城市轨道交通智能信息化集成系统

Ｆｏｃｕｓ　轨道交通　清华同方股份有限公司　魏晓东　华为技术有限公司　沈光亮　城市轨道交通智能信息化集成系统　气溉避　城市轨道交通技术发展剖　．进－＼了以工业４．０为纲领的新　Ｉ：业革命时代。以智能制造、智能　产、智能工厂和智能产品为　特征的丁：业４．０也将引领城市轨道交通建没与运营走向佶息化与智　琏化。城市轨道交通的信息化与自动化必将深度融合并按照《中　阁制造２０２５　的总发展方针迈向新阶段。特别是“十三五”期间　城ｍ轨．道交通建设总里程将５￣３０００公里　总投资将增加近２万　．拥有全世界最大的轨道交通ｆ＝ｆ］＿＿＿而，无疑会使城市轨道交通的　信息化与智能化发展到前所未有的水平。　信息化与工业化两化融合一直是我同新工业革命时代工业发　的觊记方｝ｊ　在工业企业缃建信息化集成系统是实现两化融合　的县　方式。城市轨道交通领城的两化融台就是要构建城市轨道　交通ｆ言息化集成系统，在工、Ｕ　４．Ｏｉｌ、ｒ代就是要建设地铁智能信息化　集成系统。建没智能地铁不能是　瞧的慨念，也　为地铁建设起　一　信息化与底层自动化深　融合的系统、也就是智能信息化集　系统。均此，　文将清楚地阐述城市轨道交通智能信息化集成　系统的系统架构以及城市轨道交通运营智能化技术内涡。　１．Ｉ　工业４．０及其核心系统与系统集成技术　现代工业进人工业４．Ｏ时代。最土要特，正是工业＋互联网和　ｉ　联网＋工业。此时的互联网包　了物联网（１ｏＴ：ｌｎｔｅｒｎｅｔ　ｏｆ　Ｔｈｉｎｇｓ）和务联网（１ｏＳ：ｌｎｔｅｍｅｔ　ｏｆＳｅｒｖｉｃｅ）。通过价值网络的横　向染　；端到端工程数字集哦和纵向集战和网络化制造三项系统　枭吠，掏建起一１＼核心系统・信窟、｜ｆ勺理系统（ＣＰＳ，Ｃｙｂｅｒ　Ｐｈｙｓｉｃａｌ　Ｓｙｓｔｅｍ），这一ＣＰＳ也就是　能信息化粜成系统。工、ｊＩ，４．０的核心　是通过ｌｏＴ￣ＩｏＳ支持ｆｌｇＣＰＳ　现四个“智能”。通过充分利喟信　息通讯技术相网络空间虚拟系　桕结合的手段，『足喊信息物理系　境的　现、　制造业向智能化转　。四个智能屉：第一，通过价　值网络的横向集成实现世界范围的智能制造。第二，　现１０Ｔ和　ｌｏＳ芯持的智能工厂。第三，　现智能生产线。第四，生产出源源　不断的智能工业产品。　图１智能制造技术内涵框图　３６自萄幽ＡＵ１’（）ＭＡ＇ＩＩＯＮ　ＰＡＮ（）ＲＡＭＡ　２（１１６　Ｉ　２　以上￣［ＩＬ４．Ｏ的本匝就是制造向智　ｆ　埘城ｍ轨道　通　域　言，就怂自动ｆＥ、信息化向智涟ｆ匕＝｝＿冬　能地铁　智慧地铁，就是构建地铁的智能　息化　戎糸　１．２城市轨道交通智能信息化集成系统的构架和形态　何为Ｉ　业企业信息化集成系统？　家ｈ　准ＧＢ／Ｔ　２６３３５—２０１０　《ｒ：业　，Ｉ１　，言息化祟成系统规范（Ｓｔａｎｄａｒｄ　ｏｆ　ｌｎｄｕｓｔｔ’Ｙ　Ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍ）》指出：一ｌ　、　、ｌｋｆ；５息化嚷　系　是　十ｉ十算机环境和技术，将＿『＝＝业企业　产自动化系　、　｝＝产管　理系统与经营决策系统综合集成，提高　、ｆ　营救　＃、　逊企业　战略目标　现的大系统。融然，信息化粜战系　＿孑一　化故术、　皂化技术渗透列工业生产过程的每・个ｆ．　．　・个　：工　、　制造过崔的备　次的信息又破集吠挺求勺　瞅各曰　蛩；产品工厂的所有设备由工业　业的　・　化　们佶曾、化景境　控倚理；与制造＿ｆ目苌的所有信息被　ｍ　【ｌ，的１：业网络连扣荨、　现　企业的ｆ言惠、集成。最终　现企北离≮　送竹　企业皆　能化的战略目标。工业４．０背景下，宴啦Ｔ、　，　化　ｊ｝　｝化　是　嘤　Ｔ业企业建没智能信息化集成系统，ｆｊ１］ｔ卫　、　（、ＰＳ呆　，往　ｌｏＴ＆ｌｏＳ支持下建成智能工厂，　在世　『～　能　产。　ＧＢ／Ｔ　２６３３５—２０１０《工业企业信　官、化　收　池（Ｓｔａｎｄａｒｄ　ｏｆ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ　Ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍ）　Ｉ－ｔｉ　Ｊ　・　般ｒ＝业企业信息化粜成系统的层；欠模型．如　２　示，　址　十普　渡模　的分层奇级系统：　图２工业企业信息化集成系统的分层分级模型　¨＿Ｉ业　业信息化集战系统的典型　…■　ｆ戍．