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摘要：经济的发展，城镇化进程的加快，促进交通建设项目的增多。互联网信息技术发展促使中国铁路进入到高铁时代，这就使得铁路系统信息化发展进程逐步加快，这就使得虚拟技术具有大业务量、大数据量以及业务处理较为复杂等等，云计算属于虚拟技术内代表性技术，有利于促进资源整合，实现数据处理的规模化，用户需要借助网络资源实现铁路信息化。本文就云计算在铁路信息化中的应用展开探讨。
关键字：云计算；铁路信息化；应用
引言
云计算、大数据、物联网等新技术的快速发展，结合高速铁路发展的业务需求，急需建立一个弹性计算能力强、基础设施共享度高、云资源智能动态调配、按需分配的基础性支撑平台—铁路云计算平台，以提高铁路基础设施的利用率，促进铁路业务系统之间的互联互通，支撑铁路业务快速发展，充分挖掘铁路数据潜在的价值，最终达到提高企业经济效益的目的。因此，大力建设中国铁路总公司的高效、绿色、节能的云计算数据中心是实现铁路现代化和智能化的迫切需要，也是中国铁路信息化发展的合理选择。
1关于云计算的概述
（1）云计算的概念。云计算是以信息集成为依据，构建互联网数据库，进而将实时收集的相关数据进行相应的储存，并且能够实现异地异设备的共享化，可以为用户提供灵活、按需和可扩展的服务。（2）云计算的基本特性。云计算的常见基本特性如表1所示。
表1 云计算的常见基本特性
2云计算在铁路信息化中的应用对策
2.1整合既有资源和业务
在长期的信息化建设过程中，各部门都不同程度的出现了信息孤岛、基础设施资源分散等问题。为解决上述问题，实现数据集成和业务协同，应在结合铁路信息化资源实际布局的基础上，对分散在多个部门，多个计算中心的服务器、存储设施等信息化资源进行物理整合，在全路范围内实现小的布局资源向大资源布局地集中的任务，进而形成规模化统一化的云计算基础设施。在此集成过程中，不应是简单的物理集中，而是以标准化管理为基础，将相关生产数据和业务功能进行整合，实现统一的基础数据和统一的信息平台。进而使扩展既有业务和部署新业务同时得到完全的规划与控制。
2.2重视云数据服务
目前来看，铁路信息化重点在于信息服务与数据服务。借助铁路信息化子系统促进计算设备分层，实现共通计算设备层分离，这样能够促使铁路信息中心能够构建共同计算设备层。在铁道部的主导下，具备资质云的提供商为铁路局、铁路站段等提供云计算的应用服务。用户往往借助一定信息使用费获得全面信息服务。云数据服务不仅能够降低成本，提高品质，还有利于降低管控难度。从铁路局与铁路站段角度来看，铁路局并不需要构建独立数据中心，也不需要对新业务处理软件进行投资，向云提供服务商提供费用就可以获得服务，同时还能够实现快速部署，实现弹性的扩容，这样就降低信息化成本。铁路部主持开发了云数据服务，那么就需要确定云提供商资质与实力，保障系统建设水准与系统建设质量。云提供商需要集中升级以及维护系统的软件与硬件，扭转过去独立建设以及参差不齐的问题。考虑到数据中心与数据服务都较为集中，这样能够促使铁道部能够实时掌握铁路局、铁路站段业务数据，在一定程度上增加业务的监控力度。
2.3总体架构和逻辑架构
根据目前铁路业务信息系统的架构以及信息化发展的总体趋势，现将铁路云计算数据服务中心的总体架构和逻辑架构综述如下。铁路总公司采用“同城双中心+异地三中心”模式：铁路总公司生产数据中心和同城双活数据中心之间实现“实时互备、双活容灾”；同城双活数据中心和异地备份数据中心之间进行数据存储层容灾备份；异地备份数据中心与各下属铁路数据中心之间同时进行数据存储层容灾备份。此外，从逻辑架构方面铁路系统的云计算平台主要可以具体划分为：①运行环境层；②虚拟化层；③云资源层；④云资源管理层；⑤铁路业务系统层；⑥用户层。
