佛山市軌道交通信息化智能頂層設計總體解決方案

文：梁延坤，鐘沛珅丨佛山市鐵路投資建設集團有限公司

白 麗，閆鍇明，宗慧曦丨中國鐵道科學研究院集團有限公司電子計算技術研究所

佛山市鐵路投資建設集團有限公司緊跟國家戰(zhàn)略方針抓緊智慧城市發(fā)展機遇，在智慧城市、智慧交通大框架下，發(fā)展好軌道交通信息化支撐作用，做好信息化頂層設計工作，形成佛山市軌道交通信息化智能頂層設計總體解決方案，以期為行業(yè)發(fā)展提供相關借鑒。

信息化進入全面滲透、跨界融合、加速創(chuàng)新、引領發(fā)展的新階段，佛山市鐵路投資建設集團有限公司（簡稱佛山鐵投集團）要成為“投融資、建設、運營與資源開發(fā)”四位一體的大型軌道交通企業(yè)集團，緊跟國家戰(zhàn)略方針抓緊智慧城市發(fā)展機遇，在智慧城市、智慧交通大框架下，發(fā)展好軌道交通信息化支撐作用，做好信息化頂層設計工作，致力于建設佛山市城市軌道交通標準引領、注重實效的新發(fā)展；構建佛山市城市軌道交通統(tǒng)籌協(xié)調、互聯(lián)互通的新格局；實現(xiàn)佛山市城市軌道交通資源整合、開放共享的新局面；助力佛山市城市軌道交通線網(wǎng)協(xié)同、智慧決策的新管理；形成佛山市城市軌道交通自主創(chuàng)新、安全可控的新體系。

一、規(guī)劃目標

按照佛山鐵投集團信息化規(guī)劃“智慧城軌”總體目標（圖1），形成“智慧、賦能、生態(tài)、服務”的八字方針戰(zhàn)略，形成數(shù)字化賦能、生態(tài)圈共享、全方位服務3種能力的輸出。

圖1 佛山鐵投集團信息化規(guī)劃“智慧城軌”總體目標

智慧：通過建設多個成體系的智能系統(tǒng)，最終構成智慧城軌。一方面融合技術，數(shù)字平臺云是底座，新技術部署在云底座上，橫向融合IoT、大數(shù)據(jù)、視頻、融合通信、GIS等多種新技術，同時支持區(qū)塊鏈、量子計算等未來新技術的引入，實現(xiàn)新技術能力的共享共用。另一方面是融合數(shù)據(jù)，將原有過去煙囪式的各個子系統(tǒng)打通，形成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)湖，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享，激發(fā)數(shù)據(jù)新的價值。未來建設通過統(tǒng)一的新能力建設，統(tǒng)一投資規(guī)劃，打通數(shù)據(jù)孤島，平臺化數(shù)據(jù)、視頻等數(shù)字資源，實現(xiàn)業(yè)務共享協(xié)同與敏捷創(chuàng)新。

賦能：通過最底層統(tǒng)一的跨網(wǎng)跨域跨云集成使能、多開發(fā)模式使能、沉淀行業(yè)最佳實踐的應用使能、集團統(tǒng)一標準的數(shù)據(jù)使能等構建實現(xiàn)集團信息化規(guī)劃技術賦能；通過信息化技術驅動、業(yè)務需求驅動為企業(yè)決策管理人員、運營生產人員、運維保障人員、內外部相關人員賦能。

生態(tài)：做大、做強生態(tài)的前提是開放生態(tài)。一方面，開放從技術架構開始，其中的組件都可以開放給生態(tài)，在架構開放之上，能力也同時開放，向下接入各種終端，向上使能各種行業(yè)應用開發(fā)，數(shù)字平臺以確定的開放性來應對行業(yè)場景多樣化的不確定性。另外一方面，合理采用互聯(lián)網(wǎng)思維，充分發(fā)揮市場在資源配置中的決定性作用、互聯(lián)網(wǎng)在企業(yè)變革產業(yè)中的基礎作用，推動信息化基礎設施合理開放，聯(lián)盟互聯(lián)網(wǎng)技術、城軌裝備、信息化產品、信息技術尖端企業(yè)驅動形成城軌互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展新業(yè)態(tài)，促進信息化建設生產與市場融合，提升大眾參與度，適應新業(yè)態(tài)及大數(shù)據(jù)應用發(fā)展要求。

服務：在數(shù)字化進程中，通過高效運營數(shù)字平臺、最大化地發(fā)揮數(shù)字化轉型效能，通過信息化數(shù)字平臺的構建沉淀大量的成功經驗及行業(yè)資產套件，形成業(yè)務全量服務積累，支撐決策并支持業(yè)務模式創(chuàng)新，快速、靈活應對多變的需求，為集團企業(yè)發(fā)展、乘客服務、行業(yè)服務、城市服務、粵港澳大灣區(qū)服務提供綜合性、全方位的服務。

