基于“边缘计算云”服务的城轨车站综合监控系统降级方案

结合云平台在城市轨道交通的应用发展,对基于云平台综合监控系统降级方案进行研究和设计。针对传统综合监控系统车站实时服务器在中心云上部署后不能满足车站降级监控需求的情况,提出一种基于“边缘计算云”降级方案,并介绍降级服务资源需求、数据同步、控制权移交等内容。该方案既满足综合监控系统降级下的高可用性,同时又拓展车站就地“边”计算能力,为实施智慧车站创造更好的条件。     

实时数据库技术探究

实时数据库是一种能对大量实时数据进行快速存取、有效管理的数据库,在轨道交通领域已被应用于综合监控等对数据量大小、数据存取性能有很高要求的系统及平台中。介绍实时数据库的特点,并根据综合监控系统需求提出一种实时数据库解决方案。     

适用于综合监控系统的过程数据库冗余框架

过程数据库作为轨道交通综合监控系统的实时数据中枢,其可靠性对整个综合监控系统的持续稳定运行至关重要.冗余是保障可靠性的有效技术.提出了一种适用于综合监控系统的过程数据库分布式冗余框架.该框架针对综合监控系统中实时数据相关的各种特征,在冗余过程数据库的分布、同步和故障容错等方面分别采用了适合的策略,从而更有效地实现了过程数据库的冗余,保障其可靠性,为综合监控系统持续可靠运行奠定基础.     

基于云平台的综合监控系统建设方案

城市轨道交通综合监控系统的需求呈快速上升趋势,系统运行中的运维和设备成本也持续增长,传统的综合监控系统亟需改变。研究了云平台和虚拟化的相关技术,提出了基于云平台的综合监控系统集中式和分布式2种解决方案,总结了云平台方案在高可靠、数据安全、节约空间、简化运维等方面的优势。     

基于云平台的城市轨道交通能源管理系统

阐述了基于云平台的城市轨道交通能源管理系统架构和建设方式。该系统利用云计算的高效和弹性来部署建设,采用线网-车站二层管理模式,降低了线网和线路服务器等的硬件部署成本和维护成本。通过将能源管理系统内部使用的业务应用转换为基于云平台的能源管理应用软件,能源管理系统可获取云平台提供的共享数据,并将经过业务处理后的数据存储到云平台中,以服务于云平台上其他业务,实现了数据资源的逻辑统一和高效利用。     

城市轨道交通智能综合监控系统体系结构

智能综合监控系统具有全线各系统综合监控、不同工况下各系统联动、信息高度共享和系统自主决策等特征。从数据流和控制流角度出发,提出系统的3层体系架构,即综合决策层、车站决策层和现场控制层。综合决策层负责监控全线范围内的系统,制订全线的综合决策,并与外部系统进行数据和信息交互。中央级综合监控中心具有控制、报警和画面显示等等功能。车站决策层负责监控本站范围内的各监控子系统,并协调各子系统的联动功能,提供车站级的决策。车站级综合监控中心具有实时信息采集、维护监控和报警处理等功能。现场控制层分为面向服务类、运营类和安全类等3类系统,包括6个子系统。系统的关键部分是信息共享平台和网络通信平台。构建信息共享平台的关键技术包括:数据源接口、信息融合、数据挖掘和信息发布等技术。网络通信平台的关键技术主要是目前通用的SDH,ATM等标准通信技术。     

基于分布式云架构的铁路客运站智能应急指挥系统设计

设计基于分布式云架构的铁路应急指挥系统，解决当前铁路车站应急指挥业务智能化、一体化不足的问题。通过将应急数据及各类应急服务部署在各车站应急云平台的方式，实现对车站设备、设施、系统软件，人员、环境等资源的横向一体化监控，对突发事件预案、组织、响应、处置、恢复和评估等过程的纵向一体化管理。试运行结果表明，基于分布式云架构的铁路客运站智能应急指挥系统技术方案满足铁路应急指挥的发展要求。     

