CN109747682B - 轨道交通弱电一体化*** - Google Patents
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Abstract
本申请提出一种轨道交通弱电一体化***，以云、端模式建设轨道交通的弱电一体化***，由弱电一体化云平台与各专业***的现场设备通信连接，对各专业***的现场设备进行统一管理和控制，从而为各专业子***间的数据互联互通、软件及硬件资源共享提供了可能，减少了各子***的联调周期，节省了轨道交通建设周期和运营投资成本，为实现轨道交通的统一的调度和控制提供了条件。
Description
技术领域
本申请涉及电子信息技术领域，尤其涉及一种轨道交通弱电一体化***。
背景技术
近年来，随着经济的不断发展，城市规模不断扩大，越来越多的城市将轨道交通作为解决居民出行的主要方式。
通常，轨道交通信息化***包括列车自动监控***(Automatic TrainSupervision，简称ATS)、自动售检票***(Automatic Fare Collection System，简称AFC)、乘客弱电一体化***(Passenger Information System，简称PIS)、综合监控***(Integrated Supervisory Control System，简称ISCS)、资产管理***(EnterpriseAsset Management，简称EAM)、培训管理***(Training Management System，简称TMS)等。用于进行轨道交通运营指挥、乘客服务、公共安全保障、运维管理，为乘客的安全、准时、快捷出行提供基本的保障。
申请人发现，现有的轨道交通信息化***，大多以“按线路、分专业”的模式来建设，每个线路的自动售检票***(AFC)、自动列车监控***(ATS)等各专业***采用独立设计、分期实施、逐步形成的烟囱式架构。这种建设方式，使得多线路对同一专业***的重复采购，包括软件、硬件等资源，导致轨道交通信息化***的成本高，且各线路、各专业***的数据由于架构问题无法互联互通，从而管理决策者无法第一时间获取轨道交通运营的实时全貌数据，不利于对轨道交通进行统一的调度和控制。
发明内容
本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此，本申请提出一种轨道交通弱电一体化***，以云、端模式建设轨道交通的弱电一体化***，由弱电一体化云平台与各专业***的现场设备通信连接，对各专业***的现场设备进行统一管理和控制，从而为各专业子***间的数据互联互通、软件及硬件资源共享提供了可能，减少了各子***的联调周期，节省了轨道交通建设周期和运营投资成本，为实现轨道交通的统一的调度和控制提供了条件。
本申请实施例提出了一种轨道交通弱电一体化***，包括：各专业***的现场设备及弱电一体化云平台；所述弱电一体化云平台，与所述各专业***的现场设备通信，用于获取所述各专业***的现场设备采集的运行数据，并对所述运行数据进行计算、存储和/或传输处理，以确定轨道交通的运行状态；所述弱电一体化云平台，还用于向所述各专业***的现场设备下发控制指令或文件，以通过所述各专业***的现场设备对轨道交通进行管理控制。
在一种可能的实现形式中，所述各专业***的现场设备包括各专业***的地面设备及车载设备。
在另一种可能的实现形式中，所述弱电一体化云平台，按照技术架构自顶至下包括依次通信连接的软件即服务层、业务能力中心、中间件层及基础设施层：其中，所述基础设施层，用于提供所述弱电一体化云平台运行所需的基础设施；所述中间件层，用于提供所述弱电一体化云平台运行所需的中间件资源；所述业务能力中心，包括多个能力组件，分别用于实现所述弱电一体化云平台的不同业务；所述软件即服务层，用于向用户提供轨道交通专业***。
在另一种可能的实现形式中，所述软件即服务层按照业务类型分为：行车控制平台，综合通信平台，乘客服务平台，综合调度平台，生产运营平台和培训平台。
在另一种可能的实现形式中，所述行车控制平台，用于为所述轨道交通的运营及安全提供服务，包括车载信号子***、行车控制子***及全电子连锁***；
其中，所述车载信号子***，融合承载列车自动防护***及列车自动运行***；
所述行车控制子***承载列车自动监控***；
所述全电子连锁***，融合承载区域控制器及计算机连锁***。
在另一种可能的实现形式中，所述综合通信平台，用于实现一体化通信综合管理，包括车地无线综合承载子***、语音子***、传输***综合承载及综合网管子***；
其中，所述车地无线综合承载子***，用于以一套无线专网综合承载乘客信息***、闭路电视监控***及车载控制器的车地通信；
所述语音子***，用于以公网承载专用电话***、公务电话***、专用无线***的语音通信；
所述传输***综合承载，用于实现通信***、信号***及弱电子***的统一网络传输及隔离；
所述综合网管子***，用于重构各专业***网管及集中告警***，以实现对各专业***的现场设备的统一控制。
在另一种可能的实现形式中，所述乘客服务平台，用于实现车地统一信息管理和联动共享；
包括控制中心乘客服务子***及车载乘客服务子***，用于融合承载乘客服务信息***、闭路电视监控***、有线广播***及城市轨道交通自动售检票***。
在另一种可能的实现形式中，所述综合调度平台，用于重构闭路电视监控***、火灾报警***、设备自动化管理***、电力监控***、门禁***、屏蔽门***及综合监控***，以实现对各专业***的综合监控和调度。
在另一种可能的实现形式中，所述生产运营平台，用于重构交通指挥中心、轨道交通清分中心、编播中心、信号维护支持***、企业资产管理***、办公自动化***及决策支持***，以实现所述轨道交通的信息化管理。
在另一种可能的实现形式中，所述培训平台，用于重构各专业***的培训子***，以实现对各专业***的综合培训管理。
