CN103455887A - 城市轨道交通信息集成平台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种城市轨道交通信息集成平台。围绕城市轨道交通开通运营必须具备的车辆、信号、通信、风/水/电各专业所涉及的监控系统，从线网层面和网络化运营的角度，根据与运营服务相关的业务职能建立网络化运营调度中心、运营监视中心、应急指挥中心、票务清分中心和信息编播中心和数据存储中心；所述运营监视中心分别和网络化运营调度中心、应急指挥中心以及票务清分中心通讯连接，同时所述运营监视中心、网络化运营调度中心、应急指挥中心、票务清分中心以及信息编播中心各自通过企业服务总线和数据存储中心交互连接；各线路数据通过企业服务总线存入数据中心服务器，以备各线路专业监控系统调用，从而实现各线路各专业监控系统信息汇总。

Description

城市轨道交通信息集成平台

技术领域

本发明涉及一种交通信息平台，特别是涉及一种城市轨道交通信息集成平台。

背景技术

随着建设节奏的加快，城市的轨道交通在每个城市迅速呈现网络化格局，目前已获批建设城市轨道交通的城市达30个，预计到2015年建设总里程达2500多公里，总投资12000亿。由于轨道交通管理和控制的实时性和复杂多变性，其控制和管理要求具有很强的前瞻性，而这些都要求必须以数据信息为基础。而当前的城市轨道交通建设是按照一线一中心分专业的模式进行，分散性较强，不利于适应城市交通的综合化、数字化和智能化管理。其存在的问题，不可避免的为现代化城市轨道交通的建设和综合管理提出了更高的技术要求，这些问题亟待解决。

目前的轨道交通建设模式，存在如下诸多问题：

1）信息孤岛问题。该方面问题主要体现在两个方面，其一为单线信息孤岛。每条线路分专业建设，如：信号、通信、车辆、自动售检票、综合监控等，每个专业在线路中心设置各自专业的数据库，在纵向上实现了单条线路单专业信息的汇总，同时在单条线路形成了以专业分类的信息孤岛。

其二为线网信息孤岛。每个城市轨道交通建设都以线路为中心建设，线路中心即为信息汇总中心。并且建设顺序、参加单位、系统/设备制式都存在差异，这样站在全网的角度看就形成了线网信息孤岛。

2）资源协调困难。城市轨道交通按照一线一中心的模式建设，没有统一的线网指挥系统做支撑，难以适应多线路、多运营商状况下的运营组织、协调和突发事件的处理等需要。

3）信息挖掘困难。轨道交通开通运营后，基于对运营安全的综合考虑及运营特点的限制（除特定检修时段外，不能停运），各专业控制系统不再做功能性升级（涉及安全认定评估），这样各专业系统形成的大量历史信息就得不到有效的利用，而成为“信息垃圾”。

通过归纳分析，不难看出问题的深层次原因：大量的信息没集成统一存储，都分散在线路控制中心；生产系统和管理系统没有实现数据分离；网络化运营服务相关职能规划不完备；缺少线网级运营管理平台支撑。

发明内容

本发明针对现阶段城市轨道交通建设和运营中暴露的信息孤岛、资源协调等问题，提出一种城市轨道交通信息集成平台。

本发明所采用的技术方案：

一种城市轨道交通信息集成平台，围绕城市轨道交通开通运营必须具备的车辆、信号、通信、风/水/电各专业所涉及的监控系统，构建路网级数据集成平台，从线网层面和网络化运营的角度，根据与运营服务相关的业务职能建立网络化运营调度中心、运营监视中心、应急指挥中心、票务清分中心和信息编播中心和数据存储中心；所述运营监视中心分别和网络化运营调度中心、应急指挥中心以及票务清分中心通讯连接，同时所述运营监视中心、网络化运营调度中心、应急指挥中心、票务清分中心以及信息编播中心各自通过企业服务总线和数据存储中心交互连接；所述数据存储中心通过信息集成手段，构建线网级数据仓库，各线路监控系统的应用服务器均设置单独的通信前置机，直接或者经过防火墙接入企业服务总线，各线路数据通过所述企业服务总线的转换存入数据中心服务器，以备各线路各专业监控系统进行调用，从而实现对各线路各专业监控系统的信息的统一汇总。

所述的城市轨道交通信息集成平台，数据存储中心以轨道交通运营服务为主线，将信息集成分为数据集成和功能集成两大部分，将数据采集和功能通过企业服务总线集成在一起，数据集成部分使用虚拟化技术，包括服务器端的虚拟化和网络端的虚拟化；功能集成部分将广播信息、乘客导向信息系统、闭路电视系统的信息，通过协议适配器将信息集成到企业服务总线上，与各线路中心的自动售检票系统、信号系统采集到的数据一起，在数据集成部分进行信息交互。

