云技術在城市軌道交通的應用研究

云技術在城市軌道交通的應用研究陳湘生深圳地鐵集團有限公司張輝鐵道第三勘察設計院集團有限公司2015.8一、機電設備系統(tǒng)集成發(fā)展和趨勢分立監(jiān)控綜合監(jiān)控綜合自動化發(fā)展過程分立監(jiān)控系統(tǒng)綜合監(jiān)控系統(tǒng)綜合自動化系統(tǒng)二、云技術應用研究城市軌道交通弱電系統(tǒng)專用通信傳輸公務電話專用電話無線集群時鐘廣播錄音UPS綜合布線集中告警公眾通信傳輸POIUPS警用通信傳輸網(wǎng)絡視頻監(jiān)控無線通信UPS信號系統(tǒng)ATSATPATO聯(lián)鎖綜合監(jiān)控網(wǎng)絡子系統(tǒng)FASBASSCADA能源管理智能照明安防系統(tǒng)網(wǎng)絡子系統(tǒng)視頻監(jiān)控門禁乘客求助乘客資訊有線網(wǎng)絡無線網(wǎng)絡地面播控車載播控車場智能化網(wǎng)絡（智能化、OA）智能化集成綜合布線廣播視頻監(jiān)控門禁入侵探測防盜報警BASFAS停車場管理辦公自動化UPS電池在線監(jiān)測11356413448個大系統(tǒng)，50個子系統(tǒng)系統(tǒng)名稱標準車站車輛段/停車場控制中心PC服務器臺式機算機存儲設備PC服務器臺式機算機存儲設備PC服務器臺式機算機存儲設備綜合監(jiān)控系統(tǒng)24----662安防系統(tǒng)421---962自動售檢票系統(tǒng)12-------乘客資訊系統(tǒng)11----1051車場智能化---22142---運營資產(chǎn)管理---4-1---小計89128

325175合計2162432756

625175以7號線為例27車站/1車輛段/1停車場/1控制中心總計服務器297臺，臺式計算機260臺，存儲設備38套地鐵業(yè)務發(fā)展趨勢N*2MN*100MN*GE/10GE云業(yè)務階段基礎業(yè)務階段IP業(yè)務階段提升運營管理能力和客戶乘車體驗實現(xiàn)網(wǎng)絡化運營，深挖運營潛力，全面提升運營水平解決基本運營需求無線集群系統(tǒng)廣播系統(tǒng)有線電話系統(tǒng)PIS系統(tǒng)CCTV系統(tǒng)目前地鐵業(yè)務處于IP業(yè)務階段，即將進入云業(yè)務階段。車廂WiFi接入數(shù)據(jù)采集平臺數(shù)據(jù)發(fā)掘平臺數(shù)據(jù)分析平臺數(shù)據(jù)應用平臺METROCLOUD地鐵業(yè)務發(fā)展趨勢——云化整個IT行業(yè)的發(fā)展趨勢是采用云計算替代舊的計算模式。地鐵業(yè)務的發(fā)展趨勢也必將逐步實現(xiàn)云化。但是，如何實現(xiàn)地鐵業(yè)務部署的云化和挖掘更深層次的服務是地鐵行業(yè)面臨的重要課題之一云CCTVOS服務器PISOS服務器ISCSOS服務器。。。ISCSOSCCTVOSPISOS。。。集中化和虛擬化云計算

美國國家標準與技術研究所（NIST）對云計算的定義如下：云計算是一種可以普適、方便、按需地通過網(wǎng)絡訪問可配置的共享計算資源（如網(wǎng)絡、服務器、存儲、應用和服務）池的模式，計算資源可以在最少的管理開銷和服務提供商干預下快速提供和釋放。云計算1按需自服務2廣泛的網(wǎng)絡訪問3資源共享4快速彈性5服務可度量管理中心服務器接入交換機CASCVMiMCVCM操作系統(tǒng)應用系統(tǒng)軟件操作系統(tǒng)應用系統(tǒng)軟件操作系統(tǒng)應用系統(tǒng)軟件存儲接入核心數(shù)據(jù)中心交換機（安全+入侵檢測+負載均衡插卡）服務器集群存儲陣列InternetInternet接入核心路由器端口網(wǎng)絡策略模板虛擬機遷移虛擬化管理網(wǎng)絡管理員服務器管理員操作系統(tǒng)應用系統(tǒng)軟件操作系統(tǒng)應用系統(tǒng)軟件操作系統(tǒng)應用系統(tǒng)軟件云計算和云存儲云技術方案研究云技術方案研究云計算優(yōu)勢1降低成本2簡化接口3大數(shù)據(jù)應用4提高運營效率5保障系統(tǒng)安全6節(jié)能7擴容簡單易行云CCTVOS服務器PISOS服務器ISCSOS服務器。。。軌道監(jiān)測OS資產(chǎn)管理OS線路變形監(jiān)測OS。。。風速監(jiān)測OS物聯(lián)網(wǎng)OS軟件即服務云技術方案研究三、骨干網(wǎng)研究地鐵業(yè)務發(fā)展趨勢——IP化PIS系統(tǒng)IP傳統(tǒng)業(yè)務有線電話系統(tǒng)已發(fā)展為VOIP無線集群系統(tǒng)已具備IP接口視頻監(jiān)控系統(tǒng)已IP化（IPC+NVR+IPSAN）廣播系統(tǒng)已發(fā)展到IP階段IP類業(yè)務OA系統(tǒng)天然基于IPPIS乘客信息系統(tǒng)基于IPAFC自動售檢票系統(tǒng)基于IP公務/調(diào)度電話系統(tǒng)無線集群系統(tǒng)OA系統(tǒng)CCTV&公安視頻監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)類IP業(yè)務語音類IP業(yè)務視頻類IP業(yè)務高清視頻類IP業(yè)務地鐵的業(yè)務在技術上已經(jīng)完全實現(xiàn)IP化，在實際部署上會逐漸向IP化過渡集中報警系統(tǒng)廣播系統(tǒng)地鐵通信業(yè)務發(fā)展趨勢——寬帶化IP業(yè)務蓬勃發(fā)展，業(yè)務顆粒越來越大，對骨干網(wǎng)的帶寬要求越來越高，尤其是統(tǒng)計復用的要求越來越高。業(yè)務名稱接口帶寬中繼業(yè)務無線集群E1N*2M公務電話E1N*2M專用電話E1N*2M數(shù)據(jù)業(yè)務