本申请实施例的轨道交通弱电一体化***，以云、端模式建设轨道交通的弱电一体化***，由弱电一体化云平台与各专业***的现场设备通信连接，对各专业***的现场设备进行统一管理和控制，从而为各专业子***间的数据互联互通、软件及硬件资源共享提供了可能，减少了各子***的联调周期，节省了轨道交通建设周期和运营投资成本，为实现轨道交通的统一的调度和控制提供了条件。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是现有技术的轨道交通弱电一体化***的结构示意图；
图2是本申请一个实施例的轨道交通弱电一体化***的结构示意图；
图3是本申请另一个实施例的轨道交通弱电一体化***的结构示意图；
图4是本申请一个实施例的弱电一体化云平台SaaS层的结构示意图；
图5是本申请一个实施例的轨道交通弱电一体化云平台的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
可以理解的是，现有的轨道交通信息化***以“按线路、分专业”的模式来建设时，如图1所示，通常包括现场设备层、车站层、线路控制层、路网控制层。如图1所示，每个线路的自动售检票***(AFC)、自动列车监控***(ATS)等各专业***采用独立设计、分期实施、逐步形成的烟囱式架构。这种建设方式，使得多线路对同一专业***的重复采购，包括软件、硬件等资源，导致轨道交通信息化***的成本高，且各线路、各专业***的数据由于架构问题无法互联互通，从而管理决策者无法第一时间获取轨道交通运营的实时全貌数据，不利于对轨道交通进行统一的调度和控制。
为解决上述问题，本申请实施例提供一种轨道交通弱电一体化***。如图2所示，本实施例提供的轨道交通弱电一体化***，以现有的轨道交通弱电一体化***中，车站层以上的***为基础，搭建弱电一体化云平台，将各专业***的现场设备独立建设，从而弱电一体化***可以简化为云、端模式。具体的，将车站层，线路控制层和路网指挥层以端的应用模式进行建设，所有***的计算、存储和网络资源统一由弱电一体化云平台管理。
弱电一体化云平台可以与各专业***的现场设备通信，以获取各专业***的现场设备采集的运行数据，并对运行数据进行计算、存储和/或传输处理，从而确定轨道交通的运行状态；且弱电一体化云平台，还可以向各专业***的现场设备下发控制指令或文件，以通过各专业***的现场设备对轨道交通进行管理控制。由此，以云、端模式建设轨道交通的弱电一体化***，由弱电一体化云平台与各专业***的现场设备通信连接，对各专业***的现场设备进行统一管理和控制，从而为各专业子***间的数据互联互通、软件及硬件资源共享提供了可能，减少了各子***的联调周期，节省了轨道交通建设周期和运营投资成本，为实现轨道交通的统一的调度和控制提供了条件。
下面参考附图对本申请实施例的轨道交通弱电一体化***进行详细描述。
图2是本申请一个实施例的轨道交通弱电一体化***的结构示意图。
如图2所示，该轨道交通弱电一体化***包括：各专业***的现场设备1及弱电一体化云平台2。
其中，各专业***的现场设备1，可以包括各专业***的地面设备及车载设备。
具体的，各专业***可以包括：乘客信息***(PIS)、自动售检票***(AFC)、列车自动监控***(ATS)、闭路电视监控***(Closed-Circuit Television，简称CCTV)、综合监控***(ISCS)、电力监控***(Power Supervisory Control And Data Acquisition，简称PSCADA)、火灾报警***(Fire Alarm System，简称FAS)、楼宇自动化***(BuildingAutomation System，简称BAS)、资产管理***(EAM)、培训管理***(TMS)、办公自动化***(Office Automation System，简称OA)及运营控制中心(Operating Control Center，简称OCC)。
由于各专业***的现场设备保持传统的方式，独立建设，因此图2中的各现场设备，分别为各专业***的地面设备，比如，可以为信号***现场设备、通信专业子***的现场设备、及其它各弱电***的现场设备，如BAS***、FAS***、PSCADA***、AFC***及PIS***等等。
包括轨旁的CCTV的高清摄像机，AFC的自动检票机(Automatic Gate Machine，简称AGM)、自动售票机(Ticket Vending machine，简称TVM)，轨旁的PIS的播放器等。
各专业***的车载设备，可以包括车载的CCTV的高清摄像机，车载的PIS的播放器、多媒体主机等。
具体的，弱电一体化云平台2可以与各专业***的现场设备1通信，用于获取各专业***的现场设备1采集的运行数据，并对运行数据进行计算、存储和/或传输处理，以确定轨道交通的运行状态；弱电一体化云平台2，还用于向各专业***的现场设备1下发控制指令或文件，以通过各专业***的现场设备1对轨道交通进行管理控制。
下面结合图3，对本发明实施例提供的弱电一体化云平台2的结构和功能进行说明。
具体的，如图3所示，弱电一体化云平台2按照技术架构自顶至下可以包括依次通信连接的软件即服务层(SaaS)21、业务能力中心22、中间件层23及基础设施层24。
下面分别对软件即服务层21、业务能力中心22、中间件层23及基础设施层24的结构和功能进行说明。
具体的，软件即服务层(SaaS)21，用于向用户提供轨道交通专业***。
其中，轨道交通专业***可以包括：PIS、AFC、ATS、CCTV、ISCS、PSCADA、FAS、BAS、EAM、TMS、OA、OCC。
具体实现时，如图3所示，还可以按照业务类型将软件即服务分为以下六个平台：行车控制平台211，综合通信平台212，乘客服务平台213，综合调度平台214，生产运营平台215和培训平台216。
其中，行车控制平台211，用于为所述轨道交通的运营及安全提供服务。比如，可以为ATS管理人员提供列车运行监控大屏软件、运行图编制软件、列车运行控制软件、列车调度***等专业软件。