二、總體藍圖

在企業(yè)數(shù)字化轉型的進程中，以云技術為引擎，以數(shù)據(jù)為關鍵生產要素，以生態(tài)為主要商業(yè)載體，以開放共贏為主流合作模式，激活數(shù)據(jù)和技術能力，充分發(fā)揮產品和服務的競爭力。為了將集團公司信息化系統(tǒng)的整體架構以結構化、多維度的形式展現(xiàn)，提出“1623+N”的總體業(yè)務藍圖（圖2）。

圖2 信息化規(guī)劃“1623+N”總體藍圖

1個智慧云主線：構建集團整體一朵云的建設，以云引擎為核心驅動大數(shù)據(jù)中心的構建，重點圍繞物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測、數(shù)據(jù)湖、數(shù)據(jù)共享服務、大數(shù)據(jù)分析進行集團信息化主線能力輸出，配套集團統(tǒng)建基礎信息服務組件和專業(yè)性共性信息服務組件，統(tǒng)一形成集團一體化的集成平臺。

6大業(yè)務板塊：根據(jù)集團公司管理、運營、服務宗旨，貫徹全生命周期管理理念、全方位服務體系構建，建立“數(shù)字企業(yè)管理、智能建設管理、智能列車運行、智能運輸組織、智能運維安全、智慧乘客服務”六大核心業(yè)務板塊，遵循智慧城軌發(fā)展中心，在新一代信息技術和核心業(yè)務需求雙向驅動下，進一步深入智能化技術應用，對外構成N個信息化系統(tǒng)輸出點。

2大保障體系：統(tǒng)籌考慮網(wǎng)絡、安全、等保、容災等信息安全策略，實現(xiàn)集團信息安全體系；構建包括信息化組織機構、職責、管控要點、評價體系在內的信息化治理體系；通過兩大保障體系的構建完善和提升信息化執(zhí)行落地能力。

3大能力實現(xiàn)：在信息化規(guī)劃戰(zhàn)略定位與總體目標指導下，圍繞智慧城軌建設重點，通過技術和業(yè)務共同驅動，實現(xiàn)數(shù)字化賦能、生態(tài)圈共享、全方位服務3種能力的輸出。

（一）技術架構

從業(yè)務體系、應用服務、數(shù)據(jù)治理、技術支撐、安全體系和標準體系六個方面來構建佛山市鐵路投資建設集團有限公司整體的信息化架構模型。技術架構主要以由數(shù)據(jù)感知層、網(wǎng)絡層、基礎平臺層、平臺服務層、應用層、展現(xiàn)層6大層面、制度標準體系和信息安全體系2大體系組成，以云計算為核心，通過網(wǎng)的按需連接，實現(xiàn)對海量數(shù)據(jù)的集成與分析。

云計算技術以三層架構為主，分別為基礎層、平臺層和應用層。基礎層整合各專業(yè)的云平臺、存儲資源等，建設統(tǒng)一管理、調度的基礎云，為各類業(yè)務提供基礎架構資源服務。平臺層疊加大數(shù)據(jù)技術，構建可擴展的開放式云操作系統(tǒng)，為應用層提供各類業(yè)務的個性化服務。應用層為企業(yè)、政府、協(xié)作企業(yè)等提供各類相關服務。

（二）業(yè)務架構

業(yè)務架構主要圍繞全生命周期管理能力、全成本投資建設能力、全方位服務共享能力開展，涵蓋全生命周期規(guī)劃投資-建設-運營-管理多方位業(yè)務內容，包括“數(shù)字企業(yè)管理、智能建設管理、智能列車運行、智能運輸組織、智能運維安全、智慧乘客服務”六大核心業(yè)務板塊，依托基礎體系形成核心業(yè)務和共享服務的業(yè)務架構。

（三）數(shù)據(jù)架構

建立統(tǒng)一的大數(shù)據(jù)服務平臺，集數(shù)據(jù)的采集、存儲、管理、挖掘、決策于一體，通過先進的互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等技術，加強各類數(shù)據(jù)資源的整合和挖掘應用，在建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)安全標準的基礎上，聯(lián)通數(shù)據(jù)的全生命周期，形成涵蓋全生命周期場景的數(shù)據(jù)資源獲取、整合、挖掘、應用、服務的統(tǒng)一性、基礎性、中樞性的多層次、多維度、多視角的數(shù)據(jù)架構，覆蓋終端采集層、設備主數(shù)層、業(yè)務分析挖掘層、數(shù)據(jù)應用層，為智慧城軌的建設提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)服務。

