一种新型城市轨道交通线网级综合云平台系统的制作方法

本发明涉及一种城市轨道综合系统，特别涉及一种新型城市轨道交通线网级综合云平台系统。

背景技术：

目前，城市轨道交通自动化控制、信息及通信系统(综合监控、自动售检票、列车自动监视、乘客信息、门禁、视频监控、公专电话、运维管理系统)传统架构下均按线、按业务系统建设，基本采用线路中心及车站两级模式部署业务，存在服务器、存储及网络资源利用率低，机房、电源及空间资源浪费，运维管理不便、运营管理水平低下等问题。随着信息化及通信技术的快速发展，近两三年来，部分城市开始尝试采用云计算的方案为自动化控制、信息及通信系统提供计算、存储及网络资源。目前现有的云平台方案主要分为两种：针对单一业务系统搭建系统级云计算平台，即云平台主要为某一单一系统服务，例如构建自动售检票系统云平台，云平台仅实现了自动检票系统设备的云化处理；针对单一线路，为部分业务系统搭建线路级云计算平台，即云平台资源仅整合部分业务系统，例如深圳地铁四期线路由综合监控系统负责搭建云平台，云平台仅承载综合监控系统、乘客信息系统、视频监控系统业务，其余弱电相关系统仍采用传统架构搭建。现有的云平台方案仍存在许多局限性，存在如下的技术问题：

1.因为单一业务系统所需资源有限，云平台方案不能发挥最佳效益，对于提高资源利用率效果不佳；

2.大部分系统仍采用传统架构构建，线路中心、车站计算资源分布式部署，造成机房、用电及空调等资源的浪费；

3.云架构系统和其他非云架构系统接口关系复杂，需同时兼顾两种系统架构下的接口需求。

技术实现要素：

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种新型城市轨道交通线网级综合云平台系统，以利于解决传统线网城市轨道交通自动化控制、信息及通信系统层级较多，应用和数据处理流程冗余、复杂，物理服务器部署、占用机房空间大，总体建设成本高、运营及维护管理水平低等问题。通过部署架构、网络架构等方面的优化解决传统云平台系统间接口复杂、关联差、资源利用率受限、运维难度大等问题。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种新型城市轨道交通线网级综合云平台系统，包括线网综合业务云平台，基于所述线网综合业务云平台构建实现多线路综合业务功能的综合业务系统，所述综合业务系统包括：实现综合监控业务功能的综合监控系统、实现自动售检票业务功能的自动售检票系统、实现列车自动监控业务功能的列车自动监控系统、实现自动视频监控业务功能的视频监控系统、实现门禁管理业务功能的门禁系统、实现乘客信息运行管理业务功能的乘客信息系统和实现公用与专线电话通讯业务功能的公专电话系统。

进一步地，所述线网综合业务云平台设置两级架构部署计算资源和存储资源，第一级为线网中心云平台，第二级为车站云平台；所述线网中心云平台设置中心级的计算资源和存储资源，车站云平台设置现场级的计算资源和存储资源。

进一步地，所述线网中心云平台包括生产中心云平台和灾备中心云平台，所述生产中心云平台和所述灾备中心云平台，对数据同步备份，并相互数据交互。

进一步地，所述生产中心云平台和所述灾备中心云平台按业务类型把计算资源和存储资源划分为多个虚拟数据中心；同一个业务类型的虚拟数据中心内部按照不同的线路划分为多个虚拟私有云，并配置虚拟服务器。

进一步地，所述生产中心云平台和所述灾备中心云平台之间采用光传送网设备组建一个灾备传输网。

进一步地，所述线网综合业务云平台的网络结构为两级架构，第一级网络为线网中心级网络，第二级网络为车站级网络，所述线网中心级网络为核心层，所述车站级网络为业务系统汇聚与接入层，所述线网中心云平台设置在所述线网中心级网络，所述车站云平台设置在所述车站级网络；所述线网中心级网络和所述车站级网络均分别设置网络安全防护设备。

进一步地，所述线网中心级网络包括核心交换网络、业务分区网络和存储网络；所述核心交换网络包括核心交换机；所述核心交换机与所述业务分区网络连接；所述业务分区网络为业务汇聚、接入两层网络和/或业务接入单层网络，其包括业务交换机和业务服务器；所述存储网络包括与所述业务服务器连接的存储交换机，以及与该存储交换机连接的多个网络存储资源池。

