雲TIAS：面向未來的智慧城軌ICT架構

1998年，世界上第一條全自動無人駕駛地鐵線路在巴黎投入運營；2002年，丹麥首都哥本哈根地鐵榮獲“世界最佳無人駕駛地鐵”稱號；到目前為止，全自動無人駕駛已應用到全球50多條地鐵線路，正成為城市地鐵的主流發展方向。據國際公共交通協會（UITP）估計，到2020年，全球約75%的地鐵新線路和40%的既有線路改造將採用全自動駕駛技術。

城軌自動化系統面臨“成長煩惱”

隨著技術的不斷革新和發展，炙手可熱的地鐵全自動駕駛技術勢必會融入更多、更全面的車輛、訊號、通訊和監控等相關新技術，而更先進的列控系統無疑是保證列車更安全和更可靠的基石。

傳統的地鐵資訊化系統包括乘客資訊系統、環境與裝置監控系統、訊號系統、通訊系統，以及遮蔽門系統等多個子系統，這些子系統的自動控制在經歷了從各專業子系統分散控制到以供電/ 環控為主的綜合監控這一“成長”階段之後，已經發展為面向全自動無人駕駛的行車綜合自動化系統（TIAS）。TIAS 以行車指揮為核心，採用統一的軟硬體和網路平臺，實現對各個專業子系統的智慧化整合監控，提高了運營排程效率以及災害和故障模式下的自動化處理能力，系統達到了UITP 定義的列車自動化執行最高等級——GoA4 級，能夠完全滿足人們所期待的全自動無人駕駛要求。

然而，伴隨著近幾年來地鐵資訊業務的發展以及新技術的應用，資訊系統建設規模不斷擴大，伺服器和工作站等IT 類裝置的數量顯著增多。單單以國內一條地鐵線路（約長30km）20 個車站為例進行統計，我們就會驚訝地發現，其所擁有的PC 伺服器超過了120 臺、工作站超過150 臺， 若TIAS 系統再融合ATS 系統，則裝置數量將會更加龐大。

不僅如此，傳統架構下的地鐵資訊化系統，由於各專業子系統之間相對獨立，資料只能通過介面進行聯通，共享效率低下，聯動機制薄弱，根本無法適應全自動駕駛下資料共享和智慧聯動的要求；且伺服器資源浪費嚴重，佔用了大量不必要的裝置供電成本和機房空間。這一切現狀，均對傳統資訊系統的ICT架構提出了極大的挑戰。現有的ICT 架構已經無法支撐高速發展下的城市軌道交通行業對行車綜合自動化系統的需求，同時也嚴重製約著地鐵的運營、管理以及維護。

“雲TIAS”下的速度與激情

面對上述傳統架構帶來的種種弊端，我們關心的不僅僅是如何解決問題，還包括如何才能藉助創新的ICT 技術構建起一個既支援業務靈活、高效擴充套件，同時又能面向未來適應智慧型城市軌道交通發展需要的新ICT 基礎架構。

華為憑藉開放的雲平臺和業務創新能力，從地鐵資訊系統的業務特點和建設標準角度出發，大膽提出了針對TIAS的雲端計算解決方案設計。

按照TIAS 系統中心級和車站級兩級管理的需求，應用雲架構技術的TIAS 在控制中心（OCC）部署雲平臺，完成全線各業務系統的資料計算和儲存，在各業務節點（控制中心的行調、電調、環調、總調、乘客排程和車輛排程，車站的值班站長和值班員處，以及維修中心的維修管理人員處）設定桌面雲以滿足業務處理需求。現場裝置層部署工業級AR，完成資料的實時採集、分佈計算和安全可靠傳輸。

首先，在控制中心部署FusionCube一體機和FusionSphere 虛擬化平臺，虛擬多個業務應用伺服器，並在其上部署TIAS 實時處理、歷史處理和模擬培訓等業務系統；同時，考慮到TIAS 融合包括ATS、BAS、電力SCADA、模擬培訓等在內的多個關鍵/ 非關鍵業務系統，可通過部署不同的虛擬化資料中心（Virtual Data Center，VDC）來實現不同安全等級業務之間的邏輯隔離。

其次，傳統的TIAS 系統需要在各個站點部署大量的專業工作站，不僅裝置數量多、噪聲大、能耗高，而且還存在安全隱患，不利於正常運營和維護。華為通過採用桌面雲技術，可在控制中心雲平臺上虛擬出多個虛擬機器（Virtual Machine，VM）， 並在每個VM 上部署工作站軟體，比如，對於行調可採用三屏顯示的TC，電調、環調、乘客排程和車輛排程可採用兩屏顯示的TC，而GPU 直通特性則適合行調、電調和環調工作站等對GPU 要求高的場景。

最後，針對TIAS 系統前端互聯絡統較多、資訊保安要求高的特點，華為專門定製了工業級物聯閘道器AR，其內建x86 平臺，可為前端採集提供分散式計算能力和安全防護。

TIAS 採用華為雲架構技術，提高了系統硬體資源的利用率，節省了耗電和空間成本，降低了工程總體造價；各業務系統按照雲端計算的統一標準進行開發實施和註冊部署，對各類業務工作進行標準化管理，大大降低了管理成本和系統執行成本。

面向未來的數字化全聯接軌道交通時代，華為將以雲端計算、大資料和LTE等方面的創新ICT 技術，助力全球地鐵客戶建設“高安全、高效率、高品質和節能環保”的智慧型城市軌道交通。

智豔利和王凱/文

和利時城軌綜合監控產品總監/華為企業BG交通SDT總經理