一种基于云架构的交通系统监控方法和控制中心云服务器与流程

本发明实施例涉及轨道交通综合监控系统领域，尤其涉及一种基于云架构的交通系统监控方法和控制中心云服务器。

背景技术：

城市轨道交通综合监控系统通过集成和互联地铁电力、环控、信号、火灾报警等相关系统，建立统一的硬、软件平台，实施监控、维护和管理功能。实现地铁信息互通、资源共享，提升整体自动化水平，提高各系统的协调配合能力，增强应对各种突发事件的综合处理能力。传统的综合监控系统一般在各个车站进行单独部署，每个车站至少部署主备两台实时服务器，硬件投入大。另外传统的综合监控系统车站之间信息不共享，对于拓扑着色等业务需求，需要通过控制中心进行数据的二次传递，数据通信链路长，处理逻辑复杂。

技术实现要素：

本发明实施例提供涉及一种基于云架构的交通综合监控方法和控制中心云服务器，用于解决传统的综合监控系统硬件投入大以及车站之间信息不共享的问题。

本发明实施例提供了一种基于云架构的交通系统监控方法，包括：

控制中心云服务器确定每个监控域的服务单元，每个监控域负责监控所述监控域内的交通站点；

针对每个监控域，所述监控域的服务单元采集所述监控域内的交通站点的运行状态信息，并根据所述运行状态信息确定所述监控域的服务单元的工作状态；若所述运行状态信息中包括域间状态信息，所述监控域的服务单元将所述域间状态信息发送给关联域的服务单元。

可选地，所述控制中心云服务器确定每个监控域的服务单元，包括：

所述控制中心云服务器包括多个服务器；

所述控制中心云服务器根据所述多个服务器的运行状态，确定每个监控域的服务单元，所述服务单元为所述服务器中的虚拟子服务器。

可选地，所述根据所述运行状态信息确定所述监控域的服务单元的工作状态，包括：

所述监控域的服务单元为多个，每个服务单元包括多个监控组件，各监控组件负责监控所述交通站点的不同子系统；各服务单元中监控同一子系统的监控组件互为主备；

针对每个服务单元，所述服务单元获取自身各监控组件的运行状态信息，并将自身各监控组件的运行状态信息发送给同一监控域内的其他服务单元；所述服务单元根据自身各监控组件的运行状态信息和其他服务单元的各监控组件的运行状态信息，确定各监控组件的主备状态。

可选地，所述监控域的服务单元将所述域间状态信息发送给关联域的服务单元，包括：

所述监控域的服务单元通过网关将所述域间状态信息发送给关联域的服务单元。

可选地，所述监控域的服务单元采集所述监控域内的交通站点的运行状态信息之后，还包括：

所述监控域的服务单元将采集所述监控域内的交通站点的运行状态信息存储至内存数据库；

所述监控域的服务单元对所述内存数据库中的存储的数据进行处理。

可选地，还包括：

多个车站级云服务器，各车站级云服务器位于各交通站点内，在确定所述控制中心云服务器网络故障时，通过各车站级云服务器监控其负责的交通站点的运行状态。

相应地，本发明实施例还提供了一种控制中心云服务器，包括：

确定模块，用于确定每个监控域的服务单元，每个监控域负责监控所述监控域内的交通站点；

第一处理模块，用于针对每个监控域，通过所述监控域的服务单元采集所述监控域内的交通站点的运行状态信息，并根据所述运行状态信息确定所述监控域的服务单元的工作状态；若所述运行状态信息中包括域间状态信息，通过所述监控域的服务单元将所述域间状态信息发送给关联域的服务单元。

可选地，所述确定模块具体用于：

所述控制中心云服务器包括多个服务器；

根据所述多个服务器的运行状态，确定每个监控域的服务单元，所述服务单元为所述服务器中的虚拟子服务器。

可选地，所述第一处理模块具体用于：

所述监控域的服务单元为多个，每个服务单元包括多个监控组件，各监控组件负责监控所述交通站点的不同子系统；各服务单元中监控同一子系统的监控组件互为主备；

针对每个服务单元，通过所述服务单元获取所述服务单元中各监控组件的运行状态信息，并将所述服务单元中各监控组件的运行状态信息发送给同一监控域内的其他服务单元；通过所述服务单元根据所述服务单元中各监控组件的运行状态信息和其他服务单元的各监控组件的运行状态信息，确定各监控组件的主备状态。