综合通信平台212，用于实现一体化通信综合管理。
乘客服务平台213，用于实现车载***和地面***统一信息管理和联动分享，为乘客提供多元化、个性化服务平台。
综合调度平台214，用于实现对各线路各专业***的综合监控。
生产运营平台215，用于实现轨道交通的信息化管理。
培训平台216，用于实现对各专业***的综合培训管理。
其中，车地无线综合承载子***，可以以一套无线专网，比如LTE-U网综合承载通信PIS、CCTV、广播、乘客上网和信号车载控制器车地通信。语音子***，可以重构公/专电话、专用无线子***，以公网承载语音***，通过行业成熟的宽带电话(Voice overInternet Protocol，简称VoIP)技术实现语音业务一体化。传输***综合承载，可以通过虚拟局域网(vLan)技术实现逻辑隔离，保证***安全性需求。综合网管子***，可以重构涉及到的各弱电子***，并集成集中告警功能到综合网管***，实现设备监控和运营管理***统一配置管理。
培训平台，可以为各专业***的操作员、管理人员、维修维护人员提供统一的培训管理平台，主要包括模拟仿真子***、培训管理子***、在线学习平台、知识管理子***。
另外，业务能力中心22，可以包括多个能力组件，分别用于实现弱电一体化云平台2的不同业务。比如，可以实现乘客信息业务、自动售检票业务、自动列车监控业务、闭路电视监控业务、综合监控业务、电力监控业务、火灾报警业务、楼宇自动化业务、资产管理业务、培训管理业务、办公自动化业务及运营控制业务等。
可以理解的是，业务能力中心22是弱电一体化云平台2的最核心的部分。其可以采用先进的微服务架构，将轨道生产、运营、管理、监视各个业务封装成一个个独立的业务能力组件，并部署在分布式计算框架平台上。
其中，微服务架构是一种架构模式，它可以将单一应用程序划分成一组小的服务，服务之间互相协调、互相配合，为用户提供最终价值。每个服务都围绕着具体业务进行构建，并且能够被独立地部署到生产环境、类生产环境等。Saas层中的各业务平台可以根据业务需要，通过统一的接口调用业务能力中心的各能力组件，从而减少了各专业***代码的重复建设。
虽然轨道交通业务复杂，但通过微服务架构可以将庞大的轨道交通业务分解为多个具体服务，从而不仅解决了复杂性问题，而且使得单个服务容易开发、理解和维护。且微服务架构模式使得每个服务可以独立扩展，例如告警服务能力组件无法处理大量设备上传数据时，可以增加告警服务能力组件的个数，从而满足设备数量日益增长的问题。
具体的，业务能力中心22的多个能力组件可以包括：用户组件221、乘客组件222、线路中心组件223、行车控制中心组件224等等各种可供上层SaaA层中各业务平台调用的组件。
本发明实施例中，用户组件221，可以向信息***云平台各业务***提供统一的用户管理、***登录、用户注销、密码修改、角色管理、权限验证、行为审计等服务。
乘客组件222，可以为乘客提供用户注册、自助服务、出行导向等功能，也可以向上位***提供乘客信息服务、广播服务等服务。
进一步，业务能力中心22中，还可以包括：票务组件，可以向上层AFC***提供统一的票卡发行、销售、回收等服务，并通过统计汇总提供客流统计、票务清算、财务清算等服务。
综合监控组件，可以向上层综合调度平台中的综合监控***，提供BAS、FAS、PSCADA、屏蔽门等各种自动化设备的实时数据服务和历史数据服务。
告警及故障组件，可以从各子***接口收集各***、设备的告警及故障信息，并做统一的管理、分析、预警等服务。
配置管理组件，可以向信息***云平台各业务***提供统一的轨道基础信息服务，比如城市管理、线路管理、车站管理、车辆管理、时刻表管理、参数配置等基础信息配置。
设备组件，可以对轨道交通所有线路的各种专业设备统一进行管理，除此之外，还包括设备类型管理、供应商管理、设备参数管理等。
资源组件，可以为信息***云平台各业务***提供统一的资源文件上传、存储、下载、管理、备份服务等服务。
调度组件，可以完成对运营列车和信号设备的管理和控制，主要可以实现编制运行图、列车进路、自动调整列车运行间隔、记录运行数据等功能。
维修维护组件，可以提供设备检修计划、维修维护工单生成、检修任务执行、工单汇总统计等工作。运营组件，可以提供各车站、各车辆、各线路、各城市运营中心的日报、月报、季报、年报等报表和管理功能。
培训组件，可以向上层的培训管理平台提供模拟仿真、培训管理、课程管理、在线学习、知识管理等方面的功能。
报表组件，可以为信息***云平台的上层***提供统一的报表服务。
资产组件，可以通过专业的EAM***将各线路的所有设备进行生命周期管理，并根据设备状态生成维修维护计划。闭路电视监控组件，可以整合轨道交通各线路上所有的摄像头资源，并做统一的管理，方便上层***对各线路所有的摄像头进行监控、调取和控制。
可以理解的是，软件即服务层(SaaS)21中的各个平台的具体业务逻辑，可以由底层的业务能力中心22提供。比如，业务能力中心22中的用户组件可以通过统一的接口为软件即服务层(SaaS)21的各个业务平台提供用户数据。由于所有平台均可以通过统一的接口从业务能力中心22调取数据，从而可以实现数据格式一致，且由于业务能力中心22对所有平台开放，可以使得数据在各个专业***中互联互通，实现所有业务***的数据共享。
需要说明的是，业务能力中心22向软件即服务层(SaaS)21的各个平台提供数据时，还可以根据各个平台具有的权限，进行数据选择提供。仅在软件即服务层(SaaS)21的某平台具有调取数据的权限时，才将其权限对应的数据提供给对应的平台，从而保证了弱电一体化云平台2中的数据的安全性。
进一步的，中间件层23，用于提供弱电一体化云平台2运行所需的中间件资源，比如数据存储、分布式计算、分布式数据库、大数据服务、实时计算服务、消息队列、工作流引擎等。
其中，中间件是一类连接软件组件和应用的计算机软件，它包括一组服务，通过该服务，可以使在一台或多台机器上运行的多个软件通过网络进行交互。