ｔ仃Ｊ　：　Ｈｌ：厂　系婉（厂级包括　大、中、１Ｊ、　，　『一．　珐地　）：Ｈ２：　司级系统（公司级包括：跨Ｊ‘强　儿，　型　产旗地等）；Ｈ３：集团公司级系绳。　（１）Ｈｌ：厂级系统：工业企业　，匕　境　景　市　过　州　、　嫩　，　兰．　；　一一一一～一一一一一一一　一一一一　一　一　一　～一　一一一一一一一一一一龇　似　一一一一一一　一一一一　图３地铁智能信息化集成系统的分层分级结构　地｝　ＩＩ，　的　在世发全：　　、妓运　，　将　ｆ　生、　ｆ　、　Ｉ¨＿－　ｒ－＿、　噬刘日的地。、　卜吼屉要　州地做越　：　能化。　城ｈ轨　ｔ　旭　。　。硅　Ｅ的过程中　别　境／ｒｌ　的功能世甚　．　市轨　卣　道智能化功能　卜　嵌　１４３的■　：全线网　ＴＣＣ１　乏衔猝Ｉ　（柑－ＴＭＥＳ生　十ｉＬ　ｒ　），　网　营骨理　ｆ　Ｌｌ　｛ｑ　之　星　理菩　能地铁过　｛Ｉ＿ｊ　甍　地铁运符　ｎ¨＿Ｊｊ能　ｉｉ：能化　蠊撕　垛　弛　一一一一一一一一一～　　。　＝懈№堋　一一一一一一一　一一一一一　一一一２０１　６　Ｉ　２　ＡＬ…Ｉ（）、１１、Ｉ　ＩＯＮ　ＰＡＮ　Ｃ）Ｒ　、、１１、酋　ｌ哩茧３７　一～一轨道交通　Ｆ　够实现系统的联动、实现统一指挥和高效管理，实现对乘客的优　良服务。而今对三大系统运行的智能化要求成为地铁智能化的基　０　本任务。　聚　常而协调地运行是摆在运营组织者面前的课题，要求运行管理能　系统构成综合监控系统。③综合监控系统与其他自动化专业系　统进行必要的信息交互。④信息共享平台由成熟的大型ＳＣＡＤＡ　软件体系支持。　（１）开放系统　开放系统应满足以下条件：①工业ＰＣ）Ｊ３ＨＭＩ）Ｊ［ＩＰＬＣ构成它的　主要结构。②可以接人多厂家设备。③必须容纳用户的高层需求　１Ｊ　显然，在讨论地铁智能化发展时，必须以运营智能化要求　为基础，以当下地铁技术发展水平为基础，ＩｏＴ和ＩｏＳ必须加在　焦Ｓ　这些基础之上。是从基础上实现智能化，并不是天上掉下一片　“云”　天上掉下一个智能化。　地铁的基本运营状态包括正常运营状态、非正常运营状态和　紧急运营状态。地铁运营就是要在这－－３￣状态下，保证人和设备　的安全，提高人性化服务水平，提高地铁经营效率。这就要求智　能信息化集成系统能在上述三种运营状态下，协调各专业达到目　标，实现智能化运营。　智能信息化集成系统的基础在线路级，在ＯＣＣ实现线路运　营管理智能化；智能信息化集成系统的核心是全线网调度指挥系　统，对整个城市实现全线网智能调度管理；整个城市地铁的管理　智能化则由全线网经营管理和决策支持系统实现。　２　留能信息化集成系统的基础——线路综合监控　系统　线路运营管理智能化的基础是线路级线控系统（五层）的智　能化，其中监控系统（线路ＭＥＳ）是核心。线路级监控系统主要有　对移动没备一车辆的监控系统即信号系统和对固定设备监控的综合　监控系统。随着技术的进步，地铁综合监控系统已在监控层集成了　信号系统的监控功能（ＡＴＳ）发展成为线路信息共享平台，线路信　息共享平台是地铁智能信息化集成系统的基础信息集成平台。　列车安全　率稳定运行　■　ｏ　●　ｏ。ｏｏ　　●　缱路信默事平台■　●●●ｏ　ｏ　信息共享平弁与逛营管理　图４地铁线路信息共享平台　２．１线路信息共享平台（ＩＳＣＳ）的构建方式　如图４所示，为地铁构建线路的信息共享平台或者说构建地　铁综合监控系统，是一个宏大工程的总设计，不可以简单地运　用－－３￣接人方法对待地铁情况各异的子系统，而应按照实际情　况采用经过实践实证的不同接人方法进行设计。在工程实际中　形成较为有效的信息共享平台构建方法，包括四个基本点：①　以开放系统怍为平台的基础。②无缝地接人各个需要接人的子　３８苗萄目｜监ＡＵＴＯＭＡＴＩＯＮ　ＰＡＮＯＲＡＭＡ　２０１６　１２　及需求的扩展。④系统是由ＣＯＴＳ（Ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ—Ｏｆｆ－Ｔｈｅ—Ｓｈｅｌｆ，商　用现货）的硬件和软件组成，而不采用专利产品。⑤系统组件和　通信协议遵从国际标准。⑥系统具有安全性（ｍｏｒｅ　Ｓｅｃｕｒｉｔｙ）。⑦　系统具有较高性（ｆ￣ｋ（Ｐｒｉｃｅ／Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ）。⑧系统具有较好的柔性　（Ｆｌｅｘｉｂｉｌｉｙｔ）。