可选地，所述第一处理模块具体用于：

通过网关将所述域间状态信息发送给关联域的服务单元。

可选地，所述第一处理模块还用于：

通过所述监控域的服务单元将采集所述监控域内的交通站点的运行状态信息存储至内存数据库；并对所述内存数据库中的存储的数据进行处理。

可选地，还包括：第二处理模块；

所述控制中心云服务器包括多个车站级云服务器，各车站级云服务器位于各交通站点内，第二处理模块用于在确定所述控制中心云服务器网络故障时，通过各车站级云服务器监控其负责的交通站点的运行状态。

本发明实施例表明，控制中心云服务器确定每个监控域的服务单元，每个监控域负责监控所述监控域内的交通站点。针对每个监控域，所述监控域的服务单元采集所述监控域内的交通站点的运行状态信息，并根据所述运行状态信息确定所述监控域的服务单元的工作状态。若所述运行状态信息中包括域间状态信息，所述监控域的服务单元将所述域间状态信息发送给关联域的服务单元。本发明实施例中基于云架构进行交通系统监控方法设计，通过部署控制中心云服务器，将对各个交通站点的监控集中在控制中心云服务器，通过监控域实现对各交通站点进行监控，从而能统一管理和调度控制中心服务器的资源池中的资源，大量节省了业主投资。另外基于云架构的交通系统监控方法支持域间通信，从而实现了各个交通站点之间业务数据共享。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种基于云架构的交通系统监控方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的一种基于云架构的综合监控系统架构图；

图3为本发明实施例提供的一种控制中心云服务器的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1例性示出了本发明实施例提供的一种基于云架构的交通系统监控方法的流程，该流程可以由控制中心云服务器执行。

如图1所示，该流程的具体步骤包括：

步骤S101，控制中心云服务器确定每个监控域的服务单元，每个监控域负责监控监控域内的交通站点。

步骤S102，针对每个监控域，监控域的服务单元采集监控域内的交通站点的运行状态信息，并根据运行状态信息确定监控域的服务单元的工作状态。

具体地，在步骤S101中，监控域为一个能够独立行使监控职责的组织单元，每个监控域能够独立的监控一个交通站点，交通站点可以为控制中心，也可以为车站，交通站点中的负责监控职责的服务器虚拟到控制中心云服务器后，每个交通站点对应一个监控域。在本发明实施例中，服务单元指虚拟子服务器。具体到实体装置中，控制中心云服务器上包括多个服务器，每个服务器上可以虚拟多个虚拟子服务器。而一个监控域若要独立完成交通站点的监控职能，需要通过多个虚拟子服务器相互配合来完成，因此每个监控域中包括多个虚拟子服务器，也就是多个服务单元。具体实施中控制中心云服务器可以根据多个服务器的运行状态，确定出每个监控域的虚拟子服务器。

在步骤S102中，针对每个监控域，该监控域的服务单元采集监控域内的交通站点的运行状态信息。例如监控域A监控车站1的运行状态，则监控域A中的服务单元只采集车站1的运行状态信息。具体地，车站1的运行状态信息包括位于车站1的各个子系统的运行状态，该子系统可以包括但不限于以下几种：地铁电力系统(Supervisory Control And Data Acquisition，SCADA)、环境与设备监控系统(Building Automatic System，BAS)、屏蔽门系统(Platformscreendoors，PSD)、火灾报警系统(Fire Alarm System，FAS)等。监控域的服务单元先将采集监控域内的交通站点的运行状态信息存储至内存数据库中。之后服务单元直接对内存数据库中的存储的数据进行处理。每个监控域在对交通站点的运行状态信息进行处理时，还需要依据该交通站点的运行状态信息确定出监控域的服务单元的工作状态。

