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摘要：城市轨道交通行业经过了100多年的发展，已进入信息化、数字化运营时代，轨道交通信息化系统通过对收集的信息数据进行快速分析，为城市轨道交通正常运行和管理层提供科学依据。将云平台引入轨道交通数据中心，可以实现轨道交通各系统软、硬件资源整合，实现数据共享，在一定程度上降低建设成本和运维成本。
关键词：云平台；轨道交通；应用
1 轨道交通信息化发展建设瓶颈
为了满足日益增长的运营需求，各色信息化系统如清算、资产管理、客流等数据也在不断上线，但随着各系统不断扩增并且建设的周期日益缩短、应用配置需求的日益增多，信息化系统的建设规划暴漏了越来越多的问题。
1.1 控制中心建成周期晚于线路建设周期
在线路投入运营使用时需要轨道交通线路控制中心投入使用。根据既有城市轨道交通建设经验，很多城市在第一条线路建成时，往往由于征地等各种原因导致控制中心楼宇无法投入使用，故建设公司需要购入一套临时中心级设备，以承担线路的前期运营管理，而在控制中心投入运营后，此套临时中心设备又面临着遭到弃用的命运，对建设成本造成了极大的浪费。
1.2 线路分段开通或二期线路的贯通导致系统衔接困难
有时随着城市建设的规划，亦需建设新的线路作为既有轨道交通线路的延长线与其衔接，完善城市的路网规模。线路分期、分段建设对轨道交通自动化系统线路间的衔接造成了巨大的困难，往往对既有系统的升级改造均是建设方一个极为痛苦的过程，既要保证既有线路的安全运营，又要保证新线路的无缝衔接，也要保证既有线路数据接入的完整。
1.3 各自动化系统间接口数据繁杂、界面混乱
接口是自动化系统间实现共享信息的关键环节，包括现场设备的数据采集，调度命令的数据传递等。运营信息化的日益发展对各自动化系统间的信息交换技术提出了更高的要求，面临目前接口内容多、类型复杂、协议各异等情况，各自动化系统间除配置专用数据处理服务器进行协议数据转化外，还需严格定制接口划分界面、接口形式、接口协议、责任分工、测试要求等。根据以往经验，各系统间的接口调试均是各线路建设过程中的重点、难点，施工接口界面的混乱将对建设工期造成巨大的影响。
1.4 系统网络过于庞大导致设备维护管理困难
轨道交通各自动化系统硬件设备功能单一且数量庞大，且往往分布在各个机房，带给运营机房维护维修人员庞大的工作量。当故障发生时，需要各部门工作人员协同到各系统机房排查故障，不利于降低运营维修维护成本。目前由于各系统均独立组网，导致全系统网络节点过多，各系统间的网络安全很难得到有效保障。
1.5 数据孤岛问题严重，数据得不到有效汇集、分析、管理
轨道交通信息化系统汇集了从客流信息、行车信息到运营指标、运力配置，再到客运服务和运营大事件等重要的运营数据，但由于各系统分别建设数据的实时处理与历史存储设备，系统间存在物理接口瓶颈，只能将关键数据通过网口或通讯口进行传递，数据传输容量小、速率慢且容易产生错误。目前各系统均独立建设数据存储设备，大量数据在各系统数据库重复存储，浪费物理存储空间，且各项数据难以得到有效的汇集、分析、管理。
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2 城市轨道交通数据中心云平台构建分析
2.1 资源池搭建
以往轨道交通各系统硬件和软件资源相互独立，无法根据运营业务的需求变化实现动态调整，资源的使用效率低下。云平台将各资源池化，打破各系统独立建设的方式，把所有系统的硬件资源和存储资源都统一整合，再在各系统整合的资源池上建设应用，以服务的方式去交付资源。建立资源池应从以下几点入手：将每个系统的存储设备和硬件资源整合成存储资源池；对存储资源池中的系统数据进行优化，并创建一个标准模型的处理体系；设置数据管理服务器，统一管理每个自动化系统对存储资源池的访问，并提供标准化的数据存储与调用接口，实现运营数据在云平台外的调用，满足轨道交通大数据的决策和分析需求。
