综合监控系统云平台方案

姓名：马庆文

省市：江苏南京

邮编：210000

摘要：随着时代的进步，城市轨道交通已经从传统的单一模式转变为更加先进的数字化、网络化、自动化和智能化，以更好地应对日新月异的市场需求。随着IT的飞速发展，如互联网、云计算和大数据，城市轨道交通的智能化已经取得了长足的进步，为经济的可持续增长提供了强有力的支撑。随着城轨云的普及，许多城市正在加快步伐，不断改善基础设施，实现统一的运维管理，并将其转化为可持续的数据服务，从而对城市的发展产生了重要的促进作用。

关键词：综合监控系统；云平台

一、综合监控系统(ISCS)

“综合监控系统”是一种先进的计算机集成系统，它可以实时监测城市轨道交通线路上的电气设施，以确保乘客安全出行，提高出行体验，让出行更加舒适便捷。实现信息共享系统集成了内部的多个子系统，并与其他自动化专业系统相互联系，从而大大提升了城市轨道交通的运营效率。该综合监控系统由三个层次组成，即中央、车站、现场。这些层次之间通过两级管理相互联系，以确保整个系统的有效运行。通过采用综合监控系统，不仅可以将多个子系统的中央级功能有效整合，而且还可以实现信号、自动售检票等系统的互联，使得运营部门的工作人员可以实时获取全线设备的运行状况，并且可以根据实际情况进行调度，从而有效提升管辖范围内的设备的运行效率。

监控功能是车站级设备的重要组成部分，旨在监督和管理整个车站。经过全面的综合监控，车站的各项功能被有效地整合在一起，这使得我们能够实时监测所在区域的设备，并且可以根据当前的状态向上层发出控制指令。此外，这个系统也可以将本地设备的运行信息传送至中央，从而更好地协调和管理各个部门的工作。采用先进的车站级综合监控系统，可以大大提升车站的安全性和效率，为乘客提供更加安全、便捷的出行体验。在车站，现场级设备是监控的重点，包括BAS、FAS、PSCADA、PSD、FG、CCTV、PIS和SIG.这些设备都是车站的核心部分，负责监控整个系统的运行情况。

二、传统综合监控系统部署方案与云平台部署方案区别

当前，许多地铁建设项目采用的综合监控系统，但由于硬件资源的有限性、缺乏可靠的维护和可操作性，导致效果不佳。由于升级任务繁重且硬件容错性较低，存在一些挑战。

2.1传统方案

新的地铁监控系统采用了两级布局。这两个层次分别是中央级和车站级。中央级设备主要用于收集处理来自各个子系统的实时监测数据，同时还需要接收来自总调或其他中央级系统下发的命令，以便对全线设备进行集中管控。车站级设备则通过传输网连接到中央级设备上，获取相关的实时监测数据，并将该数据上传至中央级设备。这种部署方案存在以下缺点：

(1)硬件资源利用率较低。由于冗余设计的考虑，大量的硬件设备处于闲置状态，导致资源浪费。

(2)维护难度较大。车站级数据采集终端数量庞大，软件版本更新频繁，一旦某个环节出现异常会直接影响整体系统的正常运转。

(3)硬件扩展能力差。车站级数据采集终端只能支持单一厂家的产品，无法兼容不同品牌的设备，因此当新增设备时必须重新开发相应接口程序。

2.2云平台方案

云平台方案是一种新型的综合监控系统部署方案。相比传统方案，具有如下优点：

（1）硬件资源利用率高。云平台方案所有的硬件设备均放置在云端，无需占用本地物理空间，从而避免了硬件资源的浪费。(2)维护简单。云平台方案仅需定期巡检云端设备是否正常即可，大大降低了维护难度。(3)硬件扩展性强。云平台方案支持多种通信协议，能够方便地增加或删除设备。(4)安全可靠。云平台方案采用加密算法保证用户数据不泄露，确保系统稳定可靠。

三、综合监控系统发展历程

在2000年以前，由于各种机电系统的单一建设，导致了大量的重复投资和资源的浪费，严重影响了经济发展。随着2000年至2015年间综合收集和控制系统的飞速发展，它们已经可以与大多数地铁机电子系统实现有效的集成，使得建设变得更加简单、快捷，大大减少了重复投入，同时也降低了建设成本。2015年，云平台已成为综合监控系统的标准。采用云平台技术，可以有效地管理和保护硬件设备，从而降低项目的复杂度和风险，同时也能够显著提高服务器硬件资源的利用率。云存储技术是一种革命性的分布式存储方式，它可以跨越多个存储空间，提供更大的容量，并且未来将发展成一个完整的、覆盖全球的大型数据平台，为用户提供更加便捷的服务。通过对硬件设施进行优化，不仅可以极大地提高运维效率，而且还可以有效地降低运维成本，实现投资的集中管理。