⑨系统具有可扩展性（Ｅｘｔｅｎｄｉｂｉｌｉｙｔ）。⑩系统具有可伸　缩性（Ｓｃａｌａｂｉｌｉｙｔ）。地铁ＩＳＣＳ软件平台采用典型的ＳＣＡＤＡ系统。　开放系统的一般构成如图５所示。　制造执行暴鲢（ＭＥＳ）～企业执行系统（ＥＥＳ）　—　一——ｒ—————一＿－－…一ｒ一一一一一　二二二二二］鳕［＿＿＿二＿＿＿＿　＿＿二　图５典型控制系统构成图　（２）对各专业系统的无缝接人一集成与互联　地铁综合盛控系统的主要特点是对地铁各专业系统的“综　合”，即将各系统信息按照需求接人到综合监控系统中来。接人　分为二大类型：一类称为对子系统的集成。所谓对子系统集成，　是将被集成的子系统完全融人综合监控系统中。被集成的子系统　成为综合监控系统的一部分。其中央功能和车站功能部由综合监　控系统实现。综合监控系统的硬件网络取代了被集成子系统的网　络，综合监控系统的软件取代了被集成系统的软件；另一类你为　对专业系统的互联。所谓互联，是与完全独立的系统建立接口，　实现综合监控系统与互联系统间的信息交互。被互联系统是完全　独立的系统，与综合监控系统在中央或在车站有接口，实现与运　营相关信息的交互　综合监控系统可向被互联系统提供共享信　息、可实现全新的功能。　（３）大型ＳＣＡＤＡ软件体系　构建地铁信息共享平台的关键之一是选用软件平台。城市轨　道交通综合监控软件是一个以地理分散的大型ＳＣＡＤＡ软件为基础　的软件体系。它必须具备ＳＣＡＤＡ软件的远动特性，同时又是大型　的分层分布式工业自动化软件。它必须能实现被集成子专业的一　些特定的需求，又必须具有工业自动化系统的通用功能。城市轨　道交通综合监控软件除了具有一般通用工业自动化软件所要求的　稳定的通用平台，更为重要的是此软件包含了定制开发适于具体　工程的应用软件，内涵了为满足用户需求的实施经验的映射。城　ｆｌ『轨道交通东台　Ｉ＿ｊ＇＝　既考虑半台也刖的成熟　，还要求　、　台　①在地铁ｋ明运营过　中．　了较丰富的经验．这些迂　埘　体工程的适幢惟　以必须满足最终ｆＨ户需求　第一原则。　（４）地铁　摔系统的通用结　营经验是一般的自动化系统难干史　的．因为一般的自动化系统　信息不全准¨　而综台监控系　【］『住巾　时教捌１　桐ＪＩｊｊ　图６是地铁掠【￣断控系统一个典型　卡勾　。在综合临控系统　软什、　台的支持卜　明埘电　、坏控与火次报警系统的集成。蚌　与　他独立的系统：　史数据库的　持Ｆ，利用人工帮能技　，嗵过奸发地铁运营々　统的选径，　地铁忤发出运营决漾芑¨　统．　现一些ｒ　纨运　营功能　如自适ｌｉ￣／．凋眨、调度决策Ｄ７．，ｈｆ缝ｉ义、综台节能、发　体　号系统、自动　裴系挽、视频监　最　、广播系绕及牝　信息系统等互联。　图６地铁综合监控系统典型结构图　２．２线路综合监控系统的功能及智能化　城ｌ　轨道奠　路　台　控系统　ｒｌ　路的资源共　．　ｆ　皂、互遁　ｊ勺　送黄抛　ｉ：ｒｌ　强大的功能．特圳是帮能信息化　泵擅的　级掠．　系境将　现新的　徙化功能。　（１）综　ｊ　功能　国嚎标准城ｆ　轨逾　通综台监控系掩＿ｒ　没汁规范（ＧＢ　５｛）６３６－２０ｌ０）Ｌ｛Ｊ　ｚ，ｊ’　路纨　台峤控系统的助能进行了详细的　。规定了：①　宗　‰　基本功能　ｊＫ。②练台监控系绳＿Ｉ　】功能＝③　。　蚧托系擅乍站　功能。④瓦服系挽功能。　恕　徙甍求中　Ｊ　掠　功能与系统助徙。　合陈控系　徙特别强阔联动功徙。　筑地铁线路　平舀建起了　；　‰　系巯．更重要的，１：】’　现较强的联　能。　控丁ＪＪ　ｉＥ－卜嘤表现　各种运　＂　｛犬　各下自　ｒ系统的Ｉ　力，它　硅：①火：足　卜的腻动。②　褒　式Ｆ的联动。③埘　患的自动ｌＩＩ　ｌ　。④对电　ｊ重爱　自、的自动响　。⑤辽　ｎ’　弋启动后的　胍．　０：　．１日＿］启遗．１　蚺紧　Ｉ毹散，车　医营（疏散　）　ＡＦＣ　恢复服为，　停ｎ　返讨等。　ｊ‘　，、城开Ｊ　让蜒十【ＩＪ做哿能信息化　：系统时，综　监　系　掩的上述功能　的平台之持卜钾能化．ｉ￣－／＇ＬＨⅢ　上述功能　能，匕是晋能地　谴没的电蔓『壬务　（２）垮台　ｑ－－％ｆｌ＇７晋能功能　宗　蠕控系　地铁，【：；ｊ建了信息　；　：　台．掬建了地铁线踏　的综合教掘痒为　送营哿能功能魄定』　捷㈣　综台监控系挽的　能功能套随着代　地铁走发喂逐步进步，　践中　祟，夫敏　以１　几　面：　系、综台维　ｊ　陕态维修等。　②综合‰控系统软什平台怍　线路信息共享平台支持地铁　线路　现全　曲逆　模式（ｆ各弥无人　驶　式）已盔一些地　施．