可选地，监控域中的服务单元为多个，每个服务单元包括多个监控组件，各监控组件负责监控所述交通站点的不同子系统，同一个服务单元中的一个监控组件只负责监控一个子系统，在同一个服务单元中各监控组件监控的子系统不同，不同的服务单元中都有一个监控组件监控的子系统与其它服务单元中的一个监控组件监控的子系统相同，各服务单元中监控同一子系统的监控组件互为主备。针对每个服务单元，服务单元获取自身各监控组件的运行状态信息，并将自身各监控组件的运行状态信息发送给同一监控域内的其他服务单元。服务单元根据自身各监控组件的运行状态信息和其他服务单元的各监控组件的运行状态信息，确定各监控组件的主备状态。为了更清楚地介绍上述监控域的结构以及各组件的运行过程，本发明实施例提供以下示例。设定监控域A负责监控车站1的SCADA、BAS、PSD和FAS四个子系统的运行状态。监控域A中包括两个服务单元，分别为服务单元a和服务单元b。针对服务单元a，服务单元a包括四个监控组件，这四个监控组件分别为监控组件a1、监控组件a2、监控组件a3、监控组件a4，对应用来监控车站1的SCADA、BAS、PSD和FAS四个子系统。服务单元b的结构与服务单元a相同，此处不再赘述。在具体实施中，服务单元a获取自身四个监控组件的运行状态信息，运行状态信息包括主、备、未启动和异常等。之后服务单元a将自身四个监控组件运行状态信息通过组播在网络上发布。服务单元b按照同样的方法获取自身监控组件的运行状态信息并将自身监控组件的运行状态信息发布到网络中。服务单元a可以从网络中通过组播接收服务单元b中四个监控组件的运行状态信息，同样的，服务单元b可以从网络中通过组播接收服务单元a中四个监控组件的运行状态信息。由此服务单元a和服务单元b均可以根据自身各监控组件的运行状态信息和其他服务单元的各监控组件的运行状态信息确定自身各监控组件的主备状态，其中主备状态即为冗余状态。本发明实施例提供了一种服务单元a和服务单元b确定自身各监控组件的主备状态的示例，设定服务单元a和服务单元b的监控组件的运行状态如表1所示。

表1服务单元a和服务单元b的监控组件的运行状态

如表1所示，服务单元a和服务单元b中负责监控SCADA的监控组件的运行状态均为主，出现了主供的冗余。负责监控BAS的监控组件的运行状态均为备，出现了备供的冗余。服务单元a中负责监控FAS的监控组件出现异常，而此时服务单元b中负责监控FAS的监控组件为备，故监控FAS的监控组件中缺少主供的监控组件，因此需要对负责监控SCADA、BAS和FAS的监控组件的主备状态进行调控。调控后的服务单元a和服务单元b监控组件的主备状态如表2所示。

表2调控后的服务单元a和服务单元b中监控组件的运行状态

如表2所示，服务单元a接收到服务单元b的各监控组件的运行状态信息后进行调控，将服务单元a中负责监控SCADA的监控组件的运行状态确定为备，将服务单元a中负责监控BAS的监控组件的运行状态确定为主。服务单元a确定自身各监控组件的主备状态后，可将自身各监控组件的主备状态信息发送给服务单元b。服务单元b在接收服务单元a各监控组件的主备状态信息后，将自身负责监控FAS的监控组件的运行状态确定为主。由于在云架构下，对交通站点的监控虚拟化为相互独立的监控域，故在需要增加车站或者分期开通车站后期合并的时候，只需动态增加监控域。另外当需要监控的交通站点的设备增加时，采用配置同样的组播地址的方法便能实现监控域内动态增加服务单元，因此基于云架构的交通系统监控方法具有很强的动态扩容扩站和分期建设的能力。

在具体实施中，服务单元采集的交通站点的运行状态信息若包括域间状态信息，则监控域的服务单元将域间状态信息发送给关联域的服务单元。域间状态信息指本监控域需要发送给其它监控域的信息。关联域可以是车站的监控域，也可以是控制中心的监控域。一般情况下，车站和车站之间的通信并不频繁，只有在进行特定业务情况下会进行监控域间的通信。而车站和控制中心的通信很频繁，车站需要将自身的状态信息发送给控制中心，控制中心根据车站的状态进行调控。因此车站监控域包括较多的与控制中心监控域的域间状态信息，车站监控域之间域间状态信息相对较少。具体通信过程中，监控域的服务单元通过网关将域间状态信息发送给关联域的服务单元。由此通过监控域间的消息通信实现了车站间的数据共享，对于拓扑着色等业务需求，不再需要控制中心进行数据的二次传递，提高了业务处理效率。

可选地，本发明实施例中还包括多个车站级云服务器，各车站级云服务器位于各交通站点内，在确定控制中心云服务器网络故障时，通过各车站级云服务器监控其负责的交通站点的运行状态。具体实施中，在正常工况下，各交通站点均由控制中心云服务器进行监控。当出现网络故障车站与控制中心失去联系时，各个交通站点通过本地的车站级云服务器监控自身的运行状态，实现交通站点本地自治，从而保障各交通站点的正常运营，进一步提高了整个监控系统的可用性。

为了更好的解释本发明实施例，下面通过具体的实施场景描述本发明实施例提供的一中基于云架构的交通系统监控方法的流程。

基于云架构的交通综合监控系统软件平台为三层架构，系统架构如图2所示。系统架构主要包括数据采集软件201、实时数据库202以及人机界面软件203。

数据采集软件201包括包含数据采集服务和采集监控调试系统。数据采集软件部署在采集服务器上，实现数据通信通道的管理和数据采集，支持MODBUS、过程控制的OLE(Object Linking and Embedding for Process Control,简称OPC)等标准协议。采集监控调试子系统用于为采集器的监控和调试提供一个统一的工具和服务。

