地鐵車輛智能運維系統(tǒng)及應用生態(tài)

1、1背景 及必要性2建設內容3合作模式4微服務框架17條705公里415座856列5116輛運營線路線路總長車站配屬列車配屬車廂上海申通地鐵集團有限公司承擔著53%以上的上海公共交通運量，是公益性、服務性、非盈利性交通 骨干企業(yè)。運營規(guī)模世界第一，在行業(yè)中具有引領、示范的標桿地位。1背景及必要性背景及必要性建設內容合作模式微服務框架檢修效率低裝備品種多（共有車型41 種）、規(guī)模大，檢修任務 重，質量要求高，人工檢 查效率低運維成本高檢修員工成本高達7.5億/年，以人工為主的檢修 方式不可持續(xù)發(fā)展 維修強度大設備維修的頻次和要 求隨車輛服役時間的 增加而日趨上升1背景及必要性背景及必要性建設內容合

2、作模式微服務框架車輛智能運維系統(tǒng)平臺（RISE）B2.檢修作業(yè)支持模塊故障去重維修建議故障標注應急處置A2.軌旁車輛智能綜合檢測系統(tǒng)（SMIT）圖像識別輪軌檢測踏面檢測車輪尺寸A3.車輛維修信息管理系統(tǒng)新建系統(tǒng)范例：迭代系統(tǒng)已建系統(tǒng)其他系統(tǒng)D4.供應鏈管理系統(tǒng)（MSCP）D3.施工管理平臺A.車輛運維多維數(shù)據采集系統(tǒng)EAM管理點巡檢管理鷹眼管理B.車輛智能運維專家系統(tǒng)D.平臺服務互通系統(tǒng)D3.列車基本信息C4.列車結構樹C5.列車故障詞典C6.用戶信息C.運維基礎數(shù)據管理系統(tǒng)C7.角色權限管理C8.視頻通知機制C2.車型協(xié)議解析C1.主數(shù)據管理系統(tǒng)A1.車聯(lián)網系統(tǒng)（IOR）預警管理歷史數(shù)據查詢

3、視頻監(jiān)控實時狀態(tài)監(jiān)控事件中心故障管理狀態(tài)數(shù)據分析狀態(tài)信息統(tǒng)計故障診斷健康評估數(shù)據分析服務評估B3.列車服務評估模塊B4.業(yè)務支持管理模塊檢修計劃、智能化排班、庫存管理B5.專業(yè)主題分析模塊能耗、旅速B1.車輛知識庫模塊列車修程作業(yè)指導書設備接口關系部件壽命信號標準閾值信號故障樹規(guī)則引擎維修履歷D6.企業(yè)資產管理（EAM）D5.點巡檢管理平臺D2.故障報修平臺D1.第三方 專家系統(tǒng)D7.平臺 接口 通用 服 務層2建設內容平臺架構背景及必要性建設內容合作模式微服務框架車聯(lián)網系統(tǒng)（IOR）通過車載無線傳輸設備，實現(xiàn)運行信息采集，對列車狀態(tài)數(shù)據進行管理，并傳輸?shù)降孛嫦?統(tǒng)。實現(xiàn)列車實時運行信息采集、

4、實時監(jiān)測，為智能運維提供技術支持。2建設內容車聯(lián)網系統(tǒng)（IOR）背景及必要性建設內容合作模式微服務框架2建設內容車聯(lián)網系統(tǒng)（IOR）牽引制動繼電器吸合次數(shù)輔助逆變器載荷空氣壓縮機工作電流充電機充電電流空調壓新風門開關頻度車門電機電流旁路信息；事件記錄；司機操作受電弓監(jiān)控視頻監(jiān)控客室溫濕度檢測軸承振動沖擊檢測車門狀態(tài)監(jiān)控受電弓檢測每列車4000個信息點 每500ms更新一次背景及必要性建設內容合作模式微服務框架2建設內容車聯(lián)網系統(tǒng)（IOR）11/23微服務框架背景及必要性建設內容合作模式2建設內容車聯(lián)網系統(tǒng)（IOR）11/23微服務框架背景及必要性建設內容合作模式軌旁車輛智能綜合檢測系統(tǒng)（SMI

