摘要：云計算技術(shù)在我國城市軌道交通領(lǐng)域的應(yīng)用不斷深化，繼部分城軌企業(yè)建成企業(yè)管理領(lǐng)域的私有云后，不少企業(yè)已開始探索建設(shè)城軌機電云。由于缺乏統(tǒng)一的指引和規(guī)范，各地機電云的建設(shè)在技術(shù)路線和產(chǎn)品選型等方面各不相同。如何因地制宜建設(shè)符合企業(yè)自身實際的機電云平臺，真正實現(xiàn)集約、高效、靈活、可靠的建設(shè)目標，促進企業(yè)技術(shù)進步，是值得城軌行業(yè)共同思考和探索的課題。本文提出了城軌機電云三種不同的建設(shè)方案，并對它們進行了分析對比，供城軌企業(yè)參考借鑒。
關(guān)鍵字:城市軌道交通；機電云；建設(shè)方案
近年來，我國城市軌道交通行業(yè)對云計算技術(shù)的應(yīng)用不斷深化。繼廣州地鐵、蘇州地鐵、東莞地鐵以及廈門地鐵等率先在各自的企業(yè)管理領(lǐng)域建立私有云之后，武漢、溫州、烏魯木齊、太原、深圳等城軌企業(yè)已開始探索將云計算技術(shù)引入到機電生產(chǎn)領(lǐng)域，建設(shè)地鐵機電系統(tǒng)云平臺，創(chuàng)新傳統(tǒng)、封閉的機電系統(tǒng)架構(gòu)，賦能機電系統(tǒng)高效運營和運維。城市軌道交通機電云的建設(shè)國內(nèi)尚無統(tǒng)一的規(guī)范和標準，在建設(shè)模式、技術(shù)路線、產(chǎn)品選型等方面，各地的做法不盡相同。目前，城軌行業(yè)在用或在建的大部分為單專業(yè)的機電系統(tǒng)云，包含多個專業(yè)的機電系統(tǒng)云平臺尚無應(yīng)用案例。鑒于此，本文提出城軌機電云的三種不同建設(shè)方案，并對有關(guān)問題進行分析和探討，供城軌企業(yè)在規(guī)劃和建設(shè)機電云時參考。
1城市軌道交通機電系統(tǒng)入云的必要性
城軌機電云平臺通過服務(wù)器虛擬化、網(wǎng)絡(luò)虛擬化、存儲虛擬化、云安全和云計算管理技術(shù)，構(gòu)建基于云計算模式的數(shù)據(jù)中心，具有易于管理、動態(tài)高效、靈活擴展、穩(wěn)定可靠、按需使用的特點，滿足虛擬化、彈性計算、高等級安全、跨地理位置分布等要求，為跨系統(tǒng)智能聯(lián)動、大數(shù)據(jù)分析等后續(xù)的軌道交通智能化應(yīng)用提供基礎(chǔ)平臺支撐。城軌機電云的主要價值在于：
1.1云平臺的高可用架構(gòu)，可提高機電生產(chǎn)系統(tǒng)的安全可靠性
城軌機電云平臺從云控制器、硬件環(huán)境、云服務(wù)以及云存儲等多維度進行高可用設(shè)計，進一步保障機電生產(chǎn)系統(tǒng)的安全可靠性。同時，城軌機電云平臺的scale-out存儲模式，可通過添加節(jié)點計算或存儲資源，在橫向上滿足更多的計算存儲需求，擴展性更強，便于機電生產(chǎn)系統(tǒng)后續(xù)資源擴展和功能升級。
1.2實現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施資源的集約化建設(shè)和按需分配，可有效提高資源利用率
通過機電云平臺的建設(shè)，將不同專業(yè)的機電系統(tǒng)（如視頻監(jiān)控CCTV系統(tǒng)、自動售檢票AFC系統(tǒng)、乘客信息PIS系統(tǒng)、通信等）的基礎(chǔ)設(shè)施資源（服務(wù)器、存儲設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備）以共享資源池方式交付，安全防護設(shè)備采用多租戶安全共享資源池方式實現(xiàn)，按需合理動態(tài)分配資源，可顯著提高基礎(chǔ)設(shè)施資源的利用率。