实时数据库202包括应用功能模块2021和平台功能模块2022。

其中应用功能模块2021包括外部数据转发、拓扑着色、顺控、联动、脚本等模块。

外部数据转发具体过程为将实时数据库的测点信息定时的发送到数据采集软件，数据采集软件将实时数据库的测点信息转发到连接的外部设备。

拓扑着色具体过程为可视化地计算实时状态下已经模型化的设备的状态。

顺控功能为一系列单独遥控的控制序列组合，联动功能指一个突发事件发生时，能自动触发系统内的一组控制程序。

脚本为实时数据库的一种内置编程语言引擎。

平台功能模块2022包括内存数据库、内存数据库服务、数据处理、命令处理、冗余与调度、报警与事件、历史数据提交、权限与责任区、同步、组态、通讯等模块。

内存数据库为控制中心云服务器共享存储空间的高速实时数据库，用于存储实时采集的数据、发送给设备的数据、组态信息、报警及事件信息、系统状态信息等。内存数据库是综合监控系统的核心软件。内存数据库服务用于提供与内存数据库相关的数据并发查询和修改等服务。数据处理为根据组态信息，对应各种应用需求提供数据处理及统计，包括平均值，最大最小值等。命令处理用于提供命令的下发与反馈。冗余与调度用于对监控域内的虚拟监控组件的冗余状态进行判决。报警与事件用于提供报警事件的提交与管理服务。历史数据提交负责将实时数据、报警与事件信息由实时数据库传送到历史数据库。权限与责任区用于用户权限的划分及其责任区的管理。同步用于提供分布式实时数据同步服务，包括同级节点间及跨级节点间的分布式同步服务。组态包括工程组态和在线组态。通讯用于系统监控域内和监控域间的通信。

人机界面软件203包括人机界面组态软件和人机界面运行态软件。人机界面组态软件指人机界面的组态部分，提供给工程实施人员使用，主要用来进行工程组态。人机界面运行态软件部署在操作员工作站上，操作人员通过统一的用户图形界面完成对轨道交通各子系统中各种设备的监视和控制。

具体地，平台功能模块2022中的报警与事件模块包括占用率报警、网络连接报警。

其中占用率报警使用简单网络管理协议(Simple Network Management Protocol，简称SNMP)代理来采集交通站点各子系统的中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)占用率、内存占用率、硬盘占用率的数据。采集程序会将采集到的数据按照组态规则传递给实时数据库，上传的实时数据符合报警条件就会产生报警。网络连接报警具体过程为：网络状态检测由双网检测进程检查，每个虚拟子服务器上均运行双网检测进程，能够实时检查自身两个网络的连接情况，如果某一个网络的连接出现问题，产生报警。如果两个网络都出现问题，也产生报警，但是这种情况下可能无法将报警信息传递给其他虚拟子服务器，需要有本地保存。

平台功能模块2022中的通讯模块用于监控域间的通信时包括域间消息网关和节点信息网关。底层资源统一管理之后，上层业务按监控域为单位进行管理，监控域之间通过域间消息网关进行业务数据的通信，通过节点信息网关进行节点心跳数据的通信。

域间消息网关的功能包括：将本监控域的数据发送给其它监控域。接收其它监控域的数据发布给本监控域组件。接收其它监控域的数据并转发给第三方监控域。

节点信息网关的功能包括：车站监控域将本站节点心跳数据传给控制中心监控域，控制中心监控域收到后将所有车站监控域的节点心跳数据后传给各车站监控域，从而所有车站监控域都保有全系统的节点心跳数据。

平台功能模块2022中的权限与责任区模块还用于管理综合监控系统的控制权的移交。具体过程为：将综合监控系统划分控制权位置，控制权位置所在的操作员才能对综合监控系统进行控制操作。对于综合监控系统来讲，权限转移分为系统内部权限转移和外部权限转移，内部权限转移是指综合监控系统内部操作权限转移，授权和被授权工作站均采用相同的操作系统和监控软件平台。外部权限转移是指综合监控系统与外部系统例如单独子系统工作站，授权和被授权工作站采用不同的操作系统和监控软件平台。综合监控系统中，从地理位置上分为控制中心操作人员和车站级操作人员。如果综合监控系统当前的控制权限属于控制中心，那么车站操作人员没有权限对综合监控系统进行操作；或者当前的控制权限配置属于车站，那么控制中心的操作人员没有权限对综合监控系统进行操作。在正常情况下或者异常情况时，综合监控系统可以将控制权限进行转移。在紧急情况下，综合监控系统可以进行强制权限转移。

