云計算在鐵路信息化基礎設施建設中的應用分析

◆劉子懿

云計算在鐵路信息化基礎設施建設中的應用分析

◆劉子懿

(呼和浩特鐵路局信息化處 內蒙古 010057)

本文在總結云計算服務的基礎上，系統分析了現代鐵路系統在信息基礎設施建設中的現狀及存在的主要問題。結合高速鐵路系統的快速發展，對鐵路系統信息系統建設中云計算服務需求進行了全面分析。最后對實際鐵路信息化建設過程中的相關應用信息進行了相應的指導性分析，并提出了建設性的措施。

云計算；鐵路信息化；基礎設施建設；應用

0 引言

2006年，國家出臺了“2006-2020年國家信息化發展戰略”，信息化的高速發展使得我國的大部分行業都迎來了良好的發展機遇，尤其是在以運輸業為主的鐵路信息化的建設過程中，其結合現有的信息化技術理論，將整個云計算的數據平臺進行建設，構建了以基建為基礎的相應的鐵路信息化建設目標。目前，以大數據、物聯網及云計算服務為技術革新代表的技術創新正在深刻影響著各行各業人們對信息資源的利用方式。伴隨著我國鐵路系統在經濟效益、運營效率以及服務水平的快速發展，鐵路系統尤其是我國的高速鐵路對信息化水平的需求越來越高，信息化水平的提高首先體現在信息化基礎設施的建設中。因此，基于高效、綠色、節能的服務理念，中國鐵路系統云計算數據服務中心的開發和建設是實現中國（高速）鐵路現代化，智能化和數據化技術的互相補充，體現了信息化技術的長遠發展，本文研究的重心就是以信息化的云計算數據為基礎，構建了以數據為優勢的整體鐵路信息化的解決方案。

1 關于云計算的概述

1.1 云計算的概念

云計算是以信息集成為依據，構建互聯網數據庫，進而將實時收集的相關數據進行相應的儲存，并且能夠實現異地異設備的共享化，可以為用戶提供靈活、按需和可擴展的服務。

1.2 云計算的基本特性

云計算的常見基本特性如表1所示。

表1 云計算的常見基本特性[2,3]

1.3 云計算面臨的主要問題

近年來，云計算服務技術在各行各業都取得了快速發展，但其發展迅速的同時，一些不可避免的問題逐漸暴露在人們的視野中[4]。目前，所面臨的主要問題總結如下：①無國家規范支撐，開發流程復雜程度較大；②互聯網黑客數量多，易受到安全威脅；③云計算儲存數據的效率慢，且整體性結構變化較快。

2 鐵路系統信息化基礎設施現狀及存在問題分析

現如今，（高速）鐵路信息化建設的重點是：在鐵路系統運輸組織、客貨運營銷和企業管理三大領域快速發展，特別是高速鐵路運輸調度、客貨運營銷、信息化建設、運輸生產、安全監控、運營管理、安全保障和信息管理水平。

但是鐵路系統快速發展的同時，其在信息化基礎設施建設方面仍存在一些問題，現總結如下：

（1）鐵路系統在局級以上機房建設中存在諸多問題，設計標準較低。安全、節能和環境保護等現代數據中心的要求遠未得到滿足；另外，硬件設備數量眾多、平臺布局混亂、支持能力不足、操作維護困難。

（2）獨立建立的鐵路業務系統模型存在軟件和硬件資源分配渠道單一（大多數僅在高峰時段）的問題，最終導致硬件共享、資源利用率低、投資建設重復、本地資源浪費等混亂局面。另外，缺乏資源分配和調度的統一管理使得難以實現硬件設備共享的基本要求。

（3）鐵路業務系統缺乏基礎設施數據備份和災難恢復系統；另外，雖然鐵路業務系統的通信網絡是健全的，但它通常包括內部網絡、外部網絡、專用網絡和安全生產網絡，但子網絡之間的數據不能靈活轉換。

