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摘要：文章首先介绍了现有的地铁综合监控系统构成方案，并阐述了云架构下的地铁综合监控系统设计目标，之后分析了云架构下的地铁综合监控系统的优势，主要包括两个方面：统一进行调配管控、强大的可扩展能力，最后探讨了云架构下的地铁综合监控系统的设计，主要包括三个方面：云计算总体架构、云平台的综合监控系统架构方案、云平台的综合监控设置方案，希望能够为以后的地铁建设工作提供一些参考。
关键词：云架构；地铁综合监控系统；设计
云是网络与虚拟化的一种隐喻，云架构是指以云计算形式组成的网络架构，其中云计算是传统计算机技术与网络技术、虚拟化技术发展融合的产物，是现代信息技术的一种，其能够通过互联网并以服务的方式向用户提供动态伸缩虚拟化资源的计算模式，计算机是构建云计算的基础，云计算向用户提供的动态服务也需要通过计算机技术才能够实现。而地铁这种交通方式目前正在我国各个大城市加速建设，其能够使大城市交通拥堵问题得到有效地缓解。在整个地铁系统中，地铁综合监控系统占有非常重要的地位，并且在多个方面都发挥着非常重要的作用，比如提高自动化监控管理水平、节省运营人力成本、确保地铁稳定舒适高效运行等等。随着时代的发展，云架构已经广泛应用在多个领域，其中与地铁综合监控系统的融合也在不断加深，这有利于提升地铁的运行效率，营造安全舒适的乘车环境。
1、现有的地铁综合监控系统构成方案
现有的地铁综合监控系统是一个庞大的自动化系统，其不仅包含种类繁多、数量庞大的监控设备，并且还需要对海量的数据进行监测，通过将地铁的各个分散孤立的机电弱电系统集成和互联起来，形成统一的监控层软硬件平台，从而实现对地铁机电弱电系统的集中监控管理、信息互通、资源共享和协调互动等功能。传统架构的综合监控系统通常采用分层分布式结构的监控方法，即三级控制和两级管理，其中三级控制包括中央级、车站级以及现场级，两级管理则是指中央级管理和车站级管理。通过通信传输系统提供的独立传输通道能够将所有站级综合监控系统的网络构建起来，并将相应的控制命令从控制中心下达到各个站级[1]。
2、云架构下的地铁综合监控系统设计目标
以云架构为基础的地铁综合监控系统设计实现了对原有构成模式的突破，能够通过云计算技术整合各种计算机资源，比如服务器、存储以及网络等，从而将模块化的硬件基础服务资源构建起来，这样就可以按照需求将计算、网络等硬件基础服务提供给业务系统。之后根据实际的应用集中化建设需求，利用云计算技术整合各种基础软件，比如中间件、数据库等，这样就能够将模块化的基础软件平台服务资源构建起来，之后将支撑集中化整合的平台服务提供给上层各类业务系统。最后，逐渐建立起比较合理完善的基础软件平台服务以及硬件基础服务，从而使各种业务系统的共性功能得到进一步的优化，进而将模块化的业务共享功能服务资源构建起来[2]。
3、云架构下的地铁综合监控系统的优势
3.1统一进行调配管控
依靠云计算的自动化管控能力以及云管理平台，综合监控系统就不需要像以往那样将物理主机设置在各个车站、车辆段以及停车场现场，进行分层管理，而是直接自动申请云计算平台的计算资源和已经完成相应配置的功能应用，从而使物理资源池化的模式得以实现，这样依靠云平台的统一调配能够使管理模式更加的高效和灵活。
3.2强大的可扩展能力
云计算的设计构架是分层独立的，因此各个层面的计算资源都可以快捷方便的进行在线扩展，比如可以在线添加服务器等基础设施，也可以在线添加网络和储存设备等，从而使未来业务不断拓展的需求得到充分的满足，最终使综合监控系统的服务质量和系统效率大幅提高。
4、云架构下的地铁综合监控系统的设计
4.1云计算总体架构
从整体上来看，云计算构架可以分为三层：资源池、运维管理以及应用场景。首先，资源池的一部分为最底层的服务器、安全与备份设备、网络以及存储等组成物理硬件资源；另一部分是对物理硬件资源提供各种虚拟化服务，比如服务器虚拟化、储存虚拟化等。物理硬件设备进行虚拟化之后就成为了一个资源池，这样就可以提供基础设置云服务；其次，运维管理能够管理监控虚拟服务资源池，地铁的各个业务系统要通过运维管理才能够与云计算中心进行连接。通过运维管理能够将基础设置云服务更加安全、快捷的提供给各个业务系统。最后，应用场景就是指将管理和服务通过云计算中心统一管理平台提供给地铁业务系统。
4.2云平台的综合监控系统架构方案
