青岛城轨云：厚积薄发，引领智慧城轨“云时代”发展

        近年来，青岛地铁全面匹配城市发展战略，锚定“建设世界一流地铁、打造一流城市投资建设运营商”的发展目标，全力加快推进青岛市地铁建设，成为近十年全国发展最快的地铁之一。

        6号线作为青岛地铁第一条上云线路，其线路中心未来也将升级为整个线网的备中心。青岛地铁6号线与中兴通讯合作，应用中兴通讯电信级可靠性城轨云平台，构建坚实的云底座。青岛地铁6号线城轨云平台，采用先进的云计算、容器、边缘计算等技术，满足城轨运营业务性能、时效、安全等多方面的需求，有效整合IT基础设备、机房空间，降低整体能耗，实现统一运营、运维。

高速发展带来的机遇和挑战

        自2015年以来，青岛地铁以每年开通一条线（段）的“青岛速度”，积极回应人民群众对美好出行生活的期待。但大规模建设的背后给青岛地铁建设、运营、运维都带来了非常大的压力。

- 投资规模化，可持续发展压力较大

        青岛地铁各线路、各专业系统资源独立建设，业务资源利用率非常低，通常小于10%，资源浪费严重。此外，初期建设都会预留3~5年业务发展资源需求，前期一次性投资较高，短期建设投资和长期运维成本巨大，使得大规模投资的可持续有待改善。

- 运营线网化，服务、调度、管理难度大

        高效的乘客服务依赖于业务系统的高可靠性，而传统生产系统基本上采用单线路中心建设模式，难以匹配线网化的客流运输需求。

        此外，运营效率要求各专业系统之间进行高效的数据共享，但目前各专业独立的建设模式很难实现。

- 运维复杂化，设备分散、品牌型号不一

        因传统建设都采用单线路、单专业独立建设，运维也采用类似模式。因此，各专业的运维团队都需要具备终端设备、网络、IT以及业务应用端到端的运维管理能力，运维难度大，且效率低下。尤其缺少跨专业、线路的运维能力，严重影响网络化运营发展。

打造数字化转型坚实云底座

        青岛地铁在青岛6号线城轨云建设中与中兴通讯达成深度合作，基于中兴通讯的全栈双核云平台成功实现多专业融合，全生产业务上云，为青岛智慧城轨建设打造坚实云底座，助力青岛地铁数字化转型。

        城轨云作为智慧城轨发展的基础平台与技术底座，全面承载城轨企业生产运营、内部管理等各类业务，可以实现资源的统一调度、集中管控、弹性管理，有效支撑地铁客户提升运营效率，优化乘客体验，实现服务升级。

        青岛地铁6号线城轨云构建主、备中心云平台+站段边缘云节点两层云架构，承载智慧运行、供电智慧调度等主要生产业务及各智慧运维业务，提供完善的IaaS、PaaS云平台服务，支持虚拟化、容器和裸金属的融合部署，满足城轨安全生产业务对性能、实时、安全等方面的需求，最终实现“云、边、端”异构资源的一体化管理，构建动态高效、灵活扩展、稳定可靠、按需使用的城轨云平台（见图1）。

行业适配，保障上云业务高效运行

        青岛地铁深入轨道交通业务场景，积极研究传统OT域生产应用系统对城轨云平台的适配需求，将关注点从IT基础设施上升到业务场景层面，联合中兴通讯对城轨云平台进行持续升级、适配改造，打造出更懂业务、敏捷高效的城轨云平台。

        - VxLAN组播：针对PIS（乘客信息系统）、PA（广播系统）等上云业务组播需求，提供定制化云内VxLAN组播流量方案，可有效减轻云内网络设备流量负载，同时也降低云内网络阻塞风险以及骨干网带宽占用。

        - 云上冗余AB网：为了保障业务的平滑上云，创新性地定制云上冗余AB网，充分保障业务双网独立，实现网络故障隔离，满足传统OT业务的上云网络需求。

        - 基于IP的主备容灾：借助中兴通讯自研容灾管理系统TRM（TECS replication manager），在6号线云平台中打造基于IP的平台级主备容灾方案，通过虚机主备中心远程复制、虚机自动创建等功能，实现“容灾一键自动化切换”。

        - 云边协同架构：可实现大量车站级数据在车站级就地处理，减少硬件设备分散重复建设，降低骨干网带宽负担与中心电力资源负荷，提高安全性；同时，适应城轨的“中心集中管理与数据处理，车站级分散边缘自治”的特点。

数字化应用成果

        中兴通讯城轨数智平台提供完善的全栈云平台服务，解决青岛地铁快速发展带来的安全、成本、效率、能耗等方面挑战，助力青岛地铁提升数字化水平。

        - 提高运维效率，降低运维成本：通过资源云化，实现基础设施集中部署，由云平台统一管理，简化运维；同时硬件设备统一招标，减少品牌型号差异，减少备件采购成本。

        - “矩阵式”容灾方案，支撑青岛地铁可靠运行：6号线项目采用主备双中心+车站降级部署的容灾方案，通过云平台虚拟机自愈、虚拟机热迁移、虚拟机异地重生等特性，保证车站单点故障和中心突发灾难时关键数据不丢失，提供安全稳定可靠的云业务环境。

        - 平台统保，实现网络安全全面防护：城轨云平台基于三级等保要求建设，可以为上云业务提供统一的租户安全防护。

        - CPU智能节能，助力绿色地铁建设：应用中兴通讯领先的CPU节能技术，对有潮汐效应的虚拟机（如自动售检票系统等）进行动态CPU频率控制，同时对未使用的空闲核自动设置为休眠模式；通过CPU智能节能技术，现场实测能够节省30%以上的服务器能耗。

        - 开源开放，建设灵活行业生态：在城轨的建设上，青岛地铁十分重视行业生态建设。6号线城轨云项目建设中，青岛地铁率先提出安全异构、底层基础设施异构，通过兼容开放策略来解决技术绑定、风险集中等问题。

        青岛地铁联合中兴通讯在6号线城轨云项目中提前搭建云测试平台，组建独立的测试验证团队，覆盖所有上云业务及异构对接产品，完成软硬件兼容性验证；同时项目建设方案顺利通过中城协专家评审会，获得专家们的一致认可，为项目交付与实施提供强有力的技术准备。

        在交通强国和智慧城轨的纲领指引下，随着城轨被纳入“新基建”范畴，青岛地铁迎来新的发展窗口。青岛地铁将对标国内一流城市地铁的建设标准和理念，在智慧建设、智慧工地、智慧车站、智慧运维等地铁建设的全生命周期与互联网+、云平台、大数据、人工智能等新技术相结合，创新轨道交通技术，引领智慧城轨“云时代”发展。