Ｊ・ ，Ｉ、 ‘国 一种基于云的城市轨道交通 综合自动化系统方案研究 汪杰 李钰 汪敏 和有效性。 摘要：云计算是分布式计算、网络技术以及大规模资源管理技术的 融合发展。针对城市轨道交通自动化系统高度集成的要求以及传统综 合监控系统的性能和结构均难以满足的问题，通过分析云计算的关键 技术和系统架构，提出了城市轨道交通综合自动化系统的云计算系统 方案，并从系统集成度、可用性和可靠性、可扩展性等角度，研究分 １ 综合自动化系统结构 城市轨道交通系统的各类运营 管理人员，如调度员、维修人员、 值班人员通过连接了综合自动化网 络的任一台计算机、工作站，甚至 析了该方案的系统特性，说明了基于云计算的城市轨道交通综合自动 化系统的可行性和有效性。 关键词：城市轨道交通；综合自动化系统；云计算；虚拟化 中图分类号：Ｕ２３１。７：ＴＰ３ 移动终端即可登录系统进行对应的 业务操作。基于云的综合自动化系 统方案物理、逻辑结构如图Ｉ所示。 综合自动化系统将列车自动监 ０概述 以满足全线行车设备、信息管理决 控（ＡＴＳ）、无线系统（ＲＡＤＩＯ）、电 策于一体的综合自动化需求，须站 力监控系统（ＰＣＡＤＡ）、火灾自动 城市轨道交通综合自动化系统 在系统级的高度，综合利用目前先 报警系统（ＦＡＳ）、环境及设备监控 是以协同城市轨道交通运营调度管 进计算机技术，构建新一代的综合 系统（ＢＡＳ）、屏蔽门系统（ＰＳＤ）、 理为目的，在综合监控的基础上实 自动化系统 现更高程度的集成化，即在统一的 。 自动售检票系统（ＡＦＣ）、门禁系统 云计算和数据中心模式借鉴了 （ＡＣＳ）、乘客信息系统（ＰＩＳ）、广 计算机软件和硬件平台上集成各专 传统分布式计算的思想，系统的各 播系统（ＰＡ）、视频监控监视子系统 业机电系统，完成对线路行车运营 专业机电监控系统部署在统一的计 （ＣＣＴＶ）以及综合后备控制盘（ＩＢＰ） 的监控，并且与城市轨道交通管理 算机硬件和软件平台上，通过数据 等的中心级及车站级物理设备通过 系统紧密结合，形成集行车指挥、 中心对不同系统间数据进行充分挖 前置机（ＦＥＰ）以及通信骨干网实现 列车运行管理、设备监控、通信管 掘与共享，针对不同的环境自动优 数据的接人并汇聚至控制中心，各 理与维护管理、信息管理、决策支 化控制策略，最大限度地实现多系 类业务逻辑应用和接入子系统的数 ４１。 持于一体，可以更加有效地实现城 统一体化智能运营控制［市轨道交通节能增效、综合智能化 管理…。 据都将在云计算中心进行分析处理， 因此，本文将研究城市轨道交 各机电专业和行车及运营信息管理 通综合自动化系统和数据中心的架 通过各用户终端进行访问。 系统分为云数据中心、应用逻 在原综合监控系统上进行简单 构，并结合综合自动化系统的应用 硬件设备性能扩充和设备的叠加难 特点，分析验证系统方案的可行性 辑、用户界面３层。云数据中心存储 汪杰：北京全路通信信号研究设计院有限公司，工程师，北京ｆ ０００７３ ｌ啦代璃市轨厦交愠 ３１２０１５ ＭＯＤＥＲＮＵＲＢＡＮ ＴＲＡＮＳＩＴ ０ Ｊ＾，＿’ ■■ ４综合自动化系统的挑战 域的应用与研究成果，结合城市轨 道交通智能运营管理系统的具体应 ＨＳＲＮ的地铁综合监控系统可靠 性分析［Ｊ］．铁道学报，２０１２，３４ 云计算将海量数据在云数据中 用，提出了基于云计算的城市轨道 （２）：７０—７９． 心进行集中存放，对数据密集型计 交通综合自动化系统方案，讨论并 ［４］濮卫兴，车兆建，李全飞．基于 算应用提供强有力的支持。目前许 分析了此方案的集成性、可用性和 多数据密集型计算应用需要在端到 可靠性、可扩展性，较传统的综合 城市轨道交通综合监控系统的 Ｗｅｂ方案设计［Ｊ］．城市轨道交通 研究，２０１３（５）：６９—７１． 云之间进行大数据量的传输，需要 监控系统有明显的技术优势。 将这些数据传输到云数据中心存储 结合当前云计算的发展趋势， 【５］郭煜，吴清列．基于云计算的大 规模定制客户需求响应模型及其 和处理，并将处理后的数据分发到 其开发部署工具越来越成熟，基于 各地研究中心进行下一步分析。面 云计算的城市轨道交通综合自动化 对至少需要４５０ Ｍｂｉｔ／ｓ的网络带宽 系统将是可行及有效的。在方案的 节点的选择与分布［Ｊ］．系统工程理 论与实践，２０１１，３ｌ（ｓ２）：１－６． （综合监控系统极限情况下的带宽要 实施过程中，重点关注ＳＩＬ在云架 ［６］丁泽柳，郭得科，申建伟．面向 求），端到云数据中心的海量数据传 构方案中的具体实现，从而满足国 输将耗费大量的时间开销 ］。由于网 际安全认证机构对云计算技术在轨 络性价比的增长速度远远落后于云 道交通领域的评估。 计算技术的发展速度，目前传输主 要通过网络将存储数据直接放入云 参考文献 云计算的数据中心网络拓扑研究 ［Ｊ］．国防科技大学学报，２０１１， ３３（６）：１－６． ［７】罗军舟，金嘉晖，宋爱波，等． 云计算：体系架构与关键技术［Ｊ］． 通信学报，２０１１，３２（７）：３－１９． ］戴琳．轨道交通综合监控系统运 数据中心。为了支持更加高效快捷 ［１的端到云的海量数据传输，需要从 基础设施层人手研究下一代网络体 行模式研究［Ｊ］．铁道工程学报， ［８］胡春生，许承东，张鹏飞，等． ２００８（２）：７３—７６． 