（七）資產負債率。8月末，國有企業(yè)資產負債率64.9%，降低0.5個百分點。中央企業(yè)67.8%，降低0.4個百分點。地方國有企業(yè)62.5%，降低0.5個百分點。

（四）網(wǎng)絡架構

佛山鐵投集團整體網(wǎng)絡架構由中心和線路車站兩級架構，通過線網(wǎng)骨干或線路骨干的城域光傳輸鏈路組建二層承載網(wǎng)。中心級各業(yè)務網(wǎng)組網(wǎng)以全互聯(lián)方式，網(wǎng)內和網(wǎng)間啟用XvLAN，發(fā)揮SDN和云資源池的靈活調度。站段級局域網(wǎng)主要為安全生產網(wǎng)業(yè)務可不啟用VxLAN，匯集層交換機進行配置XvLAN和VLAN的映射，構成整體的大二層傳輸網(wǎng)絡。網(wǎng)絡邏輯劃分為4+1結構，包括安全生產網(wǎng)、內部管理網(wǎng)、對外服務網(wǎng)、集團管理網(wǎng)四張業(yè)務網(wǎng)，另外對于運維監(jiān)控、安全管理建立帶外管理網(wǎng)。

（五）信息安全

以佛山鐵投集團的實際情況和現(xiàn)實問題為基礎，遵照國家的法律法規(guī)和標準規(guī)范，參照國際的安全標準和最佳實踐，依據(jù)相應等級信息系統(tǒng)的基本要求和安全目標，設計出等級化、符合系統(tǒng)特點、融管理和技術為一體的整體安全保障體系。對信息系統(tǒng)中使用的信息安全產品實行按等級管理，對信息系統(tǒng)中產生的信息安全事件分等級響應、處置。

信息安全平臺遵循“系統(tǒng)自保，平臺統(tǒng)保，邊界防護，等保達標，安全確保”的原則，平臺負責各系統(tǒng)的統(tǒng)籌保護。云平臺負責自身的安全性及等級保護定級，其中安全生產網(wǎng)按照三級級等保進行建設，內部管理網(wǎng)按照二級等保進行建設，外部服務網(wǎng)需與互聯(lián)網(wǎng)出口進行重點防護。安全系統(tǒng)分為安全管理體系和安全運維體系兩大安全系統(tǒng)。兩大安全體系包括物理安全、安全管理、網(wǎng)絡安全、主機安全、云平臺安全、數(shù)據(jù)安全、應用安全。

（六）標準體系

構建佛山市城市軌道交通標準體系，推進信息技術與佛山市軌道交通行業(yè)的標準化引領作用，覆蓋業(yè)務標準、數(shù)據(jù)標準、網(wǎng)絡基礎支撐準則、信息安全標準等方面。其中業(yè)務標準包括企業(yè)管理業(yè)務標準、生產管理業(yè)務標準、控制系統(tǒng)業(yè)務標準；數(shù)據(jù)標準包括數(shù)據(jù)業(yè)務應用標準、數(shù)據(jù)應用接口標準、數(shù)據(jù)應用測試規(guī)范、數(shù)據(jù)應用平臺管理辦法；網(wǎng)絡基礎支撐準則包括基礎網(wǎng)絡標準、云平臺標準；信息安全標準包括安全基礎標準、物理安全標準、網(wǎng)絡安全標準、系統(tǒng)安全標準、應用安全標準、數(shù)據(jù)安全標準、安全運行與管理標準。

三、規(guī)劃創(chuàng)新應用

（一）云平臺引擎主線

按照《智慧城軌發(fā)展綱要》中提出的城軌云與大數(shù)據(jù)兩步走的戰(zhàn)略方向，發(fā)揮云平臺服務能力，基于微服務、分布式框架、新型服務網(wǎng)關等技術，支撐城軌企業(yè)數(shù)字化和智能化轉型升級。實現(xiàn)城軌運營生產、企業(yè)管理、乘客服務等核心業(yè)務應用的統(tǒng)一部署承載、資源動態(tài)分配、統(tǒng)一開發(fā)運營管理及生態(tài)服務共享價值。在高度有機集成、資源整合利用、有效運營維護、簡便實施部署的應用中有效降低投資成本、提高社會經濟效益，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

在云引擎的支撐下，充分發(fā)揮大數(shù)據(jù)應用價值，通過數(shù)據(jù)共享平臺實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享與互通能力，深化大數(shù)據(jù)在城軌規(guī)劃設計、工程建設、資源管理、綠色節(jié)能、運營生產客流組織、設備運維以及供應鏈分析和生態(tài)價值等方面的提升應用，助推大數(shù)據(jù)應用在城軌智慧化進程的創(chuàng)新。

