一种用于超大城市轨道交通线网级通信信号的运维装置的制作方法

本发明涉及城市轨道交通运维领域，尤其是涉及一种用于超大城市轨道交通线网级通信信号的运维装置。

背景技术：

超大规模线网的常态化高强度运营对设备维保提出了相应的更高的要求。主要现在以下四点：一、超大规模线网中单线单点故障易成网状扩散、运营对设备设施的可靠性及有用性有极高的要求；二、超大规模线网中设备数量、种类、场景都呈现多样复杂性，设备异常风险增大、维护难度增大；三、超大规模线网运营里程不断增长，相应的维护成本也不断增长；四、超大规模线网中乘客对轨道交通依赖性强，对安全、便捷、准点、舒适、运营时长等多方面有综合需求，这也对设备维护时长、效率质量提出了更高的要求。需要有一套智能化的线网级维护平台来辅助专业技术人员和维修指挥人员解决上述设备维保的难点。该智能运维平台需实现在线、实时、精准、高频的设备状态感知及监测，以实现准确掌握全线网设备工作状态，需建立设备运行状态大数据中心，利用长期沉淀数据，总结设备运行规律，生成维护建议报告。利用设备运行数据分析结论，有针对性的对设备进行调优、整治、优化设计。

在实际应用中，针对超大规模线网城市轨道交通通信信号智能运维平台的研究与开发在技术上还面临以下一些问题：

1)可扩展性：轨道交通线网规模的不断扩大，线路上的车辆和车站也大量增加，因此线网级智能运维平台必须能够具备容纳不断增加数据规模的需求。

2)定制终端：线网级智能运维平台面向的终端用户种类繁多，有专业技术工种、有抢修应急指挥人员，而且需要跨线路、跨站查看调阅数据，所以用户终端必须具备灵活性，可快速定制，避免需要大量的定制开发工作。

3)数据种类、结构多样：线网级智能运维平台需要涵盖所有相关设备的状态感知数据，有结构化的、有非结构化，比如设备状态实时数据、视频流数据等，所以该平台必须支持多种形式的数据的接入与持久化。

4)易扩展：超大规模的城市轨道交通网络通常超过10条以上线路，所以该平台需实现对新线的扩展接入，同时需保证不影响已经接入的线路。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于超大城市轨道交通线网级通信信号的运维装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种用于超大城市轨道交通线网级通信信号的运维装置，包括大屏终端、专业维护终端、云服务器；

所述的云服务器包括用于采集线网级业务数据的接口服务器、应用服务器和用于为web页面和前端展示提供服务支持的web服务器；

所述的应用服务器和web服务器均分别与大屏终端、专业维护终端相连；所述的应用服务器还与多个线路级智能运维平台相连，用于采集线路级业务数据。

优选地，所述的专业维护终端包括道岔专业维护终端、计轴专业维护终端、cbtc专业维护终端、电源专业维护终端和环境专业维护终端。

优选地，所述的运维装置还包括组态工具模块，用于定制不同的终端。

优选地，所述的应用服务器模块包括线路接入子模块、数据存储子模块、线网业务处理子模块和线网接入子模块；所述的线路接入子模块与线路级智能运维平台相连；所述的线网接入子模块的输入端与接口服务器相连，输出端与线网业务处理子模块相连；所述的线路接入子模块的输出端和线网接入子模块的输出端分别与数据存储子模块相连；所述的线网业务处理子模块的输出端与大屏终端和专业维护终端相连。

优选地，所述的运维装置还包括大数据集群环境，该集群环境中设有大数据业务模块，用于实现对设备运行数据的分析；所述的大数据集群环境与web服务器相连。

优选地，所述的运维装置还包括数据库服务器，该服务器设有oracle数据库且分别与应用服务器和web服务器相连。

优选地，所述的运维装置支持关系库存储机制、文件二进制存储机制和nosql数据库存储机制。

优选地，所述的接口服务器通过与信息网络系统、cctv网管、时钟系统、无线调度网管、高速网网管、线网温湿度传感器和计轴传感器相连来采集线网级业务数据。

优选地，所述的线路级智能运维平台通过与cbtc系统、通信电源线路网管、广播或pis线路网管和传输网管相连来采集线路级业务数据。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

一、易扩展：本发明中的服务器采用云服务器，可扩展性强，最高可适应超过20条线路的超大城市轨道交通信号设备的运维数据接入。

二、可快速定制终端：本发明中的运维装置设有组态工具模块，可以根据需要快速定制终端，实现全线网的一体化运维。

三、适应性强：本发明中的运维装置不仅支持线网级通信信号的运维，还支持线路级通信信号的运维。

四、支持多种形式的数据接入和持久化：本发明中的运维装置支持关系库存储机制、文件二进制存储机制和nosql数据库存储机制，多种形式的采集数据持久化手段，完全满足通信信号运维数据的实际存储需要。