基于智能控制一体机的边缘云设计与实现

地铁车站业务系统众多,传统车站系统的建设采用分立模式,造成车站设备众多且资源使用率低、耗能大、占地多等问题。为此,采用模块化设计理念,结合欧式连接器、PCI Express信号指令和协议的CPCIe架构,设计具有计算、存储、交换、扩展等功能的小型化板卡,将各种板卡按需混合插在一个机笼中,形成智能控制一体机,替代车站传统的服务器、交换机、存储、通信前置机、可编程控制器等设备,并在其上构筑边缘云,为车站所有业务系统提供资源平台。基于智能控制一体机的边缘云,在昆明轨道交通4号线、绍兴地铁1号线等线路中得到良好应用,从而提升车站资源使用效率,减少设备数量和用房面积,降低耗能,实现车站数据实时采集和共享,赋能智慧车站、智慧服务系统,助力地铁高质量发展。     

集群排队的铁道供电海量准实时数据异步并行查询

针对铁道供电的海量准实时数据查询效率不高造成信息处理效率低下的问题,提出一种基于集群队列模型的铁道供电监控海量信息快速异步并行查询新方法。基于实时Ajax数据引擎,综合运用MPP查询架构,建立供电监控信息的轮询队列模型,实现海量准实时数据在铁道供电监控系统中的快速查询处理。以四机集群和一台查询测试机为平台,以铁道10kV配电网远动调度监控千万级时序数据为算例,进行加载测试和集群查询性能测试。结果表明:MPP结合Ajax异步回调机制,集群磁盘I/O的读取速度约为存储速度的10倍,能够将查询服务器端的交互更新降至数百毫秒级,验证了新的集群监控方法优于常规双数据库服务器并列运行的模式。     

基于云平台及数据共享模式的线网及线路层融合调度指挥系统

目前国内轨道交通普遍采用三级(线网—线路—车站)调度指挥体系,结合中等规模城市轨道交通网络的调度指挥需求,研究基于云平台和数据共享模式的线网及线路层融合调度指挥系统建设方案,并进一步分析两级架构下的调度流程、数据共享方案及存在的问题。将新一代信息技术成果与城市轨道交通具体需求进行融合,优化调度指挥架构,打破综合监控系统、通信系统及信号系统的专业壁垒,构建统一的大数据平台,打造基于云平台开放式的线网调度指挥系统。     

基于云平台的铁路工程监督管理系统的研究与应用

近年来,我国铁路工程建设领域迅速发展,为了提高铁路监督管理质量和效率,需要统一的监督管理平台进行协同管理。基于云平台的铁路工程监督管理系统,通过云计算与工程管理平台共享,实现铁路建设过程中质量与安全监督数据的管理。目前,系统依托中国铁路主数据中心,为工程质量监督管理局与全路18个监督站提供服务,已采集7万多条现场数据,并发布系统管理办法,形成质量体系考评量化机制,为铁路监督工作提供了重要的技术补充。     

基于云架构的线网监控系统方案研究

研究云平台应用架构、提供业务种类、承载业务划分,对轨道交通云平台建设方案给出可行的建设思路。结合线网控制中心云建设,提出业务需立足于网络层面,对各线路与各专业系统及各个建设与资源运作项目的管理业务进行集中管理和统一协调,把各业务统一到网络层面上进行分析应用,替代传统上各系统间的接口关系,更好的为网络化建设提供支撑;同时,结合云平台的应用,对线网行车控制系统方案进行云架构分析,提出利用虚拟化平台构建承载的业务系统,应用服务器、历史服务器均采用云平台布署,调度工作站采用云桌面的方案架构,为线网级业务应用提供很好的借签。     

