云計算自動化集成系統是未來城市軌道交通智能化發展方向

深圳市地鐵集團有限公司 張健保

云計算自動化集成系統是未來城市軌道交通智能化發展方向

深圳市地鐵集團有限公司 張健保

城市軌道交通智能化系統發展趨勢是：采用計算機技術、云計算技術、大數據技術、自動化技術、地理信息技術（GIS）、信息處理技術、物聯網（感知）技術、有線無線通信技術、建筑信息模型技術、集成應用技術等先進技術構建大型集成系統，達到互聯互通和數據共享網絡融合、信息交互、數據共享、功能協同，可視化管理，實現統一平臺以有效消除“信息孤島”和避免重復建設，節約資源，優化管理與服務。

目前，城市軌道交通智能化系統集成應用已經取得了很大的發展，但是各地的發展極不平衡，很慶幸的是，綜合監控系統已實現了BAS、FAS、SCADA的集成；安防系統（即綜合安防系統，下同）實現了視頻監控、門禁、報警的集成；乘客資訊系統實現了地面固定系統與車載移動系統的集成。但是綜合監控系統、安防系統、乘客資訊系統仍然是互聯關系，它們有各自的服務器、工作站、網絡，通過接口使有限的信息共享，人為地造成了重復建設大量的服務器、工作站、網絡等，部分信息無法共享，從而造成“信息孤島”，特別是浪費資源。一條線路綜合監控系統、安防系統、乘客資訊系統各有一百多臺服務器、工作站、交換機，三個系統合計有約500臺。一方面是浪費建設資源，這500多臺設備加機柜需要多少地方來堆放，要多少地下空間來承載，地鐵建設投資是每公里5個億，可以想像要浪費多少建設投資；另一方面會極大地浪費維修資源，這500多臺設備都是專用設備，安裝的是定制的專用軟件，普通的IT工程師并不能維護這些設備，需要經過專門的培訓才能上崗，這些崗位的工資不可能高，所以很難留住人才，流動性很大，為了維護這500多臺專用設備，花費的培訓費用人工成本，按一個人管理20臺設備（5個站），一天三班，僅這一項就要增加30個專業工程師，按每月10000元成本計算，每年浪費的人工成本約1000萬；同時500多臺設備安裝空間要多少空調通風來維持運營，這也是很大的一筆投資。

1998.9—至今，在深圳市地鐵集團有限公司從事監控系統（含綜合監控系統、安防系統、車場智能化系統、大屏幕系統、OCC及車控室機房工程）建設管理工作。

分管的100M像素特高清晰巨屏顯示系統獲得了廣東省科學技術一等獎、地鐵信息化深度集成綜合監控系統獲得了廣東省科學技術三等獎，主要參與的深圳地鐵一期工程機電設備信息化集成應用獲得了深圳市科技創新獎，主要參與項目有7項創造了中國企業新記錄，被建設部推廣應用新技術3項。一期工程和二期工程地鐵信息化深度集成綜合監控系統填補了國內多項空白并被列入綜合監控系統設計和驗收國家規范，二期工程地鐵能源計量管理系統及DCC綜合管理系統為同內地鐵行業首創。

現在，隨著通信技術和計算機技術的發展，采用云計算技術實施大集成，以上問題將迎刃而解，筆者于2012年3月在廣州城市軌道交通綜合監控系統學術研討會上就提出了這個觀點。綜合監控系統、乘客資訊系統、安防系統可以完全集成為一個系統（暫且稱作為自動化集成系統，下同），通信系統、信號系統、AFC系統的ATS部分集成進來技術上是沒有障礙的，只是行業內集成商的集成能力參差不齊，無法公平、公正、公開地完成招標。但是前三個系統實施大集成是不存在任何問題的，電梯、扶梯、屏蔽門、感溫光纖、電氣火災等互聯的機電系統均可以提供以太網接口，并能提供WEB監控界面，因此這些系統也完全可以集成到自動化集成系統中來，FAS、門禁、時鐘等專用機電系統

都在開發基于云計算的接口和軟件，那些基于獨特接口和私有協議的接口設備將逐步失去市場，最終被淘汰。

基于云計算的自動化集成系統（為了與目前的綜合監控系統等系統名稱不重復，暫時取名）以圖1~圖6為例來簡述。

圖1 綜合監控系統傳統結構圖（紅框內為可以云化的設備，包括服務器、存儲、各種工作站）

圖2 控制中心集中式部署+車站/車輛段分布式部署

從圖2和圖4可以看出（這是筆者2012年3月在廣州城市軌道交通綜合監控系統學術研討會上發言所用的材料），云計算自動化集成系統在車站管理層完全是免維護設備，即插即用設備，一條線路的150多套服務器和工作站就變成了8套服務器和8套工作站，云計算中心可以設置在控制中心，也可以設置在車輛段和其它有網絡的地方，為了節省運維成本，最好設置在控制中心。這樣一來，車站的管理層級就像家里的電視機和機頂盒一樣，設備故障了，復位一次，指示燈都不亮，更換即可，任何非專業人員都可以完成。電梯、扶梯、屏蔽門、感溫光纖、電氣火災等專業廠商可以通過云計算中心的WEB服務器對各自所供設備進行遠程維護，地鐵公司維護人員只要關注云計算中心的設備即可。筆者認為，云計算自動化集成系統只要在一條線路上成功應用，會受到運營部門的“熱烈歡迎”。

綜合監控系統設計和驗收國家標準正在修編中，筆者已強烈建議將云計算結構列入設計選項，期待云計算技術能列入其它相關的國家標準中。

圖3 綜合監控系統OCC云計算中心方案

圖5 網可靠性分解決方案 – 分布式部署

圖5 車站云化解決方案 – 斷網可靠性分析

圖6 地鐵綜合監控系統云化解決方案亮點

張健保（1963-），男，中共黨員，電氣高級工程師，現任深圳市地鐵集團有限公司設備部主任工程師，主要從事監控專業方面的工作（含綜合監控、乘客資訊、安防、智能化等）。