进一步地，所述车站级网络包括车站汇聚层和车站接入层两层网络，所述车站汇聚层包括车站汇聚交换机，所述车站接入层包括视频监控系统接入区、综合监控系统前置机接入区、自动售检票系统前端接入区、乘客信息系统前端接入区、门禁系统前端接入区及公专电话接入区。

进一步地，所述线网中心级网络和所述车站级网络之间的传输网络包括线网骨干传输网和线路骨干传输网；所述线网骨干传输网包括各线主、备中心增强型多业务传送平台传输节点设备，所述核心交换机与所述线网骨干传输网的传输节点连接；所述线路骨干传输网组建以所述主、备中心传输节点为相交点的环形传输网络，所述线路骨干传输网包括本线各车站传输节点，所述车站汇聚交换机与所述车站传输节点连接。

进一步地，还包括用于对分布的物理资源进行统一管理、运营和维护的线网综合管理云平台。

本发明具有的优点和积极效果是：本发明统一构建云管平台，实现生产中心、灾备中心、车站的统一云管，各业务端到端可管可控，达到简化管理，敏捷运营的目的。本发明通过承载业务需求创新、部署架构创新、网络及安全平台架构创新、统一云管平台架构创新、线网通信承载网络架构创新极大程度地提升了轨道交通领域自动化控制、信息及通信系统的可靠性、可用性、可扩展性，提高了运维管理水平。本发明可以使整个线网城市轨道交通自动化控制、信息及通信系统的服务器配置数量减少约60％，机房占用面积减少约30％，能耗降低约60％，建设投资减少约30％，运维成本降低约30％，系统运行效率提高60％，系统可靠性提升100％。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的线网综合业务云平台的计算资源划分示意图；

图3是本发明的线网综合业务云平台系统业务分区部署结构示意图；

图4是本发明的线网综合业务云平台的骨干传输网结构示意图；

图5是本发明的线网中心云平台的灾备传输网结构示意图；

图6是本发明的线网中心云平台网络安全设置结构示意图；

图7是本发明的车站云平台网络安全设置结构示意图。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹列举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参见图1至图7，一种新型城市轨道交通线网级综合云平台系统，包括线网综合业务云平台，基于所述线网综合业务云平台构建实现多线路综合业务功能的综合业务系统，所述综合业务系统包括：实现综合监控业务功能的综合监控系统、实现自动售检票业务功能的自动售检票系统、实现列车自动监控业务功能的列车自动监控系统、实现自动视频监控业务功能的视频监控系统、实现门禁管理业务功能的门禁系统、实现乘客信息运行管理业务功能的乘客信息系统和实现公用与专线电话通讯业务功能的公专电话系统。

城市轨道交通综合业务系统主要包括自动化系统、信息系统和通信系统，包括：轨道交通指挥中心(tcc)、(应急)指挥中心(ncc)、综合监控系统(scs)、列车自动监视系统(ats)、乘客信息系统(pis)/乘客信息系统路网控制中心(pcc))、自动售检票系统(afc)/清分中心系统(acc)、视频监控系统(cctv)、门禁系统(acs)、公专电话和通信传输网络等实现各种轨道交通的自动化控制、信息发布、售检票、安全监控及通信功能的系统。所述线网综合业务云平台统一承载实现各种轨道交通的自动化控制、信息发布、售检票、安全监控及通信功能的系统。基于所述线网综合业务云平台，构建实现轨道交通的各种自动化控制、信息发布、售检票、安全监控及通信功能的系统。

所述线网综合业务云平台可设置两级架构部署计算资源和存储资源，第一级可为线网中心云平台，第二级可为车站云平台；所述线网中心云平台可设置中心级的计算资源和存储资源，用于实现各业务系统中心级功能，业务系统中心级功能主要包括各业务系统在日常工况下的系统功能，以及故障模式下的联动功能和维护功能；车站云平台可设置现场级的计算资源和存储资源，用于实现各业务系统现场级功能，各业务系统现场级功能，主要指在各业务系统在车站软硬件上实现的功能，即相关功能的业务数据处理只在车站级处理，不在中心进行数据处理。