此中综　峤　抗具有许多智能Ｊ　能。　自动运仟模　的普　及　地铁进－一；ｂ｝ｆｆ７　ｒ￣７　能地铁　③综合‰　糸境硅智能地铁的Ｊ　ｆ　息　阜平台，它　地铁　智能信启、化檠战系统提供最广泛的收　本源佶息。智能地铁缱ｅ造　颈以此为基础，　能化功能也是对述　桀战后产生的。　驾錾瘩意化集娥系统建ｉ核心～一线　洞度据辫　系统　智能信　￣，ｆ１２集成系统的核心在线网凋度指挥中心，中心又是以　调度指挥层为核心，也就是智能信息化集成系统Ｉ￣ＭＥＳ层。线网调　度指挥系统的　如图７妍示　它下联线路综合监控系统、观顿监　控系统、信　系统瞍线路信息、管理系　．Ｉ　联线『＿ｆ＝［Ｊ信启、管理系　。　：　ｒ　Ｉ　ｊ　望塑鳢　＿鼍　，围田　＿圈寄　岬　耐　岬　商　三　＝：　＝＝＝：　　；、　‘”０…‘　ｊ蚺…　‘　＿　“＇｝Ｊ　一．　．蛰　孽＇■■…　‘“　一　盖　曼　一篓Ｉｉ　图７地铁线网调度指挥中心系统图　３．１　线网调度指挥系统（ＴＣＣ）结构　Ｉｉ　７－￣］Ｌｉ　『ｊ０≯ｋ网１嘲嗖指挥　证ｒ　懈求ｉｆ｝　窟、化　艇　的ＭＥｓ　；　傅　要的皓。，、ｌ　；－ｔ　￣ｉ、　吠世ＴＣＣ＃Ｊ｛　。　１　ｎ　｛　焙陶　５　ｍ－，Ｊ、ｌ　不短　ｉ　奇勺　－　Ｉ．１：ＭＥＳｆ，０　』ｆ　蕾　层。ＭＥＳ。Ｉ　ｉ¨　蚁兀　闭　；佶　、管］　ｉｆ！．，　ｌ哉　ｆｉ９管理网之摊。　般柬　．ＭＥｓ　建有’¨车州　｛　ｌ　，　‘　、卅　＿『　】心　电力ｉ　ｆ蔓捂　ｒ　１心．皂　咬　『　ｆ、　：　电　值工　『　２０１６　Ｉ　２　Ａ　１ＯＭ　＂ｔｌｌ｛】　ＰＡＮ｛｝Ｒ，＇，ＭＡ百葫ｒ　曼竖　３９　　聚　焦　０ＣＵＳ　轨道交通　位。建有线网综合维修中心，线网网络管理中心，通过线路网　关　ＭＥＳ层与各条线的信号ＡＴＳ监控系统，ＣＣＴＶ￣Ｎ各条线信息　管理系统相连。　信息管理层建有信息管理网，其上建有信息化中心设备，节　能中心，信息发布中心，信息报送中心和线网门户网站。线网信　息管理系统对全市轨道交通线网的各类信息协同管理实现线网轨　道交通的各种功能需求。　线网调度指挥的ＭＥＳ层主要是生产执行。实现线网运营的调　度指挥管理。当进人ｎ条线组网建设之时应根据当时的实际情况做　出具体项目的设计以及工程的初步设计。　３．２线网调度指挥系统的功能　线网调度指挥系统的两层结构上建有ＭＥＳ数据库以及全　线网管理信息中心数据库。线网调度指挥系统实现的主要功　能如下：　（１）线网仟车调度功能：以所有的线路运营系统为监控目　标，以行车指挥为核心，充分协调各线路上在线列车的运行，促　成线网上列车的统一指挥，最大限度地提高地铁网络上列车运行　的协同性，可根据实际情况，分期分步实现ＡＴＳ的线网级功能集　成；经过实践考证实现线网运行总计划及总运行图编制及总运行　计划调整。　（２）线网电力监控功能：建立线网电力调度与能耗管理中　心；实现供电主所的资源共享，可通过制定线网电力支援预案，　实现轨道交通网络的统一电力调度及主变电所资源共享。监视全　线网电网主所与变电所的运行状态并进行运行管理及应急处置。　将城市轨道交通整个供电网看作区域电网，线网电力监控是实现　对区域电网的网调功能。　（３）线网关键机电设备监控管理：嗌控线网内各站、区间　的关键机电设备运行状态和系统运行工况。分析各线大功率设备　能耗，协调换乘车站运行模式；分析服务类设施运行情况，如自　动扶梯、电梯的运行情况。操作员可以监视各线车站及区间机电　设备状态、各线车站站台／站厅平均温度／湿度等，监视水泵、电　扶梯、配电照明等运行情况。　（４）建立线网应急指挥系统：ＴＣＣ设置应急指挥中心并有会　议系统支持，设置防灾专家席位。各线ＯＣＣ设有应急指挥分中心，　现场有应急处置分队。软件平台设有成熟的应急指挥子系统。　（５）线网安防系统：建立全线网的安全管理与防灾体系　（全线安防平台）。协调指挥各线路安防系统。　（６）建立客流分析中心：全线客流分析及ＰＩＳ，对全线客流进　行统计分析，实现全市城市轨道交通客流大数据分析及成果应用。　（７）全线视频监控系统：在ＴＣＣ建立线网视频信息中心实　现视频信息大数据分析的分享，实现智能视频监控功能。　（８）建立全线运营评估系统，对整个城市轨道交通运营状　况进行科学评估。　４０首苟ｉ咖ＡＵＴＯＭＡＴＩＯＮ　ＰＡＮＯＲＡＭＡ　２０１６．１２　３３线网调度指挥系统功能智能化　目前，已建或在建的线网调度指挥中心实现上述线网调度指　挥功能的水平不尽相同，智能化水平更加差异。