智慧城市軌道交通云平臺應用方案研究

孫桂環　連穎潔

摘要：云計算的出現和成熟為智能城市軌道交通的建設和應用提供了新的思路和方法。本文根據城市軌道交通行業的應用情況，構建了云平臺的應用技術體系、業務應用和安全體系結構，促進了城市軌道交通企業的數字化和智能化改造升級。云計算應用在城市軌道交通的發展是一個逐漸引發新思維并逐漸趨于完善的過程。相關研究需要進一步深化。

關鍵詞：智慧城市軌道交通;云平臺;技術架構;部署架構;安全架構

在城市軌道交通大規模網絡建設中，緊跟交通強國的發展戰略，研究云平臺在城市軌道交通行業的應用內容，通過分析云計算技術的特點、城市軌道交通行業的發展現狀和應用情況，構建了云平臺的總體應用框架、技術框架、業務應用、部署框架和安全框架，分析了云平臺在城市軌道交通行業的應用發展趨勢，為推動城市軌道交通的高質量發展提供應用參考。

1. 云平臺應用方案

1.1云平臺應用框架

中國中國城市軌道交通系統協會發布的《智能城市軌道交通發展大綱》 ，將云和大數據平臺作為智能城市軌道交通框架的關鍵組成部分之一，定義了基礎設施建設中智能城市軌道交通平臺的建設和應用方向、大數據共享平臺、綜合運維管理平臺、網絡安全系統和智能創新應用。城市軌道交通云平臺的建設和應用，將圍繞推進城市軌道交通信息化、發展智能化系統、建設智能化城市軌道交通這一主題，以城市軌道交通產業核心業務為主線，在“1云平臺、3安全域（安全生產域、內部管理域、對外服務域）、5業務類別（運營生產、運營管理、企業管理、建設管理、資源管理）、3建設中心（生產指揮中心、企業管理中心、客運服務中心）、1門戶”總體規劃和頂層設計的基礎上進行。

1.2云平臺應用技術體系結構

1.2.1感知層： 具有源數據采集功能，在各系統運行過程中直接生成源數據。傳感層通過傳感器、攝像機和其他前端傳感設備、工業互聯網網關、信號、綜合監控、視頻監控、乘客信息、訪問控制和其他生產系統收集源數據。

1.2.2網絡層： 具有各級信息系統之間的信息傳輸功能，覆蓋物聯網、互聯網、無處不在的互聯等技術，實現系統之間的互聯，系統各單元之間的無縫傳輸，便于數據的充分流動和集成。

1.2.3基礎層： 由邏輯/匯聚計算、存儲、網絡、安全及其他軟硬件資源和打包的 Saas 組成，可供云用戶直接使用，也可組合起來支持更復雜的業務場景，用戶可在 Saas 之上部署和運行操作系統和應用程序。

1.2.3平臺層： 在應用云路徑中發揮關鍵作用，向下管理和調度 Saas 基礎設施資源，向上為 Saas 提供豐富的云服務。全面為用戶提供應用環境和應用框架、中間件、大數據計算等業務組件平臺的部署、管理和運行服務。平臺層由技術平臺、數據平臺和服務平臺三部分組成。技術平臺是集成 paas 技術鏈對云計算引擎的升級，數據平臺是共享數據能力的平臺，服務重用和服務共享是平臺在業務中的主要價值。

1.3云平臺業務應用

城市軌道交通云平臺的應用依托資源獨占性、安全性、彈性擴容的優勢，擁有全域的資源統一調配和管理能力，主要承載以下業務。（1）承載和滿足城軌生產運營核心業務的高負載、高級別安全、高業務連續性的運行要求，為運營生產管理的持續迭代優化及新建線路的延續服務提供良好的支撐。城軌核心的運營業務系統主要包括：信號系統、綜合監控系統、乘客信息服務系統、自動售檢票系統、門禁系統、線網指揮中心等。（2）為內部管理各系統（協同辦公系統、人力資源管理系統、財務管理系統、合同管理系統、企業內部網站、檔案管理系統、設備維護管理系統、施工調度管理系統、物資管理系統、運營日報系統、綜合車務管理系統、安全管理系統等）提供云基礎信息化環境，通過按需申請各業務系統所需的計算、存儲、網絡資源，進行動態部署和集中維護，靈活高效地滿足企業內部管理信息化的基礎服務需求。

2. 云平臺應用發展趨勢

2.1目前云融合服務的趨勢

云計算應用程序很淺，更多地關注于 Saas 層，而 paas 業務系統的擴展仍處于初級階段。利用微服務、集裝箱和應用程序接口技術對 paas 平臺進行升級和重構，實現組件共享和應用分離，將物聯網、人工智能和大數據分析等技術的應用推向地面，對城市軌道交通產業的轉型升級起到關鍵作用。Saas + paas 集成和聚合模型有利于提高生產力，利用面向服務的體系結構和微服務架構的松散耦合特性來展示純Saas 技術無法趕上的價值和規模。

2.2云邊緣結合趨勢

邊緣云將是未來混合云的重要組成部分。在制造業中存在著大量的產業升級需求場景，這些場景催化了邊緣計算產品和行業標準的應用。連接邊緣云、公共云、私有云管理和數據層是混合云開發的未來。

2.3國產化2020的發展趨勢

是新創產業全面推進的起點，國內的基本軟件和硬件已經從”不可用”發展到”可用” ，正在向”可用”發展。信息創新產業作為“新基礎設施”的重要組成部分，將成為促進經濟發展的重要措施之一。國產的 cpu 和操作系統是創業的基礎，也是創業的最高技術壁壘。經過早期的探索和積累，arm + linux 已經逐漸成為主流的適應性程序，國內的 cpu 產業也得到了整體性的推動，鯤鵬、龍芯、飛騰等一批優秀的處理器應運而生。國內基礎軟硬件已逐步形成了豐富的商業化生態體系，生態創新能力保持健康和可持續發展。

3.結語

綜上，云端運算技術應用于城市軌道交通的早期探索始于2012年。介紹了地鐵在云遷移、資源利用與分配、管理效率等方面取得的成就。制定了城市軌道交通行業第一組標準，為城市軌道交通行業開發和實施云計算提供了參考。在上述研究的基礎上，結合智能城市軌道交通的發展趨勢，重點研究了基礎設施作為服務云計算的應用領域，進一步完善了云計算的應用和實施策略，強化了平臺作為服務平臺的理念，研究了智能城市軌道交通云平臺的應用方案。

參考文獻：

[1]劉會明，高翔.下一代城市軌道交通信號系統研究[J].城市軌道交通研究，2020，23（S2）：7-11.

[2]朱莉，鄒小星.基于大數據云平臺的智慧城市軌道交通運維管理一體化體系[J].城市軌道交通研究，2020，23（S2）：1-3+22.

[3]郄江華，杜立立.軌道交通產業智能化發展關鍵技術與應用[J].工程建設與設計，2020（18）：5-8.