城市轨道交通信号智能化运维系统线网中心的设计及应用

杜洋

摘 要：随着社会经济水平的不断提高和信息时代的不断发展，信号智能化运维系统应运而生，该系统凭借着自身强大的智能化控制功能被广泛地应用于城市轨道交通领域中，为实现对城市轨道交通的自动化、信息化管控提供重要的平台支持。为了进一步提高信号智能化运维系统的运行性能，现根据线网中心设计需求，完成对线网中心方案的科学设计，然后，将信号智能化运维系统线网中心科学应用于某地铁维护保障有限公司运维中心内终端设备或者云应用服务器集群中，应用实践表明：信号智能化运维系统线网中心具有非常高的应用价值和应用前景，不仅可以实现跨线路、跨专业、跨车站的可视化、集中化、综合化在线监测，还能帮助系统维护人员全面了解和掌握全线网设备的实际运行状态，为有效地调整、优化和完善相关设备发挥出重要作用。

关键词：城市轨道交通;信号智能化运维系统;线网中心;设计;应用

最近几年，随着我国交通建设进程的不断推进，我国对城市轨道交通信号管控提出了更高的要求，旨在提高信号智能化运维系统的可靠性、安全性和可维护性。而线网中心作为信号智能化运维系统的核心和关键，其设计水平直接影响了该系统的运行性能。因此，为了实现对各个信号系统的集中化、统一化管理，提高城市轨道交通信号的管控水平，如何科学设计和应用信号智能化运维系统线网中心是技术人员必须思考和解决的问题。

1 信号智能化运维系统线网中心方案设计

1.1 线网中心平台架构设计

信号智能化运维系统线网中心逻辑架构设计示意图如图1所示。从图中可以看出，该线网中心主要由四个部分组成，分别是专业终端、数据库集群、大数据集群和应用服务器集群。其中，数据库集群通过综合运用线路、车站类型等多种存储数据，为用户灵活调阅相关数据提供相应的支持，同时，还能向大数据集群传递全线网设备的状态信息数据[1]，以达到深度分析和挖掘在线信息数据，提高机器学习效率和效果。应用服务集群作为信号智能化运维系统线网中心的关键和核心，以职能为划分标准，可以将其划分为报警服务器、数据处理服务器、接口服务器和统一分析服务器等，能够实现对各条线路数据的收集、汇总和整理，并将最终的整理结果与外部系统接口信息、专业终端订阅信息进行有效地结合，在此基础上，完成对专业前端信息的形象化展示，以达到提高用户人机交互体验感的目的。

1.2 基于虚拟化云平台实现线网中心动态扩容

在传统的数据中心模式下，服务器和存储硬件设备均采用单一化的职能部署方式，这种职能部署方式的扩展性相对较差，为了解决这一问题，需要新增一种先进、新型的应用设备，然后，采用物理服务器和全线网设备相结合的方式[2]，利用虚拟化云平台，完成对应用服务器集群的搭建。在虚拟化云平台的应用背景下，通过搭建服务器集群架构不仅可以突破传统数据在系统资源共享和利用方面的局限性，还可以起到动态化扩容作用。当新应用系统上线时，技术人员仅仅需要在资源池内配置和安装新的虚拟机内即可[3]，無需新增额外的硬件设备;当某些应用程序内部的存储空间和计算资源较少时，机器人仅仅需要采用在线调整资源的方式，就可以实现对优质资源的科学分配，从而提高优质资源的利用率，为进一步地提高线网中心运行性能创造良好的条件。此外，通过利用构件和应用云服务器集群，可以根据数据的容错性和同构交换性，进一步提高线网中心服务水平，确保线网中心能够可靠、稳定、安全地运行。

1.3 设计异构数据接入、持久化、同步机制，保证数据完整性与一致性

在设计信号智能化运维系统线网中心的过程中，技术人员要重视对异构数据接入、持久化、同步机制的设计，以达到提高数据真实性、一致性和完整性的目的。首先，技术人员要采用构建多种数据的方式，将采集数据、结构化数据和非结构化数据进行有效地结合[4]，在此基础上，不断修改、优化和完善数据持久化机制，确保线网中心的可靠性和完整性。此外，技术人员还要制定和完善数据同步机制，确保数据的准确性、一致性和完整性。数据接入、持久化和同步机制如图2所示。为了进一步提高线网中心设计水平，技术人员要根据外部数据的特征，有针对性地设计数据存储机制，同时，还要采用采集数据的方式，将相关数据转化为数据块，为后期更好地传输、共享和利用数据打下坚实的基础。此外，还要在结合结构化数据使用需求的基础上，严格按照数据通用规范[5]，对其进行格式化设计，并将相关数据存储于关系数据库中。在处理非结构化数据的过程中，要采用分离存储的方式，将索引内容和数据内容进行有效地结合，为用户提供快速查询功能。