所述的城市轨道交通信息集成平台，所述网络化运营调度中心、运营监视中心、应急指挥中心、票务清分中心和信息编播中心和数据存储中心分别由服务器双机热备份方式提供信息服务，各中心的工作站和服务器通过通讯网络交互连接；网络化运营调度中心、运营监视中心、应急指挥中心、票务清分中心和信息编播中心相互之间通过防火墙和通信网络交互连接，实现数据信息共享。

所述的城市轨道交通信息集成平台，数据存储中心由两台磁盘阵列做冗余实现，各专业监控系统的通信服务器通过千兆以太网交换机将数据汇聚到数据中心服务器，数据存储中心使用2-4台服务器实现负载均衡，保障数据交互期间的服务不间断运行。

本发明的有益积极效果：

1、本发明通过对城市轨道交通信息的集成，构建路网级数据集成平台，为轨道交通网络化运营提供运营协调、应急管理、信息服务，从而提升服务质量、降低运营成本、提高管理水平，实现城市轨道交通路网的安全、集约、高效运营。系统主要解决了信息孤岛，资源协调难和信息挖掘三大难题，其中信息孤岛包含网路各系统间和线网各线路中心间两部分。ECC、ACC、COCC和网络化调度指挥等扩展应用，将各线路中心采集的数据进行功能型的划分和信息综合管理，解决了各线路中心之间的信息孤岛问题，同时企业服务总线ESB可以将各线路中心内部的各个子系统采集的数据分项分析管理，也解决了线路中心内部的各子系统之间的信息孤岛。扩展应用都挂载在企业服务总线上，各子系统之间的信息可以实现交互，对线路中心之间信息资源协调和信息深度挖掘有很大的意义，实际运营期间，对于各车站间的信息交互，以及换乘站，包括ACC清分结算中心等各个环节，该系统都将起到不可替代的作用。

2、本发明城市轨道交通信息集成平台，ECC、ACC、COCC、网络化运营和PIC五个子系统分别由服务器双机热备份方式提供信息服务，保障子系统内部信息的不间断服务，子系统内部通过通信服务器与各工作站实现数据信息共享。DIC数据中心是提供数据集中存储的区域，由两台磁盘阵列做冗余实现，各子系统间通过专用的千兆以太网交换机将数据汇聚到数据中心集中存储，为保障数据快速，安全，有效的存储，数据中心使用了4台服务器实现负载均衡，保障了数据交互期间的服务不间断运行，同时对于PIC的大数据信息，可以在网络负载较大的情况下，直接通过子系统间的千兆以太网交换机汇聚到存储阵列中；数据中心还提供数据总线服务，通过各子系统的通信服务器汇聚到数据总线服务器上来，消除了各子系统不同应用间的技术差异，实现了不同应用间的通信和信息的整合。

3、本发明城市轨道交通信息集成平台，针对城市轨道交通运营前期存在的深层次问题（大量的信息没有统一存储，分散到各线路中心内部的数据库，生产系统和管理系统数据独立，网络化运营职能不完备以及线网级管理平台缺失），通过信息集成手段和系统中的各种不同的扩展应用，构建线网级的数据仓库，对线路、线网各环节信息进行综合管理，达到各线路中心子系统安全有效的运行，为调度指挥提供更有价值的信息。

附图说明

图1：本发明城市轨道交通信息集成平台组成方框图；

图2：本发明城市轨道交通信息集成平台集成模型及连接关系；

图3：本发明城市轨道交通信息集成平台信息集成方式示意图；

图4：本发明城市轨道交通信息集成平台所涉及的各专业监控系统；

图5：城市轨道交通信息集成平台各组成部分的数据流向示意图；

图6：本发明城市轨道交通信息集成平台网络拓扑结构示意图。

具体实施方式

实施例一：

参见图1、图3，本发明城市轨道交通信息集成平台，围绕城市轨道交通开通运营必须具备的车辆、信号、通信、风/水/电各专业所涉及的监控系统，构建路网级数据集成平台：从线网层面和网络化运营的角度，根据与运营服务相关的业务职能建立网络化运营调度中心、运营监视中心、应急指挥中心、票务清分中心和信息编播中心和数据存储中心；所述运营监视中心分别和网络化运营调度中心、应急指挥中心以及票务清分中心通讯连接，同时所述运营监视中心、网络化运营调度中心、应急指挥中心、票务清分中心以及信息编播中心各自通过企业服务总线和数据存储中心交互连接；所述数据存储中心通过信息集成手段，构建线网级数据仓库，如图3所示，系统采用线路集成的方式进行集成，各线路监控系统的应用服务器均设置单独的通信前置机，经过防火墙（为了达到与生产系统的隔离）接入企业服务总线，各线路数据通过企业服务总线的转换存入数据中心服务器，以备各线路各专业监控系统进行调用，从而实现对各线路各专业监控系统的信息的统一汇总和对生产数据库与管理数据库的安全隔离。