具体的，中间件层23可以提供弱电一体化云平台运行所需要的分布式服务架构231、分布式数据库服务232、分布式消息服233、实时数据库分析服务234、消息队列服务235等等。
其中，实时数据分析服务，可以基于流式大数据分析平台，提供在云上进行流式数据实时化分析的工具。
具体的，消息队列服务是信息***云平台2中重要的服务，主要解决上层服务和***的强耦合、异步消息、流量削锋等问题。消息队列服务可以实现高性能、高可用、可伸缩和***接口一致性架构。
进一步的，中间件层，还可以根据需要包括分布式缓存服务，用于兼容Redis通信协议的内存数据库服务，以满足上层***高读写性能及快速数据访问的业务诉求。
集成总线服务，是一个基于高可用分布式技术构建的服务应用程序编程接口(Application Programming Interface，简称API)开放平台，其可以实现跨技术平台、跨应用***的服务互通。
分布式计算服务，可以提供多样的应用发布能力和轻量级微服务解决方案，并能解决在应用和服务管理过程中的监控、诊断和高可用运维问题。
可以理解的是，中间件层23通过为弱电一体化云平台2运行提供统一的中间件资源，因此可以实现统一的数据存储、统一的接口组件、统一的消息传递，从而可以实现各业务***之间的互联互通和数据共享。
具体实现时，中间件层23，还可以分为自顶至下依次通信连接的业务支撑层及数据层。
其中，数据层，用于为信息***云平台提供数据存储服务。具体的，在进行数据存储时，根据数据格式的不同，可以分为关系型数据的存储、文件存储、大数据存储三种类型。
相应的，数据层可以分为分布式数据库***、大数据存储及处理、分布式文件存储3个部分。其中，分布式数据库***主要用于存储信息***云平台的结构化数据，例如用户数据、票务数据、乘客刷卡流水记录、设备状态记录等；大数据存储及处理，主要用于存储从轨道交通的各个设备、***收集上来的日志文件、格式化数据文件或者由分布式数据库***转储的数据库文件，另外，还可以在这些数据基础之上进行大数据分析，产生数据价值；分布式文件存储，主要用于存储轨道交通各业务***产生的图片、日志、文档、视频、软件包、模版等文件。
业务支撑层，用于为信息***云平台提供互联网中间件资源，其可以包括工作流引擎服务、规则引擎服务、消息队列服务、搜索引擎服务、分布式缓存服务、集成总线服务、分布式计算服务、业务监控服务、实时计算服务、安全与认证服务。
具体的，工作流引擎服务，用于向信息***云平台的共享业务能力中心提供统一的工作流引擎服务，例如信息下发流程、计划审批流程、设备检修流程等。
规则引擎服务，用于向信息***云平台的共享业务能力中心提供统一的规则引擎服务，规则引擎可以将业务决策从应用程序代码中分离出来，简化上层***的实现逻辑。
消息队列中间件是信息***云平台中重要的组件，主要解决上层服务和***的强耦合、异步消息、流量削锋等问题。消息队列服务可以实现高性能、高可用、可伸缩和最终一致性架构。
搜索引擎服务，用于为信息***云平台提供搜索服务，比如，可以根据用户输入的关键字，从各线路、各***、各数据存储中检索有价值的信息。
分布式缓存服务，是兼容Redis通信协议的内存数据库服务，用于满足上层***高读写性能及快速数据访问的业务诉求。
集成总线服务，是一个基于高可用分布式技术构建的服务应用程序编程接口(Application Programming Interface，简称API)开放平台，其可以实现跨技术平台、跨应用***的服务互通。
分布式计算服务，可以提供多样的应用发布能力和轻量级微服务解决方案，并能解决在应用和服务管理过程中的监控、诊断和高可用运维问题。
业务监控服务，可以整合和封装数据收集、消息通道、实时计算、列式存储、以及在线报表等多种先进互联网技术组件，从而为上层***提供如***监控、客流分析、故障预测等各种场景监控服务。
实时计算服务，可以基于流式大数据分析平台，提供在云上进行流式数据实时化分析的工具。
安全与认证服务，可以为信息***云平台提供网络安全、数据安全、传输安全、访问安全等专业的安全服务。
另外，基础设施层24，也称为基础设施即服务层(Infrastructure as a Service，简称IaaS)，用于提供弱电一体化云平台2运行所需的基础设施。
其中，基础设施，可以包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)等服务器资源241，内存、存储等存储资源242、交换机等网络资源243及电源等供电资源244等。
除此之外，IaaS还可以提供虚拟化服务，即IaaS层，还可以包括虚拟机和操作***。
具体实现时，IaaS层可以将轨道交通各线路的资源整合并进行优化，并利用虚拟化实现资源按需配置，从而可以最大效率的利用基础设施资源，节约轨道交通弱电一体化***的成本。
通过上述分析可知，本申请实施例中，以云、端模式建设轨道交通的弱电一体化***，由弱电一体化云平台2与各专业***的现场设备通信连接，对各专业***的现场设备进行统一管理和控制，从而实现了基础设施统一管理、各专业***间数据互联互通，减少了各专业***的重复建设，降低了轨道交通的建设成本，且轨道交通弱电一体化***的结构简单，为实现轨道交通的统一的调度和控制提供了条件。
在实际使用时，由于弱电一体化云平台2中，各专业***，共用基础设施层24中的基础设施，为了提高基础设施层24中各基础设施的使用率，弱电一体化云平台2，可以根据各能力组件及业务平台当前处理的数据量，为各能力组件及业务平台实时的配置满足需要的基础设施，从而即保证各能力组件及业务平台的业务需求，又避免了基础设施的浪费。
具体实现时，弱电一体化云平台2可预先为不同的能力组件或业务平台划分相应的基础设施资源，并且设置对应的阈值。
当弱电一体化云平台2获取到各专业***的现场设备1采集的数据后，可将各专业***的现场设备1采集的数据量与设置的阈值进行比对，若确定各专业***的现场设备1采集的数据量超过对应的阈值时，弱电一体化云平台2对对应的能力组件或业务平台的基础设施资源进行自动扩充。反之，当各专业***的现场设备1采集的数据量小于对应的阈值时，则可对对应的能力组件或业务平台的基础设施资源进行自动回收，从而实现了资源弹性分配。