2.4构建云信息安全体系
安全是云计算大规模应用的前提。应用环境和数据脱离用户可控范围，数据和应用环境分离，这是导致云计算安全问题的根源。云计算在铁路信息系统中的应用必先从私有云开始，等技术逐渐成熟后，再向公有云发展。在这个过程中需要考虑终端安全、管道安全和后台运营安全问题。这里面最核心的技术就是密码技术和加密技术。在这个基础上提出云计算环境安全体系架构，包括体制标准政策法规即密码管理条例，测评认证标准，分等级保护规范等。云安全是云计算的基础，把好安全关才能稳定地进行其他的业务扩展。
2.5建设统一的云数据中心
目前铁路内部有多个计算中心，各中心之间相互独立。可以建设基于IaaS服务模式的云计算数据中心，将原信息中心的基础设施和人员进行整合，形成全路统一的云数据中心和资源池，进而统一的向各运输部门提供服务器资源及数据服务。以云计算模式实现数据集中存储和处理的云数据中心，优点主要表现在以下几个方面：第一，统筹规划集中建设，避免重复建设，节约成本。第二，由数据中心统一维护，实现服务器的集中管理，从而保证服务器的高可靠性及高安全性，又降低了运营成本。第三，降低初次投入成本。在传统的数据中心建设模式中，为了给将来的业务增长预留空间，初次设备投入往往高于目前实际需求。与之相比，由于云计算的弹性扩容特性，云数据中心在系统建设之初，按实际需要投入设备即可，中心投入使用后随时可按照业务增长的要求进行扩充。
2.6关键技术
大规模、细粒度的资源监控技术。针对大规模的服务器、存储设备、网络设备、操作系统、数据库、中间件等资源，可提供大规模、细粒度的资源监控技术，实现资源设备的全生命周期管理，以及全方面的资源监控。数据中心资源主要包括：路由器、交换机、安全设备、无线设备、语言设备、服务器、存储、打印机、UPS、PC等设备。数据中心资源从分区拓扑、楼层拓扑、机房拓扑和机架拓扑等多个维度实现数据中心资源的统一管理和监控。（2）云平台的资源分配技术铁路云平台的资源分。配技术主要涉及单个数据中心的资源分配技术和跨数据中心的资源分配技术。分布式铁路云平台资源调度本质上是一个离散和连续的双层优化问题；通过分析铁路局数据中心之间通信拓扑结构图，对分布式云平台资源分配问题进行建模，建立云资源分配的目标函数和约束条件，再运用智能优化方法寻找资源分配的最佳方案，并给出资源迁移的流向和数量大小，使空闲资源最佳分配到申请资源的数据中心。（3）铁路云计算数据中心的节能技术。铁路云计算数据中心的所需电量是十分惊人的，且所花费的电费也是巨大的，通过智能电源管理技术，动态地控制数据中心的计算设备、存储设备等，从而降低数据中心的耗电量和巨额电费。
结语
二十世纪中期后，信息技术促进轨道交通事业发展，铁路行业也愈发复杂，诸如，结构、行为、评估等等，那么就需要寻求更加有效方式面对复杂环境，借助云计算能够构建铁路信息化解决方案。为了能够构建云计算的百万级服务器，发挥云端铁道系统办公管理以及铁路数据工作中心，提供更加优质、更加安全、更加准时高铁服务，为铁路信息提供高效运行提供支持。云计算服务模式转变传统铁路运行发展现状，为铁路信息化构建新型创新平台，促进铁路战略更好发展。
参考文献
[1]潘东亮.云计算在包神铁路信息化建设中的应用探讨[J].科技创新导报,2016(30):46-47.
[2]哈兰.铁路云计算应用及信息安全性问题研究[J].信息系统工程,2015(6):86-88.
论文作者:关键
论文发表刊物:《防护工程》2019年11期
论文发表时间:2019/9/2
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