2.2 节点、接口虚拟化
轨道交通云平台虚拟化，主要是将每个轨道交通系统的物理节点转化为虚拟空间云平台的节点。云平台节点服务器将各系统运行进行虚拟化，不仅具有互不干扰的性能，还将各系统进行统一的虚拟化管理。云平台虚拟化节点存在不局限于物理空间的优点，同时还具备在虚拟空间中平滑迁移的功能，使得轨道交通信息化系统摆脱了传统物理硬件迁移的问题。目前轨道交通各自动化系统间都设置了接口服务器，主要目的是为了实现数据信息传输共享的目的，利用网线和通信接口实现数据和指令互联。系统接口会因施工质量影响数据传输的灵活性、稳定性和实用性，物理端口或电缆的损坏也会影响接口间的正常功能。将接口服务器设置在云平台架构上，调试人员可通过接口服务器虚拟化，将硬件接口脱离物理瓶颈制约。虽然接口节点存在于虚拟平台，但并未降低系统间的网络安全防护，同时还因为各系统节点虚拟在云平台的内部，降低了系统之间网络攻击的可能性。
2.3 多租户虚拟环境搭建
传统数据中心服务器和相关的存储设备一般分开设置，对两者进行关联时需要采用附加条件来完成，采用这种方法不仅效率低，也降低了经济效益。多租户虚拟环境的搭建，每个系统仍然使用相互独立的网络和存储系统，实现不同的系统在各自的领域进行独立工作，这样不仅提供了更大的便利性，还实现了两者之间即分离又相互联系的目的，保证了轨道交通数据能被用户安全使用和信息共享。
2.4 云平台安全措施
在使用云平台时应明确安全管理责任，并全面检查和加固云平台的数据库系统、虚拟服务器操作系统、应用中间件和系统源代码，提高系统整体的安全性，保证轨道交通的正常运行；在云平台系统中设置入侵监控系统，对服务器操作系统进行实施监控，防止木马病毒进入服务器而影响云平台的正常工作，阻止非法人员操作，并定期分析、查看报警信息；要加强本地网络的安全性，对网络结构合理规划，按照信息重要性对信息系统进行分层，采用逻辑隔离的方法分离一般服务器和核心服务器，在控制过程中采用更高的安全策略，设置相应的访问控制规则，降低云平台的安全风险；根据轨道交通的实际需求，对云平台系统进行配置和优化，在云平台上部署一些安全软件对云平台系统的相关信息进行保护；加强内部审计工作，建立健全的应用安全审计平台，确保对非法操作进行追踪、追查和取证。
3 应用示例
随着轨道交通运营公司对运营模式的优化和运营数据的收集，运营公司数据化的运营决策和风险控制策略方案日益得到积累，例如列车晚点策略调控、车站节能策略调控、大事件与应急突发事件策略调控等，都是运营公司在运营过程中积累的宝贵经验。云平台通过将各种策略调控转变为电子化预案，结合大数据的整合实践，对突发事件进行预警，并提供各项运营策略预案，为轨道交通安全有效运营提供有利保障。通过建立轨道交通云平台，增加地铁内外部信息查询、公众信息发布、乘客信息服务功能等，乘客可登录网站或下载手机APP，实时查看轨道交通线路运行状态、运营状况等信息。另外在云平台处理系统中，会不断完善和改进对正常、突发事件、限流和运行调整等信息的发布，通过云平台实现数据资源共享，为乘客提供更多的便利条件。
4 结束语
总之，目前各地轨道交通对于云平台的建设规划还停留在私有云平台的建设方案中，但随着网络传输技术稳定性的逐步提升、数据加密技术的日益完善、云平台异地容灾和弹性调度能力的全面升级，将轨道交通信息化系统逐步迁移到公有云平台将大量减少建设与运营成本，是轨道交通云化发展的一种全新趋势。
参考文献
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论文作者:饶辉,赵超,肖端
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第35期
论文发表时间:2019/4/12
标签：轨道交通论文; 系统论文; 平台论文; 数据论文; 接口论文; 线路论文; 服务器论文; 《建筑学研究前沿》2018年第35期论文;