其中，为不同的能力组件或业务平台划分对应基础设施资源时，可以首先为每个能力组件或业务平台分相同等级的基础设施资源，之后再根据各能力组件或业务平台的处理速度等，进行基础设施资源调整；或者，将处理数据较多的能力组件或业务平台的基础设施资源，划分的比一般处理数据的能力组件或业务平台的基础设施资源多一倍，或两倍等等，本实施例对此不作限定。
相应的，不同的能力组件或业务平台设置的阈值，可根据所分配的基础设施资源及所处理的数据类型进行适应性设置，在此不对其进行具体限定。
也就是说，本发明通过使用阈值配置的方式，实现弹性资源分配。即当任一能力组件或业务平台接入的数据量增加，且大于其对应的阈值时，弱电一体化云平台2可进入自动扩容机制，随时满足业务需求，且没有额外的工作量，并且当任意能力组件或业务平台接入的数据量低于阀值时，弱电一体化云平台2也会自动收回分配的资源，从而实现全自动资源的分配，保证了各能力组件划分的物基础设施源随需求进行增减，使得扩容简单易实现。
需要说明的是，为了使用户可以根据需要访问弱电一体化云平台2，本发明实施例提供的弱电一体化云平台2，还可以包括与软件即服务层(SaaS)21通信连接的门户层。
具体的，门户层，用于为用户提供所述弱电一体化云平台2的访问入口，其可以包括乘客服务门户、政府服务门户及内部办公自动化(Office Automation System，简称OA)门户。
其中，乘客服务门户，用于为乘客提供乘客信息服务入口。政府服务门户，用于为各政府部门提供政府服务入口。办公自动化门户，用于为轨道交通运维管理人员提供办公自动化入口。
可以理解的是，乘客服务门户可以为乘客提供乘客信息服务入口，从而乘客可以通过手机、微信、网页等多种方式，访问弱电一体化云平台2，以进行网上购票、获取出行向导和实时运营信息等服务。政府服务门户可以为各政府部门提供政府服务入口，从而各城市的政府、消防、公安、气象等政府部门可以通过政府服务入口接入弱电一体化云平台2，从而实现数据在云平台和政府机构之间的互联互通。办公自动化门户，可以为轨道交通运维管理人员提供办公自动化入口，从而为运维管理人员提供新闻资讯、公告、流程管理、公共资料、标准体系、邮件等方面的服务。
本发明实施例提供的弱电一体化云平台，依托于虚拟化、互联网中间件、大数据等云平台架构体系，并在此基础之上构建基于微服务的业务能力中心，统一向上层轨道交通专业***提供统一的接口和数据服务。相对于传统的单体架构体系，微服务架构具有服务之间可以独立部署、按需横向扩展的能力，这样就使得在线路及设备增加时只需要增加服务器等计算资源即可，无须修改软件架构体系和代码。且通过在弱电一体化云平台2中，整合传统分布在各线路中的各种服务器、存储、网络等硬件、软件***等资源，使得集中运维成为可能，可以有效降低运维人员的数量和成本。
通过上述分析可知，本申请实施例中，通过以云、端模式，构建的轨道交通弱电一体化***，由弱电一体化云平台与各专业***的现场设备通信连接，对各专业***的现场设备进行统一管理和控制。下面结合图4，对本申请实施例提供的弱电一体化云平台中SaaS层中各个业务平台与各专业***的承载关系进行详细说明。
如图4所示，行车控制平台211，可以包括车载信号子***211a、行车控制子***211b及全电子连锁***211c。
其中，如图4所示，所述车载信号子***211a，融合承载列车自动防护***(Automatic Train Protection，简称ATP)及列车自动运行***(Automatic TrainOperati)；
所述行车控制子***211b承载列车自动监控***ATS，并且，还可以与其它弱电信息***融合，共享数据，从而实现以行车为核心的智能运输***；
所述全电子连锁***211c，融合承载区域控制器(Zone Controller，简称ZC)及计算机连锁***(Computer Interlocking，简称CI)。
进一步的，如图4所示，综合通信平台212，包括车地无线综合承载子***212a、语音子***212b、传输***综合承载212c、综合网管子***212d。
具体的，车地无线综合承载***212a，用于以一套无线专网，比如LTE-U网，综合承载乘客信息***PIS、闭路电视监控***CCTV及车载控制器(vehicle on-boardcontroller，简称VOBC)的车地通信。
语音子***212b，用于以公网承载专用电话***、公务电话***、专用无线***的语音通信。通过行业成熟的IP电话或宽带电话(Voice over Internet Protocol，简称VoIP)技术实现语音业务一体化。
传输***综合承载212c，用于实现通信***、信号***及弱电子***的统一网络传输及隔离。包括弱电各子***IP统一规划、传输网融合，通信信号网络统一规划，传输***综合承载，通过虚拟局域网vLan技术实现逻辑隔离，保证***安全性需求。
综合网管子***212d，用于重构各专业***网管及集中告警***，以实现对各专业***的现场设备的统一控制。
另外，如图4所示，乘客服务平台213，包括控制中心乘客服务子***213a及车载乘客服务子***213b。用于融合承载乘客服务信息***PIS、闭路电视监控***CCTV、有线广播***(Public Address，简称PA)及城市轨道交通自动售检票***(Automatic FareCollection System，简称AFC)，以为用户提供多元化、个性化的服务平台。
综合调度平台214，用于重构闭路电视监控***、火灾报警***(Fire AlarmSystem，简称FAS)、设备自动化管理***(Building Automation System，简称BAS)、电力监控***(Power Supervisory Control And Data Acquisition，简称PSCADA)、门禁***、屏蔽门***及综合监控***(Integrated Supervisory Control System，简称ISCS)，以实现对各专业***的综合监控和调度。