5、T）通過式的檢測裝置，安裝基于機器視覺、紅外線、激光等傳感技術的檢測裝置，車輛經過時自動檢測外表故障及磨耗件尺寸等， 將信息發(fā)送到數(shù)據服務器和監(jiān)控終端，建立機車檢修新模式。2建設內容軌旁車輛智能綜合檢測系統(tǒng)（SMIT）11/23微服務框架背景及必要性建設內容合作模式2建設內容軌旁車輛智能綜合檢測系統(tǒng)（SMIT）11/23微服務框架背景及必要性建設內容合作模式2建設內容軌旁車輛智能綜合檢測系統(tǒng)（SMIT）11/23微服務框架背景及必要性建設內容合作模式點巡檢系統(tǒng)12/23檢修物料配送系統(tǒng)可視化接地系統(tǒng)2建設內容車輛維護管理系統(tǒng)鷹眼系統(tǒng)工具管理系統(tǒng)背景及必要性建設內容合作模式微服務框架3合作模式合

6、作生態(tài)圈主機廠優(yōu)勢列車原理清晰 了解故障機理列車整體把握力強網絡科技公司優(yōu)勢系統(tǒng)架構搭建 前沿技術把握 數(shù)據挖掘分析零部件供應商優(yōu)勢部件原理清晰 針對性強參數(shù)認識豐富上海地鐵優(yōu)勢需求明確業(yè)務流程熟悉 運維經驗豐富背景及必要性建設內容合作模式微服務框架4合作模式通用平臺車輛智能運維平臺（RISE）車聯(lián)網系統(tǒng)（IOR）軌旁車輛智能綜合檢測系統(tǒng)（SMIT）運維管理系統(tǒng)列車運維多數(shù)據采集數(shù)據支持主機廠列車設計優(yōu) 化運維支持分析結果支持運維建設部件供應商部件設計優(yōu) 化數(shù)據分析支 持網絡科技公司平臺搭建技術支持上海地鐵需求分析業(yè)務導向需求對接IT 新技術應用背景及必要性建設內容運維新模式合作模式4合作模式

7、數(shù)據協(xié)同共享數(shù)據生產者車輛智能運維系統(tǒng)平臺（RISE）數(shù)據消費者開放數(shù)據端口提出數(shù)據接入需求數(shù)據接入平臺數(shù)據生產者（軌旁設備供應商）數(shù)據生產者（主機廠）數(shù)據生產者（列車零部件供應商）數(shù)據生產者（ ）背景及必要性建設內容運維新模式合作模式4合作模式數(shù)據協(xié)同共享車輛智能運維系統(tǒng)平臺（RISE）數(shù)據生產者（軌旁設備供應商）數(shù)據生產者（主機廠）數(shù)據生產者（列車零部件供應商）數(shù)據生產者（ ）數(shù)據生產者&消費者（數(shù)據分析服務商、零部件供應商、主機廠 ）提出數(shù)據需求（接入&輸出）數(shù)據融合數(shù)據輸入數(shù)據協(xié)同共享，打破信息壁壘， 消除信息孤島開放數(shù)據端口背景及必要性建設內容運維新模式合作模式4合作模式數(shù)據協(xié)同共享

8、車門供應商自建系統(tǒng)和數(shù)據庫車門開關次數(shù)車門開關時間車門開關站點 車輛智能運維系統(tǒng)平臺（RISE）空調工作狀態(tài)載重車廂溫度 數(shù)據融合數(shù)據輸入數(shù)據輸入分析結果輸出到平臺背景及必要性建設內容運維新模式合作模式車聯(lián)網系統(tǒng)（IOR）1供電數(shù)據應用工務數(shù)據應用客運數(shù)據應用軌旁車輛智能綜合檢測系統(tǒng)（SMIT）車輛維修信息管理系統(tǒng)溫 門 制 旁 度 控 動 路壓里機程 Kafka消息隊列2結構化存儲非結構化存儲車 網 電 站 載 能實二 速 壓 流 點 荷 耗時進空總視制頻報文平臺通過API接口組件 RestAPI通用接口格式導 高拉 出 值電 電流 壓 實時數(shù)據落庫 工務訂閱接口服務客運訂閱接口服務供電訂閱