1.3創(chuàng)新型機電生產(chǎn)基礎(chǔ)設(shè)施運維模式，提升系統(tǒng)運維水平和效率
城軌機電云平臺集合了控制中心、車站、車輛段的機房設(shè)備，實現(xiàn)資源統(tǒng)一集中管理、設(shè)備統(tǒng)一技術(shù)標準，有利于運維和后續(xù)系統(tǒng)擴展。同時，機電云平臺提供多種便捷的管理工具和手段，賦能創(chuàng)新型機電系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施運維模式，可極大提高平臺運維的技術(shù)水平和管理效率。
1.4為搭建大數(shù)據(jù)平臺作支撐，為企業(yè)數(shù)字化管理打基礎(chǔ)
城軌機電云平臺為搭建企業(yè)大數(shù)據(jù)平臺、實現(xiàn)對各業(yè)務(wù)域的數(shù)據(jù)采集、存儲和共享提供基礎(chǔ)和支撐。在生產(chǎn)、管理和經(jīng)營三個域中，生產(chǎn)域機電類數(shù)據(jù)的廣度、復(fù)雜度和集成難度都是最高的，對生產(chǎn)類數(shù)據(jù)的采集和存儲是城軌企業(yè)大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵。通過機電云平臺所提供的彈性伸縮、多樣化的資源服務(wù)能力，滿足數(shù)據(jù)平臺的各種計算、存儲、分析場景，進而對這類數(shù)據(jù)進行采集、存儲以及跨組織的數(shù)據(jù)共享，可以為城軌企業(yè)未來實現(xiàn)數(shù)字化管理和大數(shù)據(jù)應(yīng)用、分析決策奠定基礎(chǔ)。
2城市軌道交通機電云三種建設(shè)方案
我國城軌行業(yè)不同企業(yè)的發(fā)展階段、技術(shù)力量和信息化水平參差不齊，機電云建設(shè)應(yīng)遵循因地適宜的原則。按照建設(shè)和管理難度由淺入深的順序，本文提出以下三種建設(shè)方案，供不同的城軌企業(yè)參考借鑒。
2.1方案一:不同專業(yè)的機電系統(tǒng)在控制中心和車輛段分別部署云資源池
該方案在控制中心OCC和車輛段分別部署云資源池，為已入云的機電系統(tǒng)提供統(tǒng)一管控的云服務(wù)，各機電系統(tǒng)的資源池相對獨立、不共享。摘要：云計算技術(shù)在我國城市軌道交通領(lǐng)域的應(yīng)用不斷深化，繼部分城軌企業(yè)建成企業(yè)管理領(lǐng)域的私有云后，不少企業(yè)已開始探索建設(shè)城軌機電云。由于缺乏統(tǒng)一的指引和規(guī)范，各地機電云的建設(shè)在技術(shù)路線和產(chǎn)品選型等方面各不相同。如何因地制宜建設(shè)符合企業(yè)自身實際的機電云平臺，真正實現(xiàn)集約、高效、靈活、可靠的建設(shè)目標，促進企業(yè)技術(shù)進步，是值得城軌行業(yè)共同思考和探索的課題。本文提出了城軌機電云三種不同的建設(shè)方案，并對它們進行了分析對比，供城軌企業(yè)參考借鑒。關(guān)鍵字:城市軌道交通；機電云；建設(shè)方案其它暫未采用云計算架構(gòu)的機電系統(tǒng)仍按傳統(tǒng)模式進行建設(shè)，但設(shè)備資產(chǎn)、監(jiān)控預(yù)警、維保信息等納入云計算平臺進行統(tǒng)一管控。建設(shè)中注意以下事項：機電各專業(yè)系統(tǒng)在設(shè)備選型方面必須滿足云計算組網(wǎng)的標準規(guī)范；控制中OCC和車輛段的數(shù)據(jù)云資源池形成主、備冗余架構(gòu)。方案拓撲圖見圖1。