具体实现时，如图4所示，可以将综合调度平台214分为：综合运营调度管理子***214a、乘客对讲***214b、安防监控***214c、综合运营监控子***214d及综合监控子***214e。其中，上述各个***可以根据需要设置在控制中心、车载、车站或车辆段，比如将综合运营调度管理子***214a、乘客对讲***214b设置在控制中心，将安防监控***214c分别设置在车载及车站，将合运营监控子***214d及综合监控子***214e，设置在车辆段等，本实施例对此不做限定。
具体的，在轨道交通运营过程中，综合调度平台214，在确定行车调度计划及变更后，即可对各专业***的现场设备进行相应的联动控制，从而实现行车调度为核心的轨道交通运营调度。
其中，行车调度计划，可以包括列车具体的运行时间、运行线路、途径站点、以及停靠时间等信息，本实施例对此不作具体限定。
行车调度计划变更，具体是指对行车调度计划中列车运行时间、途经站点、以及运行线路等信息进行相应调整的操作，此处对其不作具体限定。
具体的，可以根据所述轨道交通行车调度计划及变更，对所述各专业***进行相应联动计划及变更；在所述行车调度计划及变更发生前，调动各专业***进入相应工作状态。
例如，若行车调度计划中列车A的行车路线为北京-广州南，发车时间为12：20，到达时间为20：20，途经站为保定站、武汉、长沙等等，那么在发车前两个小时，对列车A进行上电操作，并启动CCTV、PA、NMS等专业***进入工作状态，使得列车A发车前对各专业***进行检测操作，保证列车A能够按时发车，提高对列车A调度的可靠性。
将ATS作为运营调度的核心，一切以行车为各专业***行为的触发初始条件编制合理高效的运行计划，满足乘客出行的需要；组织列车运行，保证城轨整点运营；对供电，环控及防灾设备进行监控，确保轨道列车运行安全可靠；对网络及设备进行管理，保持设备状态良好，通讯顺畅；实现应急指挥，处置突发事件，实现真正意义的以行车调度为核心的综合运营调度***。
进一步的，综合调度平台214，还可以对各专业***的历史运营数据进行分析，生成预案联动模式，预案联动模式中包括各专业***的触发条件，及各专业***分别对应的联动控制指令。
并且，在生成预案联动模式之后，本实施例还可获取轨道交通运营过程中，各专业***的现场设备实时采集的数据；根据实时采集的数据，判断至少一个专业***是否满足预案联动触发条件；若是，则根据对应的联动控制指令，对至少一个专业***进行联动控制。
举例来说，若根据各专业***的历史运营数据的分析结果，生成的火灾联动预案模式中，各专业***对应的触发条件及控制指令为：当FAS设备采集的烟雾数据达到第一阈值时，触发火灾报警，并联动控制广播***进行火灾应急广播，之后依次控制闭路电视监控***播放火灾现场画面、门禁***释放被控门、车站多媒体设备显示火灾信息并引导乘客疏散。
那么，在轨道交通运行时，当FAS的设备采集的烟雾数据到达第一阈值时，综合调度平台就会自动启动火灾联动模式，即触发火灾报警，之后广播***即进行火灾应急广播，闭路电视监控***自动将视频监控画面切换到火灾现场，并向门禁***发送按照火灾模式释放被控门，同时触发车站多媒体设备火灾模式信息显示，引导乘客疏散。
具体的，在实际使用时，综合调度平台在初始创建时，并无各专业***的历史运行数据记录，因此本发明在首次使用轨道交通运营调度***时，需要调度人员对不同运营情况进行人工处理，以使得综合调度平台能够记录调度人员对不同运营情况的处理操作，然后根据上述记录的调度人员处理操作，利用大数据的方式进行自主学习，以生成不同的预案联动模式。
在生成预案联动模式之后，综合调度平台会对各专业***采集的数据进行实时分析，当确定任意专业***达到触发条件时，自动启动预案联动模式，以使用预案联动模式自动对上述专业***进行运营调度，从而不仅可以减少运维人员的操作，而且根据预案联动模式，对各专业***进行自动运营调度，提高了***的可靠性和安全性。
其中，预案联动模式可以通过***的序列控制功能来实现；或者，也可以在各专业***之间以自动方式或半自动方式激活执行；或者，也可以作为一个控制序列由调度人员手动执行等等，本实施例对此不作具体限定。
进一步的，如图4所示，生产运营平台215，用于重构交通指挥中心(TrafficControl Centre，简称TCC)、清分中心(AFC Cleaning Center，简称ACC)、编播中心(Precompile Control Center，简称PCC)、信号维护支持***(Signaling MaintenanceSupport System，简称MSS)、企业资产管理***(Enterprise Asset Management，简称EAM)、办公自动化***(Office Automation System，简称OA)及决策支持***，用于实现轨道交通的信息化管理。
培训平台216，可以为各专业***的操作员、管理人员、维修维护人员提供统一的培训管理平台。可以根据需要分为模拟仿真子***、培训管理子***、在线学习平台、知识管理子***等。
具体实现时，上述各业务平台，均可以依托三张网络：安全生产网、内部服务网及外部服务网实现。
其中，安全生产网，用于支撑轨道交通生产、运营***的数据传输。比如，安全生产网可以支撑ATS、AFC、PIS、ISCS等***的数据传输。内部服务网，用于支撑轨道交通内部服务***的数据传输。比如，内部服务网可以支撑内部OA、培训***、运营管理***等内部服务***的数据传输。外部服务网，用于支撑轨道交通外部服务***的数据传输。比如，外部服务网可以向乘客提供互联网购票、出行信息查询等外部服务。