图3中，SIG服务器是信号专业服务器，ISCS服务器是综合监控专业服务器。

信息编播中心是运用网络技术与多媒体技术进行信息多样化显示的系统。它通过控制中心、广告编辑中心、车站控制等系统，对所需信息实时编辑、制作、传递，并通过车站LED显示屏、等离子或液晶显示器，为地铁乘客及地铁员工提供以运营信息为主，商业广告为辅的多媒体综合信息显示。

按照地铁设计规范要求，城市轨道交通具备开通运营条件必须完成车辆、信号、通信、风/水/电等专业系统级联调联试。参见图4，本发明信息集成平台主要围绕上述专业所涉及的监控系统。其主要包括：环境与设备监控系统（BAS）、电力监控系统（PSCADA）、门禁系统（ACS）、自动售检票系统（AFC）、信号维护支持系统（MSS）、车辆信息综合诊断分析系统（Expert 2）、闭路电视系统（CCTV）、广播系统（PA）、乘客导向信息系统（PIDS）。

乘客导向信息系统是为了方便乘客乘车，实时动态地向乘客提供各种乘车服务信息及与旅游等相关的其他服务系统。它与列车自动监控（ATS)系统的列车实时信息接口相连接，也可与其他的子系统接口，以向乘客提供各种所需的服务。乘客向导系统的内容以车上、站台、站厅等设置场所不同而异。

正常情况下信息编播中心和乘客导向信息系统按照各自功能进行工作，在出现灾害或事故的情况下两系统相互配合给乘客提供灾害或事故信息播报，引导乘客进行疏散。

实施例二：

参见图1、图3，本实施例的城市轨道交通信息集成平台，与实施例一不同的是，进一步的：如图2所示，数据存储中心以轨道交通运营服务为主线，将信息集成分为数据集成和功能集成两大类，将数据采集和功能通过企业服务总线连接在一起，数据集成部分使用虚拟化技术，包括服务器端的虚拟化和网络端的虚拟化；功能集成部分将广播信息（PA）、乘客导向信息系统（PIDS）、闭路电视系统（CCTV）的信息，通过http、ftp及私有协议适配器将信息集成到企业服务总线上，与各线路中心的自动售检票系统、信号系统采集到的数据一起，在数据集成部分进行信息交互。其中数据集成主要体现设备状态、客流、报文等信息的统一汇总与存储，为各业务岗位的集中监视和决策分析提供信息源；功能集成主要体现对音频、视频、文本显示等集中控制，为应急指挥（ECC）和线网资源统一调度提供技术手段。

各业务系统从数据存储中心获取监视信息，并根据各自业务需求，通过广播系统向各线路各车站播送广播通知，通过乘客导向信息系统向乘客发布乘客信息视频服务,并通过闭路电视系统查看现场实时信息。

实施例三：

参见图1～图6，本实施例的城市轨道交通信息集成平台，所述网络化运营调度中心、运营监视中心、应急指挥中心、票务清分中心和信息编播中心和数据存储中心分别由服务器双机热备份方式提供信息服务，各中心的工作站和服务器通过通讯网络交互连接；网络化运营调度中心、运营监视中心、应急指挥中心、票务清分中心和信息编播中心相互之间通过防火墙和通信网络交互连接，实现数据信息共享。

图6为发明城市轨道交通信息集成平台网络拓扑结构。数据存储中心由两台磁盘阵列做冗余实现，各专业监控系统通过千兆以太网交换机将数据汇聚到数据存储中心集中存储，数据存储中心使用2-4台服务器实现负载均衡，保障数据交互期间的服务不间断运行；数据存储中心通过各专业监控系统的通信服务器汇聚到数据总线服务器上，实现不同应用间的通信和信息的整合。

数据存储中心主要包含数据集成，功能集成，数据采集，数据服务总线和扩展应用五大部分，如图5所示，对各部分的数据流向描述如下：

数据由1号线、2号线……6号线线路中心，将自动售检票系统（AFC）、信号系统等各系统的前置机送到企业服务总线（数据总线）上，数据总线通过一个100M/1000M的网络通道与数据存储中心的内部网进行通讯，由一台数据总线服务器通过单独的交换机与数据总线的网络进行交互。

数据存储中心内部由四台主服务器做网络负载均衡，前端的一台负载均衡的设备，上联通过一台千兆交换机做数据汇聚接入；下联通过维护管理交换机及通讯服务器设备，提供给两台工作站服务，一台工作站做信号系统的数据信息管理及分析，一台工作站做机电设备系统的数据信息管理及分析，当前考虑预留第三台工作站，用作对信息化系统的数据进行管理及分析。