2.2方案二：不同機電系統(tǒng)的云資源在物理上分散、邏輯上集中管理
該方案將云架構(gòu)數(shù)據(jù)中心分為控制中OCC、車輛段和車站級三個層級，支持降級運行模式。綜合監(jiān)控系統(tǒng)、自動售檢票系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、信號、通信等專業(yè)統(tǒng)一入云，其中，考慮信號系統(tǒng)的安全性規(guī)劃獨立的云資源池，其它各專業(yè)的云資源池整合共享。云資源池在管理層面實現(xiàn)邏輯統(tǒng)一管理，OCC數(shù)據(jù)中心與車輛段數(shù)據(jù)中心形成主、備冗余架構(gòu)。不同車站的數(shù)據(jù)機房之間在管理層面打通，實現(xiàn)以集群、標簽方式區(qū)分各專業(yè)系統(tǒng)，單個車站形成車站云資源池。所有云資源池通過統(tǒng)一的云管理平臺進行管控，采用統(tǒng)一的資源服務(wù)門戶，并以虛擬專用云（VPC）的方式快速交付各機電專業(yè)系統(tǒng)使用。方案拓撲圖見圖2。
2.3方案三：云資源在物理和邏輯上全部集中管理
在OCC控制中心構(gòu)建一個統(tǒng)一的城軌機電云資源池，同時車輛段或同城其它數(shù)據(jù)中心構(gòu)建一個災(zāi)備數(shù)據(jù)中心，將各專業(yè)的應(yīng)用系統(tǒng)、車站、車輛段的應(yīng)用通過虛擬專用云（VPC）進行隔離、統(tǒng)一交付基礎(chǔ)架構(gòu)資源。各車站不再為各機電專業(yè)的應(yīng)用系統(tǒng)提供所需要的IT基礎(chǔ)架構(gòu)資源，車站運行及產(chǎn)生的數(shù)據(jù)統(tǒng)一回傳至主數(shù)據(jù)中心進行處理。方案拓撲圖見圖3。
3三種建設(shè)方案的對比分析
方案一對不同機電系統(tǒng)單獨部署非共享的云資源池，該方案的優(yōu)點是建設(shè)范圍靈活，實施難度較小，但資源共享程度弱、集約化程度低、統(tǒng)一管控能力較弱，存在異構(gòu)云管理挑戰(zhàn)。方案二實現(xiàn)了不同機電系統(tǒng)之間的云計算資源共享，除OCC和車輛段外，設(shè)有車站級的數(shù)據(jù)中心用以支持降級運行模式，保障系統(tǒng)的安全可靠性。該方案的不足之處在于數(shù)據(jù)中心占用的物理空間較多、運維成本較高。方案三是三種方案中技術(shù)要求最高、建設(shè)難度最大的，但建成后所產(chǎn)生的效果和效益也是最優(yōu)的。比較如下：4結(jié)語城軌機電云建設(shè)是城軌行業(yè)的創(chuàng)新實踐，將對傳統(tǒng)建設(shè)模式產(chǎn)生一定的沖擊。在缺乏建設(shè)標準和規(guī)范、也無成熟經(jīng)驗可供借鑒的情況下，城軌機電云建設(shè)應(yīng)遵循既積極又穩(wěn)妥的方針，綜合考慮技術(shù)難度、實施條件、運行安全、運維成本等因素，選擇合適的建設(shè)方案，并搭建機電云測試平臺，充分驗證機電系統(tǒng)與云平臺之間的適配性。在建成后的運維階段，要變革傳統(tǒng)運維組織，培育云資源運維團隊，確保機電云的安全可靠、穩(wěn)定運行。