需要说明的是，弱电一体化云平台2通过整合硬件、软件、网络等资源，优化数据存储、业务流程和管理体系。可以向线路和车站提供OCC级别的轨道交通专业弱电一体化***(例如AFC、PIS、ISCS等)。并且可以通过扩展硬件、软件等资源，向城市级运营中心提供计划管理、运营监控、绩效考核、应急处理、报表决策等城市运营服务，或者，向国家级线网运营指挥中心提供国家级运营服务，展现所有线路运营的实时全貌，并提供统计分析、评估、决策、规划等方面的服务。因此，本发明实施例提供的轨道交通弱电一体化***，不仅适用于传统城市的车站、线路、车站的三级运营体系，也适用于跨城市的四级运营管理体系。
另外，基于微服务和SaaS的方式，使得轨道交通业务的快速调整成为可能。开发人员可以根据改进需求，快速调整各个微服务中心的业务逻辑并快速进行云部署。
在本申请一种较优的实现行驶中，该弱电一体化云平台，还可以包括与SaaS层通信连接的展现平台。
具体的，展现平台，可以从SaaS层各业务平台中，获取轨道交通的运营数据，并在展现平台中，按照预设的拼接规则进行展示。
在本实施例中，预设的拼接规则可以是***默认的，也可以是根据用户权限、或用户级别进行设置的，本实施例对此不作具体限定。
例如，若用户为安全维护人员，则在根据自身的角色，通过权限策略登录***后可向用户显示安全维护界面，以便于安全维护人员查阅自身职位所对应的安全维护界面。
或者，例如用户为国际级用户，那展现平台即可按照国家级用户数据拼接规则，进行数据拼接显示。
进一步的，展现平台向用户提供的人机界面中各专业***可以是单独设置对应的页面，从而调度人员可通过点击需要浏览或操作的专业***页面，即可进入所负责的***，从而使得轨道交通运营***适用性更强。
另外，本实施例的展示平台还可以用于展示引导信息，以帮助轨道交通运营人员进行人工操作。
具体的，由于在正常操作时，轨道交通运营人员能够及时准确对各专业***进行运行调度，但是当突发紧急事件时，比如发生火灾，或者供电故障时，运营人员由于外界因素导致操作不及时准确，而造成不利影响。对此，本申请为了避免上述情况时，通过展示平台显示引导信息，以引导和帮助调度人员进行一些序列操作，这些序列由画面和序列逻辑组成，以提示调度人员人工完成一个过程，或者让调度人员启动一个操作序列自动执行对应操作，实现了应急指挥，能够及时准确的处置突发事件。
其中，为了防止调度人员紧张而误触发一些操作，展示平台还会在显示界面中配置互锁以警告或者禁止某些操作，并当调度人员需要立即采取行动时，展示平台可自动弹出对应的控制序列，以使得用户可以直接触发控制序列，进行相应的处理。
若调度人员实际触发控制序列时，误触发了警告或者禁止的某些操作时，展示平台还会将显示画面自动导航到当前应当触发的控制序列画面，以保证调度安全性和可靠性更高。上述画面可被设定为该告警发生时的控制序列画面，且要求操作员立即采取行动。
通过上述分析可知，本申请提供的轨道交通弱电一体化***，利用弱电一体化云平台，将传统的通信***中的传输子***、专业电话子***、公务电话子***、专用无线子***、时钟子***、电源及接地子***、集中告警子***、有线广播子***、乘客信息子***、视频监控子***及OA***，信号***中的ATS、ATP、ATO、ZC及CI，及AFC、BAS、FAS、门禁***、屏蔽门***、PSCADA***及ISCS等若电***进行了一体化建设，从而为各专业子***间的数据互联互通、软件及硬件资源共享提供了可能，减少了各子***的联调周期，节省了轨道交通建设周期和运营投资成本。
本申请实施例提供的轨道交通弱电一体化***，以云、端模式建设轨道交通的弱电一体化***，由弱电一体化云平台2与各专业***的现场设备通信连接，对各专业***的现场设备进行统一管理和控制，从而实现了基础设施统一管理、各专业***间数据互联互通，减少了各专业***的重复建设，降低了轨道交通的建设成本，且轨道交通弱电一体化***的结构简单，为实现轨道交通的统一的调度和控制提供了条件。
在本申请在一种可能的实现形式中，还可以将上述弱电一体化云平台按照业务处理逻辑进行划分。如图5所示，弱电一体化云平台2按照业务逻辑自顶至下可以包括依次通信连接的：门户层21、业务***层24、运营层25、网络架构26及基础设施层23。
具体的，业务***层24，用于为用户提供轨道交通专业***。
可以理解的是，信息***云平台可以统一建设ATS、AFC、PIS、ISCS、维修维护、培训***、运营管理***等，并采用SaaS的方式统一向轨道交通各线路及城市提供专业***服务。由于各专业***采用统一的架构，因此可以实现各专业***间的数据互联互通。
网络架构26，用于支撑信息***云平台的数据传输，其根据传输的数据业务类型可以包括：安全生产网、内部服务网及外部服务网。
其中，安全生产网，用于支撑轨道交通生产、运营***的数据传输。比如，安全生产网可以支撑ATS、AFC、PIS、ISCS等***的数据传输。内部服务网，用于支撑轨道交通内部服务***的数据传输。比如，内部服务网可以支撑内部OA、培训***、运营管理***等内部服务***的数据传输。外部服务网，用于支撑轨道交通外部服务***的数据传输。比如，外部服务网可以向乘客提供互联网购票、出行信息查询等外部服务。
运营层25，用于向用户提供轨道交通运营服务。根据运营管理等级，可以将其进一步分为：一级运营中心252及二级运营中心251。
其中，一级运营中心252，用于为城市级或线路级用户提供城市运营服务及线路运营服务；二级运营中心251，用于整合一级运营中心的运营数据，以向国家级用户提供国家级运营服务。
具体实现时，一级运营中心252，可以为城市级用户，比如深圳中心、西安中心，天津中心等，提供计划管理、运营监控、绩效考核、应急处理、报表决策等城市运营服务；为线路级用户，比如1号线、2号线、3号线等提供AFC、PIS、ISCS等线路运营服务。从而在新线路投入使用时，不必采购服务器、存储等硬件设备，也无需安装各轨道交通专业***，只需要在信息***云平台开通相应的帐号，即可以使用信息***云平台提供的服务器、存储等硬件设备及AFC、PIS等专业***，从而节省了轨道交通信息***的建设成本。
二级运营中心251可以整合一级运营中心251的运营数据，从而将整合的各城市、线路运营中心的实时数据提供给国家级用户，向国家级用户展现所有线路的实时全貌，并提供统计分析、评估、决策、规划等方面的服务。