所述线网中心云平台可包括生产中心云平台和灾备中心云平台，所述生产中心云平台和所述灾备中心云平台，可对数据同步备份，并可相互数据交互。其中生产中心云平台设置在主控制中心；所述灾备中心云平台设置在灾备中心。

线网综合业务云平台包括应用层和网络层。其中：应用层由服务器、存储设备等设备构成。主要为线网综合业务云平台承载的各业务系统的应用服务提供计算资源和存储资源。网络层由各层级交换机、传输节点、安全防护等设备构成。主要为线网中心云平台、车站云平台内部以及外部之间各业务系统数据的传输提供通道保证。

所述生产中心云平台和所述灾备中心云平台可按业务类型把计算资源和存储资源划分为多个虚拟数据中心；同一个业务类型的虚拟数据中心(vdc)内部可按照不同的线路划分为多个虚拟私有云(vpc)，并配置虚拟服务器。所述生产中心云平台和所述灾备中心云平台之间可采用光传送网设备组建一个灾备传输网。

进一步地，所述线网综合业务云平台的网络结构可为两级架构，第一级网络可为线网中心级网络，第二级网络可为车站级网络，所述线网中心级网络可为核心层，所述车站级网络可为业务系统汇聚与接入层，所述线网中心云平台可设置在所述线网中心级网络，所述车站云平台可设置在所述车站级网络；所述线网中心级网络和所述车站级网络均分别设置网络安全防护设备。

进一步地，所述线网中心级网络可包括核心交换网络、业务分区网络和存储网络；所述核心交换网络包括核心交换机；所述核心交换机可与所述业务分区网络连接；所述业务分区网络可为业务汇聚、接入两层网络和/或业务接入单层网络，所述业务分区网络可包括业务交换机和业务服务器；所述存储网络可包括与所述业务服务器连接的存储交换机，以及与该存储交换机连接的多个网络存储资源池。

进一步地，所述车站级网络可包括车站汇聚层和车站接入层两层网络，所述车站汇聚层可包括车站汇聚交换机，车站接入层可包括视频监控系统接入区、综合监控系统前置机接入区、自动售检票系统前端接入区、乘客信息系统前端接入区、门禁系统前端接入区及公专电话接入区。

所述线网中心级网络和所述车站级网络之间的传输网络可包括线网骨干传输网和线路骨干传输网；所述线网骨干传输网可包括各线主、备中心增强型多业务传送平台传输节点设备，所述核心交换机可与所述线网骨干传输网的传输节点连接；所述线路骨干传输网可组建以所述主、备中心传输节点为相交点的环形传输网络，所述线路骨干传输网可包括本线各车站传输节点，所述车站汇聚交换机可与所述车站传输节点连接。

进一步地，本新型城市轨道交通线网级综合云平台系统还可包括用于对分布的物理资源进行统一管理、运营和维护的线网综合管理云平台，用于实现对所述生产中心云平台、所述灾备中心云平台以及车站云平台等平台设置的多个分布的物理资源进行统一管理，并为后期运营维护提供一个统一平台进行相关操作。

平台内部网络可分为线网中心云平台网络和车站云平台网络，平台间的网络分为骨干传输网络和灾备传输网络。

本发明的工作原理：本发明基于线网级层面构建，即按照城市的轨道交通线网规划，为规划建设的多条地铁线路统一构建线网综合业务云平台。线网综合业务云平台统一承载轨道交通所有全部自动化控制、信息、通信类业务系统，包括综合监控系统、自动售检票系统、列车自动监控系统、视频监控系统、门禁系统、乘客信息系统、公专电话系统等。线网综合业务云平台是一个线网级全专业融合的云计算平台。线网综合业务云平台统一考虑所有承载系统的计算、存储资源，最大化资源利用率，同时为运营生产领域的调度指挥系统、办公自动化系统提供统一的便捷式一体化服务，各系统的工作人员可在线网综合业务云平台上进行统一运管。与传统云平台方案相比，本发明承载的业务范围不局限于单一系统或者单一线路部分系统，克服传统云平台方案业务应用类型多，应用模式多，联动性差，运营维护困难等问题。

