軌道交通融合云平臺。

2　方案介紹

呼和浩特市城市軌道交通1號線一期工程西起西二環(huán)路站，東至壩堰村站。正線全長21.719km，其中地下線18.530km，過渡段（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號線一期工程南起阿爾山路站，北至塔利東路站，正線全長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號線車輛段內(nèi)）。

基于融合云平臺的軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)通過線網(wǎng)云平臺實現(xiàn)正常工況的綜合監(jiān)控功能。當(dāng)線網(wǎng)云平臺不可用后，可通過備用中心云平臺實現(xiàn)正常的監(jiān)控功能；當(dāng)線網(wǎng)云平臺、備用中心及骨干網(wǎng)都故障后，可通過車站云節(jié)點實現(xiàn)車站降級功能，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)分層分級部署車站和中心實時服務(wù)器的方式，在線網(wǎng)云平臺上按照扁平化方式部署一級多套冗余的區(qū)域?qū)崟r服務(wù)器，每套區(qū)域?qū)崟r服務(wù)器監(jiān)控3個左右車站的設(shè)備，亦可按照專業(yè)部署實時服務(wù)器；備用中心云平臺上部署多套非冗余的區(qū)域?qū)崟r服務(wù)器，監(jiān)控范圍與線網(wǎng)云平臺中的部署相同；車站云節(jié)點中部署一臺車站實時服務(wù)器，監(jiān)控范圍僅為本車站范圍的設(shè)備，實現(xiàn)車站降級功能。在FEP部署方面：車站FEP采用物理機方式，中心的FEP部署到線網(wǎng)云平臺和備用中心云平臺中。歷史服務(wù)器采用物理機部署，以裸金屬服務(wù)器的方式納入線網(wǎng)云平臺管理。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。

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

呼市地鐵在建設(shè)之初就將生產(chǎn)中心定位為線網(wǎng)級的云平臺，即實現(xiàn)兩級管理（線網(wǎng)、車站），三級控制（線網(wǎng)、車站、現(xiàn)地）。要實現(xiàn)線網(wǎng)級監(jiān)控功能，則要求任一臺中心調(diào)度員工作站能監(jiān)控1、2號線所有設(shè)備，即調(diào)度員工作站須同時從16套冗余的實時服務(wù)器獲取數(shù)據(jù)，實現(xiàn)監(jiān)控功能。

按照綜合監(jiān)控系統(tǒng)要求，在生產(chǎn)中心云平臺中為1號線項目按照扁平化部署了7套冗余的區(qū)域?qū)崟r服務(wù)器，基本3個車站一套冗余的實時服務(wù)器，另為中心接入的設(shè)備單獨配置了一套冗余的實時服務(wù)器，云平臺中配置了一套冗余的FEP用于接入虛擬到云平臺的其他子系統(tǒng)，因為歷史庫采用Oracle數(shù)據(jù)庫，所以，歷史服務(wù)器采用物理服務(wù)器，通過裸金屬服務(wù)器的方式納入云平臺管理。在桌面云中為1號線中心配置了6臺調(diào)度員工作站，為每個車站配置了1臺操作員工作站，全線共19臺操作員工作站，其中，中心調(diào)度員工作站因為要實現(xiàn)全線設(shè)備的監(jiān)控功能，因此需要從多對區(qū)域?qū)崟r服務(wù)器中獲取數(shù)據(jù)和下發(fā)命令。

2號線因為車站比1號線多，共部署了9套冗余的區(qū)域?qū)崟r服務(wù)器，其他FEP、歷史服務(wù)器等部署與1號線相同。桌面云中，為2號線中心配置了6臺調(diào)度員工作站，為每個車站配置了1臺操作員工作站，全線共配置了24臺操作員工作站。

在車站云節(jié)點中，配置了一臺實時服務(wù)器，用于監(jiān)控本車站范圍的設(shè)備。車站FEP采用物理機方式部署，另為了確保車站降級后能有工作站進行正常的監(jiān)控操作，每個車站都部署了一臺臺式機，正常模式下，與桌面云終端一樣，該臺式機從生產(chǎn)中心云平臺上的區(qū)域實時服務(wù)器獲取數(shù)據(jù)，進行監(jiān)控，當(dāng)車站降級后，桌面云終端失去監(jiān)控功能，車站臺式機自動從車站云節(jié)點中獲取數(shù)據(jù)，實現(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　方案先進性

基于融合云平臺的軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)具有如下先進性：

（1）通過扁平化部署實時服務(wù)器的方式，能進一步降低綜合監(jiān)控的資源需求，同時精簡數(shù)據(jù)處理流程，提高數(shù)據(jù)響應(yīng)性，方便系統(tǒng)擴容；

（2）按專業(yè)部署實時服務(wù)器，各專業(yè)的升級維護互不影響，極大地提高維護效率，降低維護影響范圍；

（3）采用桌面云方式，方便系統(tǒng)的部署與維護，進一步提高操作站的安全性。

摘自《自動化博覽》2020年9月刊