在本文中研究的主要是采用基于IaaS（基础设施即服务）云架构的综合监控系统平台，地铁云平台由控制中心云平台、灾备中心（或备用控制中心）云平台、车站（含场段）云平台及传输网络等构成。在有全自动无人驾驶线路的线网云平台，为了确保控制中心失效后灾备中心可以实时启用，维持全自动无人驾驶线路的正常运行，推荐采用双活备份方式的云平台，让主备两个中心都同时承担业务，此时，主备两个中心互为备份，并且进行实时备份。云平台的计算资源、存储资源主要设置在控制中心、灾备中心的云平台机房内，仅在车站设置满足车站降级功能的计算及存储资源，以保证主干网络故障时车站业务的降级处理。云平台在控制中心、灾备中心设置桌面云系统及瘦终端，为不同职能的操作人员提供差异化桌面服务。图1为云平台综合监控系统架构（示意图）。
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图1 云平台综合监控系统架构
首先，根据双活备份的模式，线网云平台一套部署在控制中心，另一套部署在灾备中心（通常设置在车辆段或建设单独的备用控制中心），实时监控全线设备的状态，并统一处理相关的数据信息，这样原来分散在各个区域的服务器、磁盘阵列等设备就可以被替代。而值班站长、值班员以及相关的维修管理人员等位于各个业务节点上的人员，通过终端对云计算服务器上综合监控等系统业务进行相应的操作，就能实现对设备层上现场设备的监控或故障报警等数据的处理，无需关心具体的计算或存储设备。
控制中心云平台主要承载安全生产、内部管理、外部服务三大类业务。其中安全生产业务具体包括综合监控、乘客信息、自动售检票、集中告警等系统；内部管理网根据企业管理信息系统的建设进度分布实施；外部服务网承载CCTV、公务电话与互联网售票等业务。灾备中心云平台主要承载安全生产类业务，尤其是与行车安全相关的专业，包括综合监控（集成ATS）等，实现各专业对控制中心的数据灾备功能。
另外，还应在车站及场段部署线路云平台（又称为站段级云平台），实现在主干网络故障时车站业务的降级处理，即将本地云计算服务器等设备部署到车站、场段，这样即使中心与车站之间网络出现异常问题，也能够替代中心实现对本站的实时监控，从而使系统的可靠性的得到充分的保障[3]。线路云平台为综合监控等安全生产相关的专业提供IaaS服务，按照各专业对计算资源、网络资源、存储资源的相关需求配置相应的虚拟设备。
4.3云平台的综合监控系统设置方案
云平台为综合监控系统提供统一的计算、网络、存储、信息安全资源和桌面云系统资源等，其接口在云平台IaaS层，IaaS层及以下基础设施由云平台提供；涉及综合监控的操作系统、应用软件平台及IBP盘、前置机等物理接口设备仍由综合监控专业提供，综合监控与集成或互联系统之间的物理接口及接口功能维持不变，继续采用已有线路做法。云平台能够通过云计算管理、储存虚拟化以及服务器虚拟化等技术将灵活、稳定、便于管理的以云构架为基础的数据中心合理的构建起来，之后再将安全、计算以及储存等服务提供给综合监控系统。数据中心的基础设施主要是硬件资源，通过网络连接各台高性能物理服务器，结合服务器虚拟化等技术，将跨交换机的服务器集群构建起来，并在集群服务器上部署任意的云平台服务器；同时，在对储存设备进行配备的过程中，需对综合监控等业务系统的数据需求进行充分的考虑，确保储存设备有足够大的容量，然后再通过计算虚拟化技术以及网络虚拟化技术，对各个功能板块进行合理的划分[4]。通过云管理软件、网络管理软件等安装在云平台内部的各种软件，合理高效地管理和配置整个云平台的物理资源，从而确保能够正常实现整个综合监控系统的功能，与此同时还能够将云平台构架的优势充分发挥出来，进而实现对硬件资源进行按需分配，最终使整个系统的业务运行效率得到有效的提升。
结束语：
总而言之，以云架构为基础的地铁综合监控系统能够使相关设备资源的使用率以及系统性能等方面得到有效的提升。并且，近些年来云技术已经被积极应用在一些城市新建的地铁项目中，随着我国科学技术的不断发展，未来在地铁领域必将更加广泛的应用以云技术为基础的综合监控系统。
参考文献：
[1]吕金都，王致杰，黄麒元，等. 地铁车站能源监控系统结构设计[J]. 自动化应用，2016（8）：55-58.
[2]宋树胜. 地铁综合监控系统深度集成火灾报警系统的应用[J]. 城市轨道交通研究，2018（1）：143-146.
[3]张希. 深圳地铁9号线综合安防系统的特点与创新[J]. 铁路技术创新，2016（4）：61-66.
[4]黄文昕，檀森林，HUANGWen-xin，等. 地铁高可靠LTE无线网络的设计及应用[J]. 计算机与网络，2016，42（17）：69-72.