地铁智能信息化　集成系统对线网调度指挥系统的智能功能要求是：　（１）实现上述ＴＣＣ八大功能和信息化中心设备，节能中　心，信息发布中心，信息报送中心和线网门户网站等功能的智能　化。要求线网调度指挥中心ＭＥＳ数据库和管理信息中心数据库在　智能化要求下优化、升级，互相融合，成为融台海量数据库（大　数据数据库）支持云计算与大数据的发展要求。　（２）ＴＣＣ：＼大功能向智能化发展，提出新的智能化要求：　①编制线网行车总计划的算法中引人人工智能，将富有实践成功　编图经验的专家的经验吸收进来。实现线网总运行计划的智能编　制和智能调整。②全线网智能电力调度，直用智能电网的技术成　果，实现城市轨道交通电网智能管理。③线网关键机电设备智能　化管理：在对线网内各站、区间的关键机电设备运行状态和系统　运行工况监控基础上，实现智能管理，实现设备的状态修。④线　网应急指挥系统功能智能化，做到预测、实时、预案智能调度及　应急指挥的智能管理。⑤建立城市轨道交通大安防系统智能调度　管理。⑥在全市客流分析中心，建立大数据平台，应用大数据分　析支持行车调度与客流疏导。⑦建立全线智能视频监控中心，引　人智能视频监控系统：自动判别异常状况、识别危险源、防恐。　识别拥堵、人流异动、客流估算；防恐、常客户统计、社会服　务；自动判别行车障碍、异常状况；自动识别危及行车非法行为　的“钻探”、挖掘；自动判别异常运动、异物。直用人睑ｉ口别技　术、异常行为跟踪等智能技术，提高监控水平。⑧对整个城市轨　道交通运营状况在大数据支持下，引人人工智能进行科学评估，　使城市轨道交通运行智能化。　（３）城市轨道交通信息化中心设备，节能中心，信息发布　中心，信息报送中心和线网门户网站等传统功能在云计算中心与　大数据支持下实现智能化升级，全线网信息实现智能调度管理和　人性化服务。　线网调度指挥中心全面智能化将使城市轨道交通指南信息化　系统融人智慧城市的信息化集成大系统。　４地铁智能信息化集成系统的云计算架构　城市智能地铁发展的一个里程碑标志是采用云计算技术，地　铁智能信息化集成系统结构向云计算结构进步。其间．智能信息　化集成系统发生了一个巨大的变化——智能信息化集成系统层次　结构与功能结构的分离。智能信息化集成系统结构可通过虚拟化　技术聚集成为云计算结构，云计算中心代替了原二｜层结构；而原　来在　层所要求的功能『衣旧分层实现。　４．１　地铁智能信息化集成系统线路级云计算方案　地铁智能信息化集成系统具有如图５的层级结构。佩云计算　技术的　≮起使它的　蹄纨与　网级系境结缃　发　寰变。这两级系　通过三计算嘘于ｒＩ化披术进化为云Ｉ十算　１　、的结构。　践巾出现　了　种　计算的　方率　最早的线路娥练合瞒控系统　计算　窄址深圳地铁公司在　２０１２手广州地铁蔓　的地铁　台临控糸统披术６开＇Ｉ『　上提出的。　２０１　５　．以ｒ｝建　｝　埔单ｆ、！的　城市轨道　通综台监控系统工　弹技术规范》编签　责　圳地铁、华为和１１　州雠部科技公司联　提供地铁综台‰控系境云汁算方案并　鄙科技综合监控系统　ｆ７ｊ真　台Ｌ　施，【十］犏蚕会主持、对云　弹方　进行测试。最　终．地铁线路综台雠捧彖抗五计算实施成助．通过测试，写进了　国　标准。　图８华为与佳都科技地铁线路及综合监控系统云计算方案　８壁　勺与　部抖披　路及综台监　汁　方　。县　要点如下：　（Ｉ）云　『ｌ』　“淙　监控系　ＯＣＣｚ￣Ｉｌ算中心”和　“　监托系挠／Ｉ：－ｙｒｌｉ　÷Ｉ｝并：　怍站”丽大Ⅲ　。　（２）综台　统ＯＣＣ五计算中心的没汁　用轻型简约　化ｆ　计。采喟华　Ｅ６（）ＯＯ一　虮，２０个车站的４０ｆ　乍站暇野器虚　Ｉ化到一体＿机的…川　备嚣　时，一体札的　兮刀　ｑ　吾器　『、　１－坫的桌面７÷，　州　辞目　置的车站懈　员站。　（３）淙台‰　境ｆ站云¨　工怍　１的　包括了两　：蒂一，碗设计　小地工：怍站ｆｋ－为　‰控系　车站本地云　诤：捧圳站。第　，　午坫午控审设置云终端（　而云），它可　持二　ｌ！示。１　％　慌控系统的丁ｎ一机制硅，当骨十网故　障，　终　失效、ｆＩｉ木地工怍站继续工　。骨ｆ　旧故障同时本地　工　站故障　ＩＢＰ融　紧　、操怍。综台‰　系拖车站云ｉ十算＿＿＝［　ｆ　站没　【习了木地Ｚ　。Ｃ。　￣；，　ｒｉｉ　ｊ中　云　面　勺　力　。　地『＝　的弓一功能址Ｉ＂ｌ：ｒｌ　：拖时刮支持每一　１．