和利时——基于线网级“融合云平台”的城市轨道交通 综合监控系统解决方案--控制网



和利时——基于线网级“融合云平台”的城市轨道交通
综合监控系统解决方案
企业:北京和利时系统工程有限公司 日期:2020-09-12
领域:人机界面 点击数:202

2018年10月,和利时公司为呼和浩特市城市轨道交通工程(1、2号线)综合监控系统集成采购项目提供了国内首个基于线网级“融合云平台”的城市轨道交通综合监控系统。

呼和浩特地铁1、2号线不仅是呼和浩特有史以来投资额最大、建设周期最长的基础设施工程之一,也是内蒙古自治区内首个轨道交通建设项目。和利时将融合物联网、云计算、大数据、数据挖掘、“互联网+”等新一代信息技术,实现对电力监控系统(PSCADA)、环境与设备监控系统(BAS)、自动售检票系统(AFC)、乘客信息系统(PIS)、门禁系统(ACS)、公务电话系统(OTS)、通信集中告警系统(CCAS)等多个专业子系统的智能化集成监控、大数据分析、系统间快速联动和应急处置。

项目特点如下:

(1)采用线网级云平台和站级云节点相结合的方式。正常模式下,中心和车站的监控功能全部通过线网级云平台实现;降级模式下,车站的监控功能通过站级云节点实现,确保实现综合监控的完整功能。

(2)在线网级云平台上取消传统的车站级实时服务器和中心级实时服务器,仅按照区域部署实时服务器实现对各车站设备的监控。通过这种扁平化部署方式,进一步降低综合监控的资源需求;同时精简数据处理流程,提高数据响应速度和处理效率,方便系统扩容。

(3)中心调度员工作站和车站操作员工作站均采用桌面云平台,方便系统的部署与维护,进一步提高操作站的便捷性和安全性。

(4)线网级综合监控系统的任意一台工作站均能监控1、2号线路的设备状态,方便用户实现多种运营维护模式。

和利时始终聚焦轨道交通技术的创新与进步,大力推进无人驾驶、云计算、大数据等先进技术在行业中的应用。2017年国内首条全自动运行线路——北京地铁燕房线成功开通运营,和利时为其提供了国内首个深度集成列车自动监控ATS的行车综合自动化系统(TIAS),为新技术应用积累了宝贵的实践经验。本次呼和浩特地铁1、2号线项目和利时推出基于线网级融合云平台”的综合监控系统解决方案,代表了业内技术发展的新高度和新方向。

1 方案背景

当前轨道交通建设加快,要求业务系统快速上线,缩短开通运营时间;运营效率的提升,要求各业务系统之间的信息交互更加频繁,实时性更高;运维管理的简化,要求所有业务系统的信息和数据实现集中管理;打破传统的信息化孤岛,构建以云计算为核心的轨道交通信息平台,是轨道交通可持续化发展的关键。传统的轨道交通综合监控系统采用分层、分布式架构,一条地铁线路包括车站级综合监控系统(每个车站都部署)和一个中心级综合监控系统,其中,每个车站级综合监控系统包括两台冗余的车站级实时服务器和两台操作员工作站,中心级综合监控系统包括两台冗余的中心级实时服务器、两台冗余的历史服务器及几台调度员工作站。传统架构下,车站与中心的实时服务器CPU和内存的配置很高,但是实际利用率仅不到10%,其他资源处于空闲状态,造成服务器资源的浪费,工程建设成本较高,而且服务器放置位置分散,不利于升级维护。

采用云计算构建的轨道交通信息平台,可以实现综合监控系统、信号系统、乘客信息系统、安防系统等多专业系统云化部署,实现轨道交通融合云平台。

2 方案介绍

呼和浩特市城市轨道交通1号线一期工程西起西二环路站,东至坝堰村站。正线全长21.719km,其中地下线18.530km,过渡段(U型槽及地面线)0.337km,高架线2.852km。一期工程共设车站19座(地下站16座,高架站3座),其中换乘站4座。呼和浩特市城市轨道交通2号线一期工程南起阿尔山路站,北至塔利东路站,正线全长27.308km,全部为地下站。一期工程共设车站24座,其中换乘站6座。1、2号线共设控制中心1处,灾备中心1处(灾备中心设置于1号线车辆段内)。