四、综合监控系统云平台需求分析

综合监控系统云平台的建设是一个复杂而庞大的工程，需要从多个方面进行考虑和规划。我们将对综合监控系统云平台的需求进行详细的分析与探讨。

首先，针对不同类型的应用程序，其功能需求存在一定差异性。例如，实时视频监视、报警管理等模块通常需要较高的性能要求；而电力质量监测、设备运行状态监测等则更注重数据采集及传输的速度和稳定性。因此，在设计云平台时需充分考虑这些因素，以确保各项业务能够得到高效地开展。

另外，为了保证综合监控系统云平台具有良好的可扩展性和灵活性，应当采用开放式架构体系，并支持多种操作系统和平台环境。同时还要具备完善的安全机制和备份策略，以防止因软硬件故障或人为误操作导致整个系统崩溃或者数据丢失现象的发生。此外，由于综合监控系统涉及大量的数据处理工作，因此在选择硬件配置时应优先考虑高速处理器和大容量存储设备，以及高可靠性的网络设备。这样不仅可以提高系统整体运行效率，还有助于降低运营成本和维护难度。最后，在实施过程中，还需要注意与其他现有信息化系统之间的集成问题。

五、综合监控系统云平台功能设计

通过对上述的需求分析，将详细介绍综合监控系统云平台的具体功能设计。该平台主要包括以下几个方面的内容：

(1)数据采集与存储：在该模块中，可以实现实时监测、历史数据分析等多种功能。其中，实时监测部分需要完成各种传感器信号的接入和处理工作；历史数据分析则是针对不同时间段内的数据进行统计和分析，以便更好地掌握设备运行状态及趋势。另外还可以利用报警系统来快速发现问题，并立即采取行动解决。

(2)数据处理与展示：该模块负责对接收到的各类数据进行预处理和清洗后，再按照预定规则进行数据建模和挖掘，最终生成各种报表或图表形式的信息供用户查看。同时，也支持用户自定义查询条件，以满足不同业务场景下的数据需求。

(3)应用开发接口：为了方便第三方软件厂商快速搭建自己的应用程序，该平台提供了丰富的API接口资源，用户只需简单配置即可快速构建新的应用程序。

(4)权限管理：作为一个安全性较高的系统，必须对用户访问进行严格控制和管理。因此，在该模块中设置了完善的权限管理机制，包括角色划分、用户认证、权限分配等环节，确保只有授权用户才能够正常访问系统资源。

六、综合监控系统云平台实现

通过功能设计搭建了一套完整的综合监控系统云平台。该平台采用B/S架构，主要分为前端展示层、中间业务逻辑层和后台数据存储层三个部分。其中，前端展示层使用Vue.js框架进行开发，后端业务逻辑层则是基于Java语言开发的SpringMVC+Hibernate框架，数据库选用MySQL作为底层支持。整个平台具有良好的可扩展性和稳定性，能够满足各种规模用户对于综合监控系统的需求。下面将分别从前后端两个方面来介绍平台的具体实现过程。在前端展示层中，利用ElementUI组件库来完成页面布局和样式设置等工作。通过引入响应式布局技术以及自适应的网格系统(Grid)算法，可以使得页面在不同设备上显示效果一致，同时还具备较好的交互体验。此外，该平台还提供了一些常用的图表插件，方便用户更加直观地理解数据信息。

在后端业务逻辑层中，首先需要对接收到的请求进行处理并返回相应结果。为此采用了Feign服务作为主要的RPC框架，它不仅可以提高代码的复用性和灵活度，而且还能够降低系统耦合程度，便于维护和升级；其次结合SpringMVC框架和Hibernate框架，构建了一个高效的数据处理模块，该模块负责接收来自前端发送过来的实时报警信息和事件通知，再经过一系列的过滤、聚合和查询操作，最终生成对应的报表或图表形式的输出内容。最后，在后台数据存储层中，采用了分布式数据库MongoDB来存储海量的历史数据和实时数据。这种数据库具有高可靠性、高性能和易于管理等优点，非常适合用于存储大量的结构化数据和非关系型数据。

结束语

综上所述，本文提出了基于云平台的地铁综合监控系统部署方案，旨在充分利用现有资源，优化资源配置，提高系统性能，降低维护成本，缩短建设工期，为我国地铁行业的健康持续发展做出贡献。

参考文献

[1]李明, 何治达. 城市轨道交通综合监控系统云平台架构设计方案比较[J]. 城市轨道交通研究, 2018, 21(9):3.

[2]曾啸, 王强. 南京地铁综合监控系统云平台设计方案研究[J]. 电气化铁道, 2020, 31(S01):5.