Ｉ，Ｊ唆装、吲试。　（４）云汁算，Ｊ　核　城市轨道交通　‰　系统没计　范围　怀　附录中的　书勺【ｌ＝｝ｊ方式笼剐地铁淙台　挖系统云　算结构图。　（５）云计算的　”与　台瞌挖系统软　、　台佃适麻。云计　．ｆ　亡、的软件夏　』　慨挖系境软『＿中　台们　咨，　ｉ计算中心　软　的　立严帑　圳　此　为又　：川。　狄　噬室与　｛　控　怍掬建了　仆娅版的地铁纯路　练　监控系统云计　Ｉｊ】ｌＬ、．　叫了云　算　ｕｊ’行。　勺城轨综　豁　孵　辜　控　ｆ｛Ｉ心　罾噬拟化平　台，采　ＦｕｓｉｏｎＣｕｂｅ融　一　｛＝『Ｌ架钓，的　、ｆ：旧址号奇配不　同的懂｛　资源，　Ｊ　ｆＩ』用．　化运堆。ＦｕｓｉｏｎＣｕｂｅ　高　融合汁算、剐　、　储　．并奇别嗵　Ｆｕｓｉｏｎｃｏｍｐｕｔｅ、　ＦｕｓｉｏｎＮｅｔｗｏｒｋ、ＦｕｓｉｏｎＳｔｏｒａｇｅ　现汁算、　杵、行昭资源池化，　均综台监控　０、　设刊用提供基础。ｒ　ｆ．＿／ｊ了缩　业务　周　，，ｊ车还朋友装好ｚ÷　台软ｆ￣ｔ：ＦｕｓｉｏｎＳｐｈｅｒｅ以及三平台管　件ＦｕｉｏｎＭａｎａｇｅｒ．没簖刮ｆ　上哩　可世ｆ了业苦安装调　。总　求　、　台监　÷　备以下特　：　（１）高咬集畎，询化近维：融　架棚．　件一『本化．软件　朋粜吱，业务灵活扩　；系掩升级、维护、般障处理等集中在控　制ｌ｝】心。　（２）没各情简，怖　ｑ：　化：仪拧制　、　啦扎ｌ化资源，　将ｉ　降到最　，畎　叫　：ｑ　苦器、　’　化　按需弹性　奇配提高喷　刊１手Ｊ、　。　（３）安全、　定、可靠：全方似多　州’　他　障；全面灵　的Ｅ２Ｅ安全阳护；髟圾　ｆＣ采　ｉ　ｆ　（４）硬件资　的　一倚ｊ＿坐佃维护　降低Ｌ　施、阔试和更　新的工怍最和风险　提离　Ｋ秀器崾什资源的刊川　＃。　进行分段　州也、延伸　接　工悍州’，；呔，　对已　通　营战路的影响。　（５）促　ｉｆｊ等嚣蚀ｆ　由双机　条模式…坤＂奇ｎ　式集群模式　转　，提『¨系短的ｒ　Ｊ『｝］嗖。ｆ更于系统靳功能、　应垌的扩眨　（６）大数据　１　储　台，庄同等造价１　数　可以存储３～　５午。　行储平台　ｒ　ｍ式存储　模＿口『以懒向　，未来可以　扩　勺线　级大教－Ｉ／ｉ，　ｉ　。　柬夫数据　忻提供了ｌ台设的数据　弋撑。　４　２地铁智能信息化集成系统云计算方案　路　淙台雠　系　三汁ｔ算基础上　渊　指挥中心的　ＭＥｓ枷　息管理屡也＿］＿‘ｌＱｉ￣ｄ，化　全线网云汁译　心。　培构如图　（）　。　ｌｏ鼹鞭　嘲　￡霉璧　；盘目嗣霉曩露　：日盘霉口叠曩ｉ。缎　曼耋曼皇　｝露　夏ｉ　箱　替产鬻　ｉ‘音‘叠　！¨　臻攥籀矗　【ｖ・一－　…ｃｅ　ｌａ：Ｉ：１褰謇　—口口ｉｔｌｔ——　图１０地铁云计算结构图　２０Ｉ６　Ｉ　２　ＦＯＭＡＩ　ＩＯＮ　Ｐ．＼ＮＯＲ１、、ｉＡ白秭ＩＩ，堕茧４１　］［　轨道交通　Ｆ　，（一１．．、地铁智能信息化集成系统的线网级虚拟化部署在线网中心云　　计算一体机中，如图ｌ０所示线网调度指挥中心￣，＇ＪＭＥＳ层与管理层　．　的各类服务器虚拟化到Ｆｕｓｉ■＿●一一　　ｏｎＣｕｂｅ一体机集群中，构成整个地铁　网的云计算中心，各线路的云计算中心的信息汇聚到线网云计算　■Ｉ　譬Ｓ　中心。　以华为公司的一个典型方案为例阐述智能地铁信息化集成系　统云计算基础的智能地铁解决方案，如图Ｉ１所示。　｛　…．　－　％　圆　图１１华为云计算解决方案　华为智能地铁解决方案主要分为三个层级，分别是面向数据　采集的终端层、面向数据传输的网络层、面向数据管理及展示的　的云计算中心：包括平台层以及面向业务展示的应用层。终端层　主要解决终端层设备运行状态数据的实时采集及上传问题，确保　中心能及时获取　设备运行状态　为地铁安全、高效运行提供更　可靠保障。方案可以配合各设备厂商提供模组芯片（内置多种传　感器），以便没备信息通过功耗更低、覆盖更广的ＮＢ—ｌＯＴ回传到　控制中心。网络层主要解决各类数据安全、可靠传输问题。针对　地铁不同业务场景，方案提供各种网络传输方案：比如针对车载　业务，方案提供ＬＴＥ稳定、可靠回传方案；针对综合监控业务，　方案提供接口种类多，工业属性强的物联网回传方案；针对站　厅、展台的无线覆盖业务，方案提供大带宽、高并发￣ＷＬＡＮ方　案。而在各车站与中心间，则采用软硬管道一体化、ＴＤＭ／分组　业务统一承载的增强型ＭＳＴＰ方案，既满足不同制式业务统一传　输，又能保证不同安全等级业务的可靠传输。　云计算中心包括了平台层和应用层，主要解决设备数据的高　效管理以及数据价值挖掘问题。