铁路智能运输系统通用信息平台的设计与实现

为全面解决铁路智能运输系统(RITS)各业务系统间的互连问题,保障信息采集、传输、管理及共享功能的顺利实现,提出按照站段级、路局级和铁道部级3层管理模式开发建设RITS通用信息平台的总体思路。整个平台系统分为数据抽取、查询处理、模式集成信息管理、语义冲突处理、局部成员代理、数据字典、综合交通信息发布和应用服务等8个功能模块。根据铁路各信息系统的特征,给出通用信息平台的具体实现方法。采用OLE DB和ODBC API函数屏蔽数据模式的差异,连接和抽取异构数据,创建数据字典;XML作为公共数据模型用以消除异构关系数据的异构性和多语义性;利用CORBA(Common Object Request Broker Archi-tecture)技术和元数据技术构建应用服务器和元数据库,达到已有异构系统以及新建系统通过通用信息平台实现有效集成。     

基于MODBUS协议的综合监控与信号系统间接口设计

参照城市轨道交通综合监控系统工程设计规范(GB 50636—2010),研究综合监控系统与信号系统在中心、车站和就地级的接口方式,更好地实现互联互通和系统间联动。中心采用基于Modbus TCP协议的冗余前置机进行通信,故障后可自动切换从而有效提高系统可靠性,就地级采用紧急后备盘硬线连接信号设备。详细并超前设计出系统在中心的传输点类表,实现列车、站台、供电区、火灾报警以及客流预警等消息的传输,为实际现场和实验室仿真条件下的系统间接口开发提供借鉴。     

信息化在北京地铁车辆检修中的创新与应用

北京地铁线网规模不断扩大,客流量不断增多,给地铁安全生产运营和车辆检修带来了越来越大的挑战。阐述应用信息化技术建立地铁安全生产管控信息平台辅助车辆检修管理的实践及探索,对平台架构、网络拓扑、功能模块、数据库的设计思路及实现过程进行详细叙述。对地铁车辆检修现状进行分析,产生需求;利用C/S与B/S模式相结合,研发出适用于地铁车辆检修的安全生产管控信息平台;应用智能手持终端及其APP的研发,实现车辆检修的标准化作业流程管控、数据采集,应用后台数据积累和程序运行,形成大数据分析。     

地铁综合监控自动化系统中关键技术的解决方案

对地铁综合监控自动化系统中一些关键技术的解决方案进行了探讨。在系统软件平台的设计中,采用了基于中间件组件技术的软件架构和实时分布式数据库技术;在通信控制站(输入/输出)设计中,强调内核和应用的相对独立性,并在此基础上实现接口编程模式的统一;数据订阅采用动态订阅-发布机制,提高骨干网数据传输的实时性和可靠性。基于以上关键技术的系统平台在北京地铁13号线得到了现场验证。     

基于数据仓库的北京轨道交通数据中心测试平台

以北京轨道交通线网指挥中心二期工程"信息中心项目"建设为背景,通过数据仓库技术在数据中心的具体应用,搭建集成、统一的轨道交通信息数据测试平台,并给出轨道交通数据仓库测试的一般化过程。介绍数据仓库理论,指出轨道交通系统建立数据仓库的必要性;根据轨道交通数据信息流程,划分测试阶段,制定整套数据仓库测试大纲;针对轨道交通业务特点,结合交通信息的多维表结构模型,编写具体的测试用例;最终,设计并实现轨道交通数据仓库测试平台。     

基于gRPC分布式数据通信的地铁线网指挥中心平台设计与实现

地铁线网指挥中心平台以综合监视系统为核心,以数据应用系统、运营执行系统为协同管理。由于关联的设备系统多、业务复杂,海量数据交互的实时性、并发性、准确性要求高,线网指挥中心平台的数据通信问题一直是一个难题。为解决该问题,基于Protocol Buffer通信协议,设计和实现了基于gRPC分布式数据通信的地铁线网指挥中心平台系统架构。远程过程调用gRPC机制是分布式系统和计算机网络中通信的新型机制,在网络化运营模式下通过采集大量的设备数据、业务系统数据,可实现平台数据的规范化处理和业务系统间的高内聚、松耦合通信,提高城市轨道交通运营安全保障能力。