（4）鐵路系統缺乏完善的云計算服務、物聯網服務以及大數據服務等新技術標準體系，在鐵路領域應用的總體規劃也不夠完善。

3 鐵路系統在信息化基礎設施建設中對云計算服務的需求性分析

隨著我國鐵路系統的體制改革，使得相應的鐵路運輸的信息化建設逐步提上日程，在相應的技術性內容的變化及改革的過程中，如何有效地實現信息化數據的共享及儲存成為當前鐵路系統信息化建設的關鍵性內容。同時也能夠在企業重大項目的投資中實現低風險的管控。此外，鐵路系統在信息化基礎設施建設中對云計算服務在環境、業務和安全性方面均有不同程度的需求性。

4 云計算服務在鐵路信息化基礎設施建設中應用分析

4.1 應用目標、應用準則和應用思路分析

云計算服務在鐵路信息基礎設施建設中的應用應以鐵路信息化的總體布局為指導，鐵路業務系統共享和整合的基礎設施應作為應用對象；以云計算服務、大數據服務、物聯網服務以及虛擬化技術等新型網絡技術為應用支撐；通過現代虛擬化技術的運用實現對現有計算、存儲以及網絡等相關資源的融合。最后，將建立能夠實現靈活性，按需、共享和動態資源分配的鐵路云計算服務平臺，以提高鐵路系統基礎設施的利用效率。實現各業務子系統間的互聯互通、快速發展，并實現對鐵路數據潛在價值的合理性充分挖掘，同時實現鐵路各相關企業經濟效益的穩步提高，最終達到鐵路系統信息化水平的全面提高。

云計算服務平臺的建設在鐵路系統信息化基礎設施的建設中應遵循以下應用準則：①堅持從“領導-規劃-標準-建設-管理”五個方面實現全局性的統一建設；②堅持采用基于“安全-可靠-先進-經濟-適用-成熟”六個方面的云計算服務技術；③堅持“自主建設-整體規劃-分步實施”的應用思路，具體為：在鐵路總公司和每個鐵路局之間建立一個雙層結構模型，從“總公司-分局-站段”三級模型過渡到“總公司-分支”兩級模型。

4.2 總體架構和邏輯架構

根據目前鐵路業務信息系統的架構以及信息化發展的總體趨勢，現將鐵路云計算數據服務中心的總體架構和邏輯架構綜述如下。

鐵路總公司采用“同城雙中心+異地三中心”模式：鐵路總公司生產數據中心和同城雙活數據中心之間實現“實時互備、雙活容災”；同城雙活數據中心和異地備份數據中心之間進行數據存儲層容災備份；異地備份數據中心與各下屬鐵路數據中心之間同時進行數據存儲層容災備份[1]。具體如圖1所示。

圖1 鐵路云計算數據中心的總體架構示意圖

此外，從邏輯架構方面鐵路系統的云計算平臺主要可以具體劃分為：①運行環境層；②虛擬化層；③云資源層；④云資源管理層；⑤鐵路業務系統層；⑥用戶層。

5 結束語

本文主要系統分析了云計算服務在鐵路信息化基礎設施建設中的應用背景及可行性，通過對云計算服務的概念、基本特性的概述，系統分析了現代鐵路系統在信息基礎設施建設中的現狀及存在的主要問題，并結合高速鐵路系統業務需求的快速發展，系統分析了鐵路系統信息基礎設施建設中云計算服務的總體需求，并在最后分析了云計算服務在鐵路信息基礎設施建設中的應用目標，應用標準和應用思路，以及整體架構和邏輯架構。本文可為鐵路云計算服務平臺的構建和鐵路云計算數據服務中心的建設提供借鑒和參考。

[1]劉從兵.大數據、云計算背景下的會計信息化建設[J].教育財會研究，2015.

[2]李博.云計算在鐵路信息化基礎設施建設中應用研究[J].鐵路計算機應用，2015.

[3]張建勛，古志民，鄭超.云計算研究進展綜述[J].計算機應用研究，2010.

[4]楊振東.基于云計算的中小企業信息化建設模式研究[D].中國海洋大學，2010.