数据的管理不仅是把数据存储下　来，而且也必须解决海量数据分类管理、高效检索难题。方案采　用模块化、流程化设计，为上层应用提供安全、高效、可靠的数　据、管理平台支撑。同时利用平台层分析的数据，提供线网行车　运营调度、客流分析监控、线网应急指挥、线网运营评估、城市交　通信息共享及信息服务等业务服务，实现地铁业务的智能化管理。　４－３智能信息化集成系统云计算架构上的大数据　在地铁行业，每天产生大量的运营数据，包括视频数据、　票务数据、设备状态监测数据等。然而，当前的系统建设只是把　数据存储下来，并没有对数据进行有效分析和处理来促进业务发　４２酋萄逝』基ＡＵＴＯＭＡＴＩＯＮ　ＰＡＮＯＲＡＭＡ　２０１６　１２　展。在云计算中心，采用大数据平台，应用大数据分析方法。　数据是智慧之源，但作为智慧之源的数据是指从海量『氐价值　数据中挖掘出来的高价值数据，并非原生态、无规则的低价值甚　至无价值数据。在智慧地铁方案的平台层引人了大数据引擎，对　元数据进行分析、处理，挖掘数据价值，服务上层业务应用。数　据洋细分析、处理流程如图１２所示。　图ｌ２智慧地铁大数据分析平台　平台首先对数据进行分类存储：票务数据、设备状态监测数据　之类的结构化数据存储在Ｈｂａｓｅ（一种构建在ＨＤＦＳ之上的分布式、　面向歹【Ｊ的存储系统）上；视频数据之类的非结构化数据存储在Ｈｉｖｅ　（建立在Ｈａｄｏｏｐ基础上的开源的数据仓库，提供类￣２ＳＱＬ的Ｈｉｖｅ　ＱＬ　语言操作结构化数据存储服务和基本的数据分析眼务）上。　针对业务数据的特性，不同业务数据采用不同分析模型：　设备状态监测数据需要实时分析，则采用基于内存进行计算的分　布式计算框架Ｓｐａｒｋ进行分析；视顿数据　Ｉ可以采用实时流式数　据处理Ｓｔｏｒｍ进行分析处理；而对于票务数据建议周期性分析处　理，则可以采用能提供快速并行处理大量数据能力ｆｌ￣Ｍａｐｒ，ｅｄｕｃｅ　处理分析。　数据处理完成后，可以根据不同维度对数据进斤整合，比　如：通过没备状态信息，整合综合监控数据，分析出在什么状态　时出现设备故障的概率更大，为状态维修提供数据支撑；通过售　检票数据信息，挖掘乘客的行为习惯，为提升乘车体验及应急指　挥提供数据支撑。　数据分析完成后，也可根据不同业务直用，如运营凋度、直　急指挥、运营评估等，采用多维度数据分析结果构建抽象模型，　并通过迭代方式不断完善抽象模型。把分析完成的数据导人抽象　模型中，获得支撑业务决策的有价值数据；　此外，可通过开放Ｉ￣ｅＳＤＫ平台，把数据共享给上民直用；　经过大数据引擎的分析处理，元数据已经转化成各种业务模型数　据。上层应用通过开放的ＡＰＩ接口调用这些数据，让业秀服务更　加智能。可以说，实现了城市轨道交通智能信息化集成系统的纵　向集成　实现了云端到底层的数据打通。　５地铁智能信息化集成系统内涵　地铁智能信息化集成系统由于云计算结构与大数据技术支　博直【Ｅ丌　了智警地铁之门。总结起来它［ＪＪ恬Ｊ　以下几　方面的　嚷：　（１）地铁智能化的　现落寓到地铁信息化檠　系统　拭础之上，也就是地铁智能化在地铁两化融合的基础上　埘，唧踏实地，以自动化与信启、化系统为基础。　（２）由于哿能，言息化集成系统采用了　１：业革命时　代的新技术：物联网技术、云　‘算技术和大数据技术。设　备　￣　ｒｆＴ　］　接人方式灵活多样：支持ＷｉＦｉ、ＬＴＥ、ＮＢ—ｌｏＴ等无　线接　以及　＿Ｊ、以太网等有线接　。　（３）由于云汁算中心的集中管理，智能　息化集吠　沲的友全管理特别是信息安全管理至　重嘤。发食管理　奇　爵发　、接｜＼发全、平台安全、应用发全以Ｊ是数据　发　的　方，立安争架陶，必项能为地铁安全、呵靠运营　护　（４）　云计算与大数据支持下，智能信息化粜成系统　哑齐　ｆ、　田人工智能成果　支持地铁智能运营，迫盯地为莱　髯人性化ｎＲ务。　（５）　Ｊ砚调度，智慧协同。线网中心氍　临　，　州　闭断白’线路　］　视化管理．均备线路间协ｉＪＩ＿４运霄提供统　一平　。　线路故障时，能及时、动态调整余【ｃ１，（Ｊ运ｆ了图，　地位碾　尺　滞留情况，实现公众便捷、舒适山＂。　（６）　维分析，智慧决策。客票数据分析．勾制定台　送什Ｉ刽以及有效　年间隔提供决策依据；运难敬摧纾衍　勺运推营　由故障运维到计划运维再到　态运维提供、ｌ三台支　撑：　％磺数据智能分忻　大大提升地铁运营的安全性。　（７）让＝亘过地铁智能信息化集成系统．