基于融合云平台的轨道交通综合监控系统通过线网云平台实现正常工况的综合监控功能。当线网云平台不可用后,可通过备用中心云平台实现正常的监控功能;当线网云平台、备用中心及骨干网都故障后,可通过车站云节点实现车站降级功能,从而保证系统的可靠性。在服务器部署方面:打破传统分层分级部署车站和中心实时服务器的方式,在线网云平台上按照扁平化方式部署一级多套冗余的区域实时服务器,每套区域实时服务器监控3个左右车站的设备,亦可按照专业部署实时服务器;备用中心云平台上部署多套非冗余的区域实时服务器,监控范围与线网云平台中的部署相同;车站云节点中部署一台车站实时服务器,监控范围仅为本车站范围的设备,实现车站降级功能。在FEP部署方面:车站FEP采用物理机方式,中心的FEP部署到线网云平台和备用中心云平台中。历史服务器采用物理机部署,以裸金属服务器的方式纳入线网云平台管理。车站的操作员工作站和中心的调度员工作站均采用云桌面的方式。

呼市地铁云平台保证呼和浩特市轨道交通1、2号线工程的正常运营、运维的功能需求,包括生产中心云平台、灾备中心云平台、站段云平台。

呼市地铁在建设之初就将生产中心定位为线网级的云平台,即实现两级管理(线网、车站),三级控制(线网、车站、现地)。要实现线网级监控功能,则要求任一台中心调度员工作站能监控1、2号线所有设备,即调度员工作站须同时从16套冗余的实时服务器获取数据,实现监控功能。

按照综合监控系统要求,在生产中心云平台中为1号线项目按照扁平化部署了7套冗余的区域实时服务器,基本3个车站一套冗余的实时服务器,另为中心接入的设备单独配置了一套冗余的实时服务器,云平台中配置了一套冗余的FEP用于接入虚拟到云平台的其他子系统,因为历史库采用Oracle数据库,所以,历史服务器采用物理服务器,通过裸金属服务器的方式纳入云平台管理。在桌面云中为1号线中心配置了6台调度员工作站,为每个车站配置了1台操作员工作站,全线共19台操作员工作站,其中,中心调度员工作站因为要实现全线设备的监控功能,因此需要从多对区域实时服务器中获取数据和下发命令。

2号线因为车站比1号线多,共部署了9套冗余的区域实时服务器,其他FEP、历史服务器等部署与1号线相同。桌面云中,为2号线中心配置了6台调度员工作站,为每个车站配置了1台操作员工作站,全线共配置了24台操作员工作站。

在车站云节点中,配置了一台实时服务器,用于监控本车站范围的设备。车站FEP采用物理机方式部署,另为了确保车站降级后能有工作站进行正常的监控操作,每个车站都部署了一台台式机,正常模式下,与桌面云终端一样,该台式机从生产中心云平台上的区域实时服务器获取数据,进行监控,当车站降级后,桌面云终端失去监控功能,车站台式机自动从车站云节点中获取数据,实现正常的本车站范围的综合监控功能。系统结构图如图1所示。

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图1 系统结构图

3 方案先进性

基于融合云平台的轨道交通综合监控系统具有如下先进性:

(1)通过扁平化部署实时服务器的方式,能进一步降低综合监控的资源需求,同时精简数据处理流程,提高数据响应性,方便系统扩容;

(2)按专业部署实时服务器,各专业的升级维护互不影响,极大地提高维护效率,降低维护影响范围;

(3)采用桌面云方式,方便系统的部署与维护,进一步提高操作站的安全性。

摘自《自动化博览》2020年9月刊

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