廣播系統(tǒng)FE10M時鐘系統(tǒng)

FE10M

信號系統(tǒng)（SIG）非運營信息

FE10M-100M電力遠動監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA）FE10M-100M自動售檢票系統(tǒng)（AFC）FE10M-100M防災報警系統(tǒng)（FAS）FE10M-100M環(huán)境與設備監(jiān)控系統(tǒng)（BAS）FE10M電源監(jiān)控FE10M綜合監(jiān)控系統(tǒng)（ISCS）FE10M-100M

其它運營維護數(shù)據(jù)及信息FE10M-100M視頻業(yè)務閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)（CCTV）GE100-600M網(wǎng)絡業(yè)務乘客信息系統(tǒng)（PIS）FE100M信息網(wǎng)絡系統(tǒng)GE100M-500M話音、2M中繼、低速數(shù)據(jù)寬帶、視頻、網(wǎng)絡數(shù)據(jù)2M中繼寬帶、視頻、網(wǎng)絡數(shù)據(jù)FE100MFE100MFE100M語音業(yè)務IP化之后由N*2M演進為100MN*GE/10GE1000M-5000MGE600M-1000MN*GE500M-2000M視頻、網(wǎng)絡數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)業(yè)務有越來越大帶寬需求寬帶、視頻、網(wǎng)絡數(shù)據(jù)中繼、寬帶、視頻、網(wǎng)絡數(shù)據(jù)骨干網(wǎng)研究1MSTP+2PTN3RPR4IPRAN5ASON兩纖雙向復用段兩纖雙向復用段E1ISDSPISOAAFCISCSPABTS專用電話2×E12014-10-288:88時鐘光纖UTP專用電話IP主備時鐘車站采用NTP協(xié)議子鐘專用電話IP化公務電話IP骨干網(wǎng)研究接入交換機40G以太環(huán)網(wǎng)40G以太環(huán)網(wǎng)主備BTS攝像機IP電話工作站功放BB:BBIP骨干網(wǎng)研究四：對車站建筑的影響1、專用通信機械室6面機柜9面機柜面積為32.67m211面機柜4面機柜2、弱電綜合機械室面積為43m23、信號機械室信號機械室設備集中站設備非集中站（1）設備非集中站面積為39m2，4面機柜代號設備名稱單位數(shù)量X1組合柜架6X2接口柜架1X3ZLC機柜架3X4ATS接口機柜架1X5SDH拼裝機柜架1X6計軸機柜架2X7ODF配線架架1代號設備名稱單位數(shù)量X8分線柜架2X9ZC機柜架1X10電源屏架4X11穩(wěn)壓柜架1X12UPS架1X13電池柜架2X14信號調(diào)試維護臺個1X15信號電源防雷箱個1（2）設備集中站面積為84.79m2，27面機柜4、警用通信機械室7面機柜3面機柜

警用通信UPS用電量為10KVA，與專用通信整合后，不用增加電池柜的數(shù)量。5、弱電電源室面積為21.28m2，4面機柜7、弱電系統(tǒng)技術方案整合后機房布置圖面積為65m2，22面機柜序號房間名稱機柜數(shù)量（單位：架）機房面積（m2）既有方案技術方案整合后既有方案技術方案整合后1專用通信機械室9632.64652弱電綜合機械室114433信號機械室（非設備集中站）4438.864弱電電源室4421.285AFC機房11106通號電纜間00107警用通信機械室73221786536228、弱電系統(tǒng)技術方案整合前后機房面積及機柜數(shù)量對比表五、相關案例38個車站接入骨干網(wǎng)絡；選用6臺設備組成香港地鐵網(wǎng)絡CDN核心；通過BGP/OSPF、IPFRR、TEFRR技術實現(xiàn)快速的主備鏈路切換每條地鐵線組成RPR環(huán)網(wǎng)，通過雙結點歸宿到CDN網(wǎng)絡核心；車站級若干臺設備完成多系統(tǒng)業(yè)務接入核心骨干網(wǎng)。

香港地鐵網(wǎng)絡系統(tǒng)拓撲圖ApplicationsRidingontheCDNMainControlSystem(MCS)/StationManagementSystem(SMS)StationAccessManagementSystem(SAMS)PassengerInformationDisplaySystem(PIDS)ElectronicInformationDisplaySystem(EIDS)StationOfficeAutomationSystem(SOA)AutomaticFareCollection(AFC)DirectLineTelephoneSystem(DLTS)ClosedCircuitTelevision(CCTV)PublicAddressSystem(PA)Netwo