本发明采用线网中心云平台和车站云平台两级部署。取消传统架构下的线路中心级，将业务日常数据处理任务上移至线网中心云平台级统一完成，并根据各业务系统应用需求，在车站配置车站云平台的服务节点，为部分业务系统提供服务。

本发明采用线网双中心灾备方案，设置生产中心云平台和灾备中心云平台。在生产中心云平台设置满足各线各业务需求的数据中心硬件设备，在灾备中心云平台设置主控制中心故障状况下各线路运营指挥必要的硬件资源。生产中心云平台实现全部业务功能，具备完全的业务处理能力，灾备中心云平台日常可以通过高速链路实时同步存储数据，保证故障情况下，进行灾备应急切换，不丢失数据，保持业务连续运行。

本发明在线网中心云平台按业务划分虚拟数据中心。以线网的层面，根据线网中心云平台承载的各类业务划分虚拟数据中心(vdc：virtualdatacenter)，在同一个vdc内部可按照不同的线路划分虚拟私有云(vpc：virtualprivatecloud)，配置虚拟服务器(vm：virtualmachine)。多条线路统一部署业务应用系统，业务应用类型少，应用模式统一，可实现统一管理、业务流程的标准化，有利于提高运营生产及管理效率。

本发明采用线网中心、车站二级网络及安全部署方案。第一级网络为线网中心级网络，第二级网络为车站级网络，所述线网中心级网络为核心层，所述车站级网络为汇聚接入层，所述线网中心云平台设置在所述线网中心级网络，所述车站云平台设置在所述车站级网络；所述线网中心级网络和所述车站级网络均分别设置网络安全防护设备。所述线网中心级网络包括生产中心网络和灾备中心网络；生产中心云平台设置生产中心网络，所述灾备中心云平台设置在灾备中心网络。所述线网中心级网络可由核心交换网络、业务分区网络以及存储网络等构成。核心交换网络采用高性能、高扩展的核心交换机部署；各业务分区网络根据实际业务诉求分别采用汇聚、接入两层或单接入网络架构部署；存储网络分别采用fc交换机、以太网交换机构建不同的网络存储资源池。车站采用汇聚、接入两层网络架构统一承载各专业数据的上传。另外，在线网中心级网络、车站级网络两级均分别部署防火墙、入侵检测、沙箱等安全防护设备，满足云平台三级网络安全标准。

本发明车站采用汇聚、接入两层网络架统一承载各专业数据，取消各业务系统分设接入设备的传统模式。车站接入层又规划为视频监控系统接入区，综合监控系统前置机接入区，自动售检票系统前端接入区，乘客信息系统前端接入区以及公专电话接入区等。

本发明搭建线路骨干传输网和线网骨干传输网，线网骨干传输网和线路骨干传输网和负责各节点间云平台承载业务数据流的传输。线路骨干传输网根据各业务系统及上一级云系统的总体通信带宽需求，组建以生产中心云平台和灾备中心云平台为相交点的环网线路骨干传输网。环网线路骨干传输网设备采用增强型mstp(基于sdh的多业务传送平台)设备，支持物理硬管道做业务的物理隔离，企业管理业务、安全生产业务等分别采用独立的物理管道传输。在线网骨干传输网，灾备中心云平台通过其mstp传输节点向生产中心云平台上传以及下载业务数据信息，生产中心云平台通过其mstp传输节点向灾备中心云平台上传以及下载业务数据信息。

本发明配置灾备网络方案。在生产中心云平台和灾备中心云平台之间采用otn组建一个灾备传输网络。实现生产中心云平台和灾备中心云平台日常数据的同步备份及故障恢复后的数据恢复工作，为生产中心云平台和灾备中心云平台的容灾切换提供网络支撑。

本发明还统一构建线网综合管理云平台，用于实现生产中心云平台、灾备中心云平台和车站云平台的计算资源、存储资源及网络资源等物理资源的统一运营与管理，各业务端到端可管可控，达到简化管理，敏捷运营的目的。

以上所述的实施例仅用于说明本发明的技术思想及特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够理解本发明的内容并据以实施，不能仅以本实施例来限定本发明的专利范围，即凡本发明所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍落在本发明的专利范围内。