图2所示的基于云架构的交通综合监控系统物理位置上位于控制中心，若网络出现状况导致车站与控制中心失去联系时，需要车站进行本地自身监控，因此本发明实施例提供了云架构综合监控系统的部署方案。该方案包括在控制中心部署控制中心云计算中心，在各个车站部署车站级云计算工作站。其中,控制中心服务器与车站服务器虚拟化构成控制中心云计算中心。车站服务器虚拟化构成车站级云计算工作站。物理部署上，在控制中心部署控制中云服务器，负责控制中心、各车站所有子系统的设备监控。此时控制中云服务器替换原来部署在控制中心、各车站的几十台服务器。在各车站都部署一台车站级云服务器。

在正常工况下，全线设备由控制中心云计算中心进行监控，车站级云计算工作站为备运行。当骨干网故障，车站与控制中心失去联系，则车站级云计算工作站升主运行，车站调度员工作站连接车站级云计算工作站，实现车站设备正常监控。对于骨干网和车站级云计算工作站同时故障的情况，属于多点故障和交叉故障，国家标准和各地招标书中对于此类情况，对综合监控系统都没有明确要求，但本发明实施例在此类情况下，仍然可以通过综合后备盘(Integrated Backup Panel，简称IBP)进行就地操作，实现车站级关键设备的监控。

从上述内容可以看出，本发明实施例提供一种基于云架构的交通系统监控方法和云服务器，控制中心云服务器确定每个监控域的服务单元，每个监控域负责监控所述监控域内的交通站点。针对每个监控域，所述监控域的服务单元采集所述监控域内的交通站点的运行状态信息，并根据所述运行状态信息确定所述监控域的服务单元的工作状态。若所述运行状态信息中包括域间状态信息，所述监控域的服务单元将所述域间状态信息发送给关联域的服务单元。本发明实施例中基于云架构进行交通系统监控方法设计，通过部署控制中心云服务器，将对各个交通站点的监控集中在控制中心云服务器，通过监控域实现对各交通站点进行监控，从而能统一管理和调度控制中心服务器的资源池中的资源，大量节省了业主投资。车站级云服务器，另外基于云架构的交通系统监控方法支持域间通信，从而实现了各个交通站点之间业务数据共享。

基于相同构思，图3示例性的示出了本发明实施例提供的一种控制中心云服务器的结构，该控制中心云服务器可以执行基于云架构的交通系统监控的流程。

如图3所示，控制中心云服务器300包括：

确定模块301，用于确定每个监控域的服务单元，每个监控域负责监控所述监控域内的交通站点；

第一处理模块302，用于针对每个监控域，通过所述监控域的服务单元采集所述监控域内的交通站点的运行状态信息，并根据所述运行状态信息确定所述监控域的服务单元的工作状态；若所述运行状态信息中包括域间状态信息，通过所述监控域的服务单元将所述域间状态信息发送给关联域的服务单元。

可选地，所述确定模块301具体用于：

所述控制中心云服务器包括多个服务器；

根据所述多个服务器的运行状态，确定每个监控域的服务单元，所述服务单元为所述服务器中的虚拟子服务器。

可选地，所述第一处理模块302具体用于：

所述监控域的服务单元为多个，每个服务单元包括多个监控组件，各监控组件负责监控所述交通站点的不同子系统；各服务单元中监控同一子系统的监控组件互为主备；

针对每个服务单元，通过所述服务单元获取所述服务单元中各监控组件的运行状态信息，并将所述服务单元中各监控组件的运行状态信息发送给同一监控域内的其他服务单元；通过所述服务单元根据所述服务单元中各监控组件的运行状态信息和其他服务单元的各监控组件的运行状态信息，确定各监控组件的主备状态。

可选地，所述第一处理模块302具体用于：

通过网关将所述域间状态信息发送给关联域的服务单元。

可选地，所述第一处理模块302还用于：

通过所述监控域的服务单元将采集所述监控域内的交通站点的运行状态信息存储至内存数据库；并对所述内存数据库中的存储的数据进行处理。

可选地，还包括第二处理模块303；

所述控制中心云服务器包括多个车站级云服务器，各车站级云服务器位于各交通站点内，第二处理模块用于在确定所述控制中心云服务器网络故障时，通过各车站级云服务器监控其负责的交通站点的运行状态。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。