9、接口服務導 高拉 出 值受流 器 檢 測圖像檢測 視覺識別1 車輛內數(shù)據接口4輪 車 踏軌 輪 面震 尺 檢動 寸 測輪軌震動車輪尺寸溫 載 旁度 荷 路應急 指導車輛應急指導檢 修 任 務檢 修 作 業(yè) 日過車數(shù)據落庫故 障 上 傳車輛平臺接口服務 層通號數(shù)據應用API管理API監(jiān)控API發(fā)布API開發(fā)4321列車位置計 劃 管 理規(guī) 則 管 理1 車輛內數(shù)據接口 檢修結果入庫通號訂閱接口服務4跨專業(yè) 系統(tǒng)圖例：跨專業(yè)系統(tǒng)車輛專業(yè)系統(tǒng)車輛智能運維系統(tǒng)平臺 RISE323合作模式跨專業(yè)分析合作模式背景及必要性建設內容微服務框架服務器層中間件層應用層資源層WeblogicWeblogic Web

10、logicWeblogicTomcatTomcat Tomcat Tomcat應用系統(tǒng)OracleMysql裸金屬服務器WeblogicWeblogic Weblogic WeblogicTomcatTomcat Tomcat Tomcat分析系統(tǒng)OracleMysql裸金屬服務器WeblogicWeblogic Weblogic WeblogicTomcatTomcat Tomcat Tomcat第三方系統(tǒng)OracleMysql裸金屬服務器應用1應用2應用1應用2應用1應用2WeblogicWeblogic Weblogic WeblogicTomcatTomcat Tomcat Tomca

11、t第三方系統(tǒng)OracleMysql裸金屬服務器應用1應用24微服務框架復雜綜合業(yè)務應用系統(tǒng)集成的問題點背景及必要性建設內容合作模式微服務框架4微服務框架車輛智能運維平臺關注點標準 不一利 用 率 低平臺建設重復潛在問題建設運維 效率車輛智能運維平臺應用1應用應用2應用2應用3應用1應用4 應用2 A供應商開發(fā)B供應商開發(fā)C供應商開發(fā)供應商搭建的系統(tǒng)中有很多重復功能，導致功能重復建設。相同功能需要更多人員通過手動配置的方式，運維效率低下。供應商各自搭建自己的系統(tǒng)架構，架構不統(tǒng)一、標準不統(tǒng)一。相同的功能不能抽象出來形成工具，相同功能的利用率低。背景及必要性建設內容合作模式微服務框架PaaS日趨成熟

12、，微服務是大趨勢，Docker等容器技術能更好支撐微服務應用：緊耦合1個系統(tǒng)，業(yè)務復雜運維成本高重復造輪子架構封閉應用：松耦合在大型、超大型企業(yè)中仍然流行通常通過ESB進行系統(tǒng)集成大團隊：100200人TTM: 1年、半年、月集中式、計劃內停機擴容應用：解耦互聯(lián)網公司、中小企業(yè)、初創(chuàng)公司小團隊：2 Pizza TeamTTM: 按天、周進行升級發(fā)布DevOps: CI, CD, 全自動化可擴展性：自動彈性伸縮高可用：升級、擴容不中斷業(yè)務4微服務框架微服務架構的演進背景及必要性建設內容合作模式微服務框架微服務 開發(fā)框架微服務 服務能力提供開發(fā)框架微服務的概念源于 2 0 1 4 年 3 月 M

13、a r t i n F o w l e r 所寫的一篇文章 “Microservices”。文中內容提到：微服務架構是一種架構模式，它提倡將單一應用程序劃分成一 組小的服務，服務之間互相協(xié)調、互相配合，為用戶提供最終價值。提供服務能力用戶4微服務框架實現(xiàn)微服務的目的微服務 開發(fā)框架微服務 服務能力提供開發(fā)框架選用IT開發(fā)者中使用最廣的微服務開源框架Spring Cloud 特點：Spring Cloud是一系列框架的有序集合開發(fā)便利性簡化分布式系統(tǒng)基礎設施的開發(fā)給開發(fā)者留出了一套簡單易懂、易部署和易維護的分布式系統(tǒng)開 發(fā)工具包。開發(fā)者只要有Java基礎和Spring架構的概念和基礎，就能很快上 手實現(xiàn)微服務的開發(fā)。支持開發(fā)者多語言開發(fā)實現(xiàn)微服務，如Java、Go、PHP等服 務 中 心配 置 中 心網 關 中 心認 證 中 心應 用 中 心#Spring Cloud的框架構成Spring cloud4微服務框架微服務的特點微服務 服務能力提供服務能力業(yè)主用戶