云计算环境下仿真模型资源虚拟 系结构，改变网络的组织方式和运 【２］谭熙静，何正友，于敏，等．基 化研究［ ．华中科技大学：自然 科学版，２０１２（Ｓ１）：１３５—１４０． 行模式，提高网络吞吐量。 另外，由于轨道交通领域存 在安全完整度等级的认证要求，而 于ＤＦＴＡ的地铁车站级综合监控 系统可靠性分析［Ｊ］．铁道学报， ２０ｌ１，３３（７）：５２－６０． 收稿日期２０１４．１１—１５ ３】于敏，何正友，钱清泉．基于 国际安全评估标准（ＥＮ５０１２６， ［责任编辑冒一平 ＥＮ５０１２８，ＥＮ５０１２９）等标准皆在 传统的系统硬件和软件设计的基础 上进行评估。还未建立对云计算平 台的轨道交通体系结构的评估实例， 云平台所支持的行车相关应用如何 Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｃｌｏｕｄ Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ ｂａｓｅｄ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｔｒａｎｓｉｔ Ｗａｎｇ Ｊｉｅ，ＬｉＹｕ，ＷａｎｇＭｉｎ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｌｏｕｄ ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ ｉｓ ｔｈｅ ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ， ｎｅｔｗｏｒｋ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｌａｒｇｅ—ｓｃａｌｅ ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 获得安全完整度等级（ＳＩＬ）的评估 认可，将是基于云计算的综合自动 化系统的一大挑战。在本设计中将 通过软件的冗余和运算比较方式解 决ＳＩＬ认证的适应性，以期获得ＳＩＬ 的评估认证。 ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ．Ａｉｍｉｎｇ ａｔ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｔｒａｎｓｉｔ ｈｉｇｈｌｙ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｏｆ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｓｕｐｅｒｖｉｓｏｒｙ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｐｕｔｓ ｆｏｒｗａｒｄ ｔｈｅ ｃｌｏｕｄ ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｔｒａｎｓｉｔ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｃｌｏｕｄ ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ ｋｅｙ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｓｙｓｔｅｍ ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ．Ｆｒｏｍ ｔｈｅ ａｓｐｅｃｔｓ ｏｆ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ，ａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ，ｅｘｐａｎｓｉｏｎ ｃａｐａｃｉｔｙ ｅｔｃ，ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ａｌｓｏ ｍａｋｅｓ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ，ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｌｏｕｄ ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ ｂａｓｅｄ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ ｔｒａｎｓｉｔ． ５总结 云计算作为一种新兴的信息技 术发展迅速，通过分析和总结该领 Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｕｒｂａｎ ｒａｉｌ ｔｒａｎｓｉｔ，ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ，ｃｌｏｕｄ ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ，ｖｉｒｔｕａｌｉｚａｔｉｏｎ ０ ＭＯＤＥＲＮＵＲＢＡＮ ＴＲＡＮＳＩＴ ３１２０１５ ｌ贝代墟市轫愠交豫