（二）智慧化業(yè)務板塊

（三）云智慧試點應用

針對信息化總體規(guī)劃建設內容，圍繞智慧地鐵示范性應用項目，優(yōu)先以“一個平臺、兩級管理、三個服務”為目標導向開展智慧試點工作。

“一個平臺”指基于云的基礎平臺構建綜合展示平臺，通過選取示范線的典型車站，利用智能傳感器、智能視頻分析、大數(shù)據(jù)分析等新技術，實現(xiàn)典型車站的智慧可視化，向中心調度、車站運營、客運服務、設備綜合維修等各級運營工班人員提供一體化、綜合性、可操作性的綜合管理中心。

“兩級管理”指車站級、中央級兩級管理。車站級打造車站智能化運行與運營管理系統(tǒng)，具備運行狀態(tài)全方位精準感知、運行趨勢智能化分析預判、信息指令一體化主動推送、運行規(guī)則擬人化自動進化功能。中心級采用可靠、先進的人工智能技術對所有運營數(shù)據(jù)進行持續(xù)的分析、學習，持續(xù)優(yōu)化智能調度、決策支持功能的RAMS指標。

“三個服務”分別覆蓋提供精細化、高效化智能應用的智慧運營服務，提供實時、全面設備維護維修的智慧維保服務，提供增值、増質人性化、精準化服務的智慧乘客服務。

（四）低代碼開發(fā)平臺應用

為解決資源短缺問題，佛山鐵投集團采用低代碼開發(fā)平臺，集團數(shù)字化協(xié)會推出首個信息化項目（零代碼實驗室）。該項目基于規(guī)劃設計部的業(yè)務，快速搭建出土建施工圖圖紙管理、變更程序、變更臺賬及督辦管理、土建設計管理、報建工作管理、黨支部移動互享、技術委員會管理、機電類管理等多個新應用，可以更好地解決佛山城市軌道交通重點工程項目的共享共建、高效快速、協(xié)同管理水平，提高各工作鏈條的工作效率，減少開發(fā)人員經驗水平差異損失。

通過使用圖形界面拖放式組件和模型驅動邏輯來創(chuàng)建Web和移動應用，無需編碼或通過少量代碼就可以快速生成應用程序，即可實現(xiàn)運營上的“實時在線”，戰(zhàn)略上“敏捷創(chuàng)新”，技術上的“獨立自主”，幫助集團公司實現(xiàn)降本增效、靈活迭代的價值，縮減工程開發(fā)耗時，加快信息化創(chuàng)新能力。作為佛山鐵投首次開創(chuàng)性引入的“零代碼云平臺系統(tǒng)”。

（五）軌道企業(yè)與政府聯(lián)動

根據(jù)佛山市軌道交通建設“一盤棋、一體化”的要求，按照佛山市軌道交通局行業(yè)監(jiān)管的標準和要求，圍繞軌道交通規(guī)劃、建設、運營、資源開發(fā)一體化的全生命周期綜合建設，統(tǒng)籌兼顧軌道交通各領域、各企業(yè)、各部門、各系統(tǒng)建設重點，實現(xiàn)與佛山軌道交通局的數(shù)據(jù)接口、業(yè)務集成、技術共享及上下聯(lián)動，實現(xiàn)在佛山市軌道交通局的監(jiān)管下與佛山數(shù)字政府、其他相關政府部門的聯(lián)動，促進設施互連、平臺共用、數(shù)據(jù)共享、業(yè)務協(xié)同、流程優(yōu)化的信息化構建，有效構建了可持續(xù)發(fā)展的軌道交通企業(yè)數(shù)字化業(yè)務轉型智慧軌道體系。

（六）生態(tài)化共享共建模式

佛山鐵投集團采用互聯(lián)網(wǎng)思維，推動信息化基礎設施合理開放，聯(lián)盟互聯(lián)網(wǎng)技術、城軌裝備、信息化產品、信息技術尖端企業(yè)驅動形成城軌互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展新業(yè)態(tài)，促進信息化建設生產與市場融合，提升大眾參與度，適應新業(yè)態(tài)及大數(shù)據(jù)應用發(fā)展要求。

適應城軌互聯(lián)網(wǎng)“三分技術、七分創(chuàng)新”的發(fā)展要求，佛山鐵投在已有業(yè)務管理系統(tǒng)的基礎上，繼續(xù)借助“釘釘”等外部生態(tài)端應用，采用移動辦公系統(tǒng)進一步延伸協(xié)同辦公、運營管理、業(yè)務流轉的可達性，尤其是在疫情期間，通過搭建的智能化協(xié)同辦公、視頻會議、在線支援等云應用，可促進管理人性化，實現(xiàn)城市軌道交通種類繁多的信息化管理，全面支撐核心業(yè)務的發(fā)展，強化決策的一致性，加快形成信息化生態(tài)開放共享的新形態(tài)，促進集團有效降低成本，提高資源復用率。