数据存储中心内部网下联一个千兆交换机用作数据分流，使用两台NAS做数据集中存储，为保障数据的可靠性及不间断性，使用一台UPS为其供电。

本发明城市轨道交通信息集成平台，通过对城市轨道交通信息的集成，构建路网级数据集成平台，为轨道交通网络化运营提供运营协调、应急管理、信息服务，从而提升服务质量、降低运营成本、提高管理水平，实现城市轨道交通路网的安全、集约、高效运营。其功能规划如下：

数据隔离存储功能：在城市轨道交通线网级统一规划构建数据存储中心，完成对各线路所辖专业监控系统的信息采集与存储，实现生产系统数据库与管理系统数据库的有效隔离。

监视功能：基于采集的各类信息，采用图标、符号、颜色、闪烁、形状变化等显示特性来表现设备状态，实现对全网设备的集中监视。

告警功能：通过对采集信息分类，提取各类报警信息，实现对威胁线网运营安全的报警进行及时播报，报警分两级，严重为一级，其它二级告警。

回归分析功能：基于设备故障或事故发生的时间段内，在集中存储管理数据库中提取多专业、多设备信息，通过综合界面展示方式，再现该时段内相关专业设备的状态变化情况，人员操作情况等。为还原该类事件发生的深层次原因提供技术手段。

报表/趋势分析：基于管理数据库已经与生产指挥系统有效隔离，可对集中存储的信息进行无障碍横向/纵向提取，结合运营指标绘制各类运营分析评估报表和趋势图（如：客流趋势图、设备特性图等）。

决策辅助：采用风险管理的方法对历史数据进行分析，并结合原既定方案对比分析，为方案优化提供决策支持。

控制功能：城市轨道交通中直接服务乘客的指挥系统包括：广播系统、乘客导向系统和闭路电视系统（视频监控），通过对该三个子系统在线网级进行功能集成，在线网控制中心实现对全网范围内乘客服务信息的分区/分线路控制或全方位播报。

应急指挥功能：实现对线网级应急方案管理，应急资源协调，应急效果分析。在预定范畴内，代表城市轨道交通与其它部门或单位联系和协调，如气象、公安、消防、公交部门等。

Claims (4)

1.一种城市轨道交通信息集成平台，围绕城市轨道交通开通运营必须具备的车辆、信号、通信、风/水/电各专业所涉及的监控系统，构建路网级数据集成平台，其特征是：从线网层面和网络化运营的角度，根据与运营服务相关的业务职能建立网络化运营调度中心、运营监视中心、应急指挥中心、票务清分中心和信息编播中心和数据存储中心；所述运营监视中心分别和网络化运营调度中心、应急指挥中心以及票务清分中心通讯连接，同时所述运营监视中心、网络化运营调度中心、应急指挥中心、票务清分中心以及信息编播中心各自通过企业服务总线和数据存储中心交互连接；所述数据存储中心通过信息集成手段，构建线网级数据仓库，各线路监控系统的应用服务器均设置单独的通信前置机，直接或者经过防火墙接入企业服务总线，各线路数据通过所述企业服务总线的转换存入数据中心服务器，以备各线路各专业监控系统进行调用，从而实现对各线路各专业监控系统的信息的统一汇总。

2.根据权利要求1所述的城市轨道交通信息集成平台，其特征是：所述数据存储中心以轨道交通运营服务为主线，将信息集成分为数据集成和功能集成两大部分，将数据采集和功能通过企业服务总线集成在一起，数据集成部分使用虚拟化技术，包括服务器端的虚拟化和网络端的虚拟化；功能集成部分将广播信息、乘客导向信息系统、闭路电视系统的信息，通过协议适配器将信息集成到企业服务总线上，与各线路中心的自动售检票系统、信号系统采集到的数据一起，在数据集成部分进行信息交互。

3.根据权利要求1或2所述的城市轨道交通信息集成平台，其特征是：所述网络化运营调度中心、运营监视中心、应急指挥中心、票务清分中心和信息编播中心和数据存储中心分别由服务器双机热备份方式提供信息服务，各中心的工作站和服务器通过通讯网络交互连接；网络化运营调度中心、运营监视中心、应急指挥中心、票务清分中心和信息编播中心相互之间通过防火墙和通信网络交互连接，实现数据信息共享。

4.根据权利要求3所述的城市轨道交通信息集成平台，其特征是：所述数据存储中心由两台磁盘阵列做冗余实现，各专业监控系统的通信服务器通过千兆以太网交换机将数据汇聚到数据中心服务器，数据存储中心使用2-4台服务器实现负载均衡，保障数据交互期间的服务不间断运行。

Images