1.4 建立前端应用组态机制，满足终端快速定制化要求

为了促进城市轨道交通行业的健康、可持续发展，在进行信号智能化运维系统线网中心设计的过程中，技术人员还要重视对前端应用组态机制的制定和完善，确保该机制符合终端快速定制化相关标准和要求。为此，技术人员还借鉴和应用工业控制组态相关知识和技术，利用线网中心大屏，完成对专业运维终端的科学化、高效化定制。通常情况下，前端应用组态机制在制定期间，主要涉及到了以下两大环节：（1）定制可视化工具，以提高终端界面显示器定制效率和效果。（2）借助解释型语言，编写相关脚本。在这一环节中，机器人采用调用插件接口的方式，可以实现对人机交互功能以及后台服务功能的设计，以达到提高数据交互效率的目的。

2 信号智能化运维系统线网中心的应用及效果

为了更好地验证信号智能化运维系统线网中心的有效性和可靠性，现将其部署和应用于某地铁维护保障有限公司运维中心内终端设备或者云应用服务器集群中，取得了良好的应用效果，通过利用该线网中心的汇总外部系统接口功能，针对实时在线数据特征，采用在线监测的方式，实现跨线路、跨车站的综合化分析和判断[6]。同时，利用在线网终端，可以向用户提供各种设备相关信号，如全线网轨信号、电源信号以及车载信号等，此外，还能形象、直观地呈现设备的故障信息，为后期维修工作的有效开展提供重要的依据和参考。另外，通过利用该线网中心的多维度展示功能，将各条线路和车站相关感知数据形象、直观地呈现在维护人员面前，便于维护人员全面了解和掌握全线网设备实际运行状态。为了安全、可靠地保存各条线路历史信息数据，线网中心严格按照专业类型、应用范围，实现对全线网设备的实时跟踪和监控，为后期综合分析和判断全线网设备的预警诊断信号、系统运行状态等信息打下坚实的基础。在线网中心的应用背景下，还能根据全线网设备相关历史数据[7]，总结和归纳全线网设备运行规律，并自动生成系统维护策略报告，便于维护人员根据全线网设备运行信息数据，科学、高效地优化和完善全线网设备维护方案。线网中心在具体的运用中，还可以为维护人员提供系统、完善的运维管理机制，同时，还能利用用户类型、用户权限以及前端交互信息，采用独立运维的方式，实现电源信号、环境信号以及道岔信号的智能化管控。总之，通过部署和应用信号智能化运维系统线网中心，不仅实现了对全线网设备的智能化运维和维护，缩小维护人员的工作量，还能最大限度地提高全线网设备运行状态的在线实时监测水平。因此，线网中心值得被进一步地推广和普及。

3 结束语

综上所述，促进城市轨道交通行业的迅猛发展，提高信号智能化运维系统运行得稳定性、可靠性和安全性，技术人员要加强对线网中心的设计和应用，这样一来，不仅有利于提高设备系统运行状态的检修能力，还能大幅度改善设备故障维修流程，为有效地缩小人力成本、物力成本和财力成本发挥出重要作用，同时，还能更好地拓展和优化信号智能化运维系统功能，以实现对信号智能化运维系统运维模式的改革和创新。

参考文献：

[1刘晓峰，周星宇，胡恩华，等.城市轨道交通信号智能化运维系统线网中心的设计与实现[J].城市轨道交通研究，2020，23（S2）：84-88.

[2]杜时勇.基于大数据的城轨信号系统线网智能运维平台研究[J].都市快轨交通，2019，32（3）：13-18.

[3]李聪.地铁信号系统智能运维方案设计[J].铁道通信信号，2019，55（2）：86-90.

[4]施聪.上海城市轨道交通列控系统智能化运维平台设计及应用[J].城市轨道交通研究，2020，23（S2）：60-64+69.

[5]谢竹伟，邱伟明.城市轨道车辆智能化车联网运维平台研究[J].中国标准化，2019（S2）：192-197.

[6]王键波.地铁供电系统智能设备与智能运维研究[J].智能城市，2020，6（16）：15-16.

[7]袁和耀.城市轨道交通智能运维系统设计理念与需求分析[J].建材与装饰，2020（6）：248-249.