具体实现时，由于弱电一体化云平台，可以为不同级别，比如城市级、车辆级、车站级等用户提供服务，相应的，展示平台可以为不同级别的用户提供不同的数据拼接规则，进而在展示平台中以不同的数据拼接规则，将运营数据进行拼接展示，从而使得控制展示平台为不同级别的用户提供不同的展示界面。
另外，如图5所示，弱电一体化云平台根据业务处理逻辑还可以包括业务领域层27。具体的，业务领域27根据类型，比如可以分为建设、运营、管理、服务领域等。
需要说明的是，信息***云平台通过整合硬件、软件、网络等资源，优化了数据存储、业务流程和管理体系。可以向线路和车站提供OCC级别的轨道交通专业信息***(例如AFC、PIS、ISCS等)，向城市级运营中心提供计划管理、运营监控、绩效考核、应急处理、报表决策等城市运营服务，向国家级线网运营指挥中心提供国家级运营服务，展现所有线路运营的实时全貌，并提供统计分析、评估、决策、规划等方面的服务。因此，本发明实施例提供的弱电一体化云云平台，不仅适用于传统城市的车站、线路、车站的三级运营体系，也适用于跨城市的四级运营管理体系。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行装置执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个第一处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种轨道交通弱电一体化***，其特征在于，包括：各专业***的现场设备及弱电一体化云平台；
所述各专业***的现场设备包括各专业***的地面设备及车载设备，且所述各专业***的现场设备独立建设；
所述弱电一体化云平台，与所述各专业***的现场设备通信，用于获取所述各专业***的现场设备采集的运行数据，并对所述运行数据进行计算、存储和/或传输处理，以确定轨道交通的运行状态；
所述弱电一体化云平台，还用于向所述各专业***的现场设备下发控制指令或文件，以通过所述各专业***的现场设备对轨道交通进行管理控制。
2.如权利要求1所述的弱电一体化***，其特征在于，所述弱电一体化云平台，按照技术架构自顶至下包括依次通信连接的软件即服务层、业务能力中心、中间件层及基础设施层：
其中，所述基础设施层，用于提供所述弱电一体化云平台运行所需的基础设施；
所述中间件层，用于提供所述弱电一体化云平台运行所需的中间件资源；
所述业务能力中心，包括多个能力组件，分别用于实现所述弱电一体化云平台的不同业务；
所述软件即服务层，用于向用户提供轨道交通专业***。
3.如权利要求2所述的弱电一体化***，其特征在于，所述软件即服务层按照业务类型包括：行车控制平台，综合通信平台，乘客服务平台，综合调度平台。
4.如权利要求3所述的弱电一体化***，其特征在于，所述软件即服务层还包括生产运营平台和培训平台。
5.如权利要求4所述的弱电一体化***，其特征在于，所述行车控制平台，用于为所述轨道交通的运营及安全提供服务，包括车载信号子***、行车控制子***及全电子连锁***；
其中，所述车载信号子***，融合承载列车自动防护***及列车自动运行***；
所述行车控制子***承载列车自动监控***；
所述全电子连锁***，融合承载区域控制器及计算机连锁***。
6.如权利要求4所述的弱电一体化***，其特征在于，所述综合通信平台，用于实现一体化通信综合管理，包括车地无线综合承载子***、语音子***、传输***综合承载及综合网管子***；
其中，所述车地无线综合承载子***，用于以一套无线专网综合承载乘客信息***、闭路电视监控***及车载控制器的车地通信；
所述语音子***，用于以公网承载专用电话***、公务电话***、专用无线***的语音通信；
所述传输***综合承载，用于实现通信***、信号***及弱电子***的统一网络传输及隔离；
所述综合网管子***，用于重构各专业***网管及集中告警***，以实现对各专业***的现场设备的统一控制。
7.如权利要求4-6任一所述的弱电一体化***，其特征在于，所述乘客服务平台，用于实现车地统一信息管理和联动共享；
包括控制中心乘客服务子***及车载乘客服务子***，用于融合承载乘客服务信息***、闭路电视监控***、有线广播***及城市轨道交通自动售检票***。
8.如权利要求7所述的弱电一体化***，其特征在于，所述综合调度平台，用于重构闭路电视监控***、火灾报警***、设备自动化管理***、电力监控***、门禁***、屏蔽门***及综合监控***，以实现对各专业***的综合监控和调度。
9.如权利要求8所述的弱电一体化***，其特征在于，所述生产运营平台，用于重构交通指挥中心、轨道交通清分中心、编播中心、信号维护支持***、企业资产管理***、办公自动化***及决策支持***，以实现所述轨道交通的信息化管理。
10.如权利要求9所述的弱电一体化***，其特征在于，所述培训平台，用于重构各专业***的培训子***，以实现对各专业***的综合培训管理。
Priority Applications (4)
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| BR112020014107-0A BR112020014107A2 (pt) | 2018-01-09 | 2019-01-04 | sistema unificado de corrente fraca para trânsito ferroviário |
| US16/960,281 US11565734B2 (en) | 2018-01-09 | 2019-01-04 | Weak-current unified system for rail transit |
Applications Claiming Priority (1)
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