即地铁ｃＰｓ系　拖的攒向鬃　技术．　现与智慧城市的功能协剧，『吏智能　地铁　为智慧城市最有效、最智慧的一个组成部分。　作者简介　魏晓东，ｌｔＪｆ１７年毕业于天津大学精仪系　ｌ９８４￣Ｉ　Ｊ　ｌＪ＿任安　徽工业大学自动化系剖教授　ｌ　９ｕ１出版《分散型控制系　统》（上海科技文献出版社）　！（）ｃｌｆ卜２Ｉ）ｌ　任北京和利时　系统工程公司副总３－、事业部总设计师，北京地铁１　３号　线、深圳地铁一期工程、广州地铁３号线综合监控系统工　程技术总６ｉ责人！ｆｌＩｌｆ１＇！…Ｉ　Ｊ年出版《城市轨道交通自动　化系统与技术、初版与第二版（电自工业出版社）；　…Ｉ＿　年主编国家标：位　城市轨道交通综合监控系统工程设计规　范　（（ＩｌｊｊＩ）ｎｊｎ一　…【】）≈城市轨道交通综合监控系统施　工与质量验收规范　（ＧＢ／Ｔ５（１７３２　１【】ｌ　１）；　Ｉ１１｛１年主编　关于两化融合的国家标；隹“工业企业信息化集成系统规　范。（（；Ｂ／Ｔ２ｒＯ３５：…Ｉ１）　！…３至今任清华同方数字城　市工程中心技术专家．住建部城市轨道交通标注技术ＭＥｔ一　委员会委员．全国自动化系统与集成标；住技术委员会委　员　Ｎｅｗｓ　ＣＬＰＡ与ＯＰＣ　Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ签署合作备忘录　！…６年４月，ＣＣ—Ｌｉｎｋ协会（ＣＬＰＡ）与ＯＰＣ　ＦｏＬ１ｌ】ｄ　ｍｏｒｔ在　对工厂和１ＣＴ间的连接提供支持上达成协议　当前，将工厂自　动化（ＦＡ）与管理层的ＩＣＴ相结合，通过分析制造现场发生的　数据以提高生产效率的需求日渐高涨　在这一背荣下，ＣＬＰＡ与　ＯＰＣ　Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ确立了通过统一ＦＡ与ｌ（　Ｔ间的接口，实现以高端　制造为目标的智能工厂的方针　１ｊ年底，ＣＬＰＡ与ＰＲＯＦＩＢＵＳ＆ＰＲ｛＇｝ＦＩＮＥＴ　Ｉｎｔｅｒｎ　ｍｏｒｔ。１ｌ　（ＰＩ）就实现网络的互联性达成协议通过制定连接（　（　一Ｌｉｎｋ　ＩＥ与１，１　（）ＦＩＮＥＴ的通用规格，使现场层不同的网络间的通信变　得更加简单　如果将（：（：Ｌｉｎｋ　ＩＥ与ＰＲＣ｝ＦＩＮＥＴ的合作视为横向层的连接　强化．此次备忘录的达成则可以说是对纵向连接的加强　ＯＰＣ　Ｆｏｕｎｄ　￣ｔｉｏｎ提供将基于ＦＡ的生产现场控制系统与基于Ｉ　丁的经　营部Ｊ　］信息系统相连接的“ＯＩ｝Ｃ　ＵＡ”接口解　夹方案，在工业　４．（）中被定义为ＦＡ与ＩＣＴ间的标：位接口　此次协议的目的是实现　（　（　Ｌｉ　ｚ１ｋ　ＩＥ与（］ＰＣ　ＵＡ的连接，以ｊ蔫足需连接工厂所有相关信　息的工业４｛）及ｌｎｄｕｓｔｒｉＩ１ｌ　ｌｏｔ时代的要求　具体来说，ｃＬＰＡ对设备描述文件”ＣＳＰ＋”加以扩展，使　装置所持的各种信息可统一进行处理，井与ＯＰ（　Ｆｏｕｎｄ　１ｃ　】共　同定义了与ＯＰＣ　ＵＡ模式间的映射规范　由此，制造工厂的装　置与ＩＣＴ间的接口得到统一．以前两青之间繁琐的连接变得非　常简单　具有１Ｇｂｐｓ高速通信的ＣＣ—Ｉ—ｉｎｋ　ＩＥ可满足信息量急剧增长　的工业４　Ｉｌ时代的要求，而（）１）（　ＵＡ则具备对应工业４（）的标；住　接口，这两大网络的推广团体（　ＬＰＡ与（１ＰＣ　Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ的合作　具有重大意义ＣＬＰＡ中村直美事务局长指出，通过扩展ＣＳＰ＋　实现与（）Ｉ　（：ＵＡ的连接，可以将各种装置作为单个设备进行操　作，使生产现场的信息能够更容易地为整个企业共享　ＯＰＣ　Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ的Ｔｈｏｍａｓ　Ｉ．Ｂｕｒｋｅ社长也强调了双方合作的意义，池　认为，通过与ＣＬＰＡ￣］Ｏ合作，实现（：（：一Ｌｉｎｋ支持设备与云端连接　的高效解决方案，可以跨越供应商脊限，￣］ＣＬＩ｝Ａ与（］ｌ　（：的会员　提供整合了所有信息的系统环境　以下一代产品制造为目标的”智能工厂”正在通过ｌｏＴ和工　业４．Ｉ】将制造与管理融为一体　在这一发展潮流中，拘泥于细微　的规范差异已经不存在意义ＣＬＰＡ先后推进与ＰＩ、Ｏ１｝Ｃ等其他　网络的合作，正是顺应这一潮流的举措　２０ｌ　６　ｔ　２　ＡＵ　ｒ（｝ＭＡｑＩＯＮ　ＰＡＮＯＲＡＭＡ酋赫融　董４３