五、可对数据进行实时分析：本发明中的运维装置设有大数据业务模块，可以实现对设备运行数据的实时分析，及时对设备进行修理维护。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种用于超大城市轨道交通线网级通信信号的运维装置，包括大屏终端、专业维护终端、云服务器；所述的云服务器包括用于采集线网级业务数据的接口服务器、应用服务器和用于为web页面和前端展示提供服务支持的web服务器；所述的应用服务器和web服务器均分别与大屏终端、专业维护终端相连；所述的应用服务器还与多个线路级智能运维平台相连，用于采集线路级业务数据。

专业维护终端包括道岔专业维护终端、计轴专业维护终端、cbtc专业维护终端、电源专业维护终端和环境专业维护终端，专业维护终端中均设有相应的维护模块。

所述的运维装置还包括组态工具模块，用于通过定制不同的组态脚本来定制不同专业的终端。

接口服务器、应用服务器和web服务器均设有相应的服务器模块。应用服务器模块包括线路接入子模块、数据存储子模块、线网业务处理子模块和线网接口接入子模块。

运维装置还包括大数据集群环境，该集群环境中设有大数据业务模块，用于实现对设备运行数据的分析；所述的大数据集群环境与web服务器相连。

运维装置还包括数据库服务器，该服务器设有oracle数据库且分别与应用服务器和web服务器相连。

该运维装置支持关系库存储机制、文件二进制存储机制和nosql数据库存储机制，多种形式的采集数据持久化手段，完全满足通信信号运维数据实际存储要求。

以下是对各设备和模块的阐述：

1、大屏终端以及各专业终端：

大屏终端以及各个专业终端是为用户提供数据展示的设备，安装智能运维终端模块，不同专业的终端是通过组态工具定制不同的组态脚本来实现；

2、云服务器：

云服务器负责为平台应用服务器模块、接口服务器模块以及web服务器模块，提供虚拟化资源。应用服务器模块是线网级平台的核心、提供从各线路级平台接入数据的通信转发功能、提供终端调阅数据的服务功能、提供数据持久化存储功能以及提供一些特殊业务处理功能；接口服务器模块提供线网级直接接入业务数据的功能；web服务器模块为终端web页面以及大数据前端展示提供服务支持；

3、数据库服务器：

数据库服务器安装关系数据库，为结构化数据以及实时数据提供持久化服务；

4、大数据集群环境

大数据集群环境上安装大数据业务模块，实现设备运行数据专项挖掘分析。

本实施例中的运维装置的开发步骤如下：

1)开发一套线网级应用服务器模块，包括线路接入模块、数据存储模块、线网业务处理模块以及线网接口接入模块等；

2)开发一套通用的组态界面框架模块，基于该框架定制最终的用户终端；

3)开发一套大数据业务分析模块；

4)搭建一套大数据集群环境，安装大数据业务模块；

5)搭建一套关系数据库环境，安装oracle关系库；

6)搭建一套云服务器环境，虚拟化出应用服务器、接口服务器、web服务器，并安装应用服务器模块、接口服务器模块以及web应用模块。

图2为本发明中的运维装置应用实例示意图，运维平台为三级结构：车站级、线路级和线网级。

车站级：设有正线设备集中站、非集中站、停车场/停车段以及远程电源控制车站设备。

(1)正线设备集中站、停车场/车辆段

设有站机和采集机柜，站机通过can总线与采集机柜进行通信，采集机柜中设有综合采集机、环境分机和通信分机并且还设有多个采集模块和车站采集扩展。站机通过网口分别与sdm、道岔缺口、电源屏相连，通过串口与计轴和智能灯丝报警仪相连。

(2)非集中站

设有通信分机、交换机、网口和智能电源屏/ups，通信分机设有多个采集模块，用于采集车站数据。

线路级：设有远程电源控制终端、远程电源控制服务器、应用及数据库服务器、日志服务器、多个维护工作站和线路接口服务器，该线路接口服务器与外部线路智能运维系统相连，并且两者之间设有防火墙。

线网级：设有数据库服务器、云应用服务器集群、专业维护终端、大屏系统、大数据集群、移动应用服务器，该移动应用服务器通过网闸与接入互联网。

车站级与线路级之间通过远程控制网、信号蓝网、信号红网和维护网进行通信；线路级与线网级之间通过维护网进行通信。

与现有智能运维平台实现技术相比，本发明具有以下优点和特点：

1)易扩展，最高可适应超过20条线路的超大城市轨道交通通信信号设备的运维数据接入；

2)多种形式的采集数据持久化手段，完全满足通信信号运维数据实际存储要求；

3)全线网一体化运维终端，可以按需定制；

4)可伸缩，适应性强，该平台既可支持线网级又可支持线路级，且线网级与线路级平台数据与软件同构，线网级平台可极大限度利用已有线路级平台的资源。

本发明已经被成功应用于上海、北京等多地地铁运营公司通信信号维修保障部门，并且在龙阳路基地建立了全国第一个城市级通号运维中心，该中心作为通号运维的中枢大脑，发挥着重要的作用，引领了运维模式的变革。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。