《電子技術(shù)應(yīng)用》
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物联网应用中间件及高铁智能应用介绍
RFID中国网
汇文
摘要: 【编者按】由国家金卡工程协调领导小组办公室主办,国家金卡工程物联网应用联盟、中国RFID产业联盟共同承办的“2013中国国际物联网博览会”于2013年6月4-6日在北京展览馆隆重举行。RFID中国网作为本届博览会指定官方网站,对博览会论坛的精彩内容进行了编辑整理。本文是根据易程科技股份有限公司副总裁邵晓风在物联网创新机遇与商业模式专题论坛上的主题发言整理而成,供业界朋友分享。邵晓风:我们是在这5、6年来一直参与高铁方面的建设,也是集成商之一,我们深刻感受到,我们在核心竞争力方面确实有待于大力的加强这方面的工作。在这方面我们有两个比
關(guān)鍵詞: 物联网 高铁智能 中间件
Abstract:
Key words :

  【編者按】由國(guó)家金卡工程協(xié)調(diào)領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室主辦,國(guó)家金卡工程物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用聯(lián)盟、中國(guó)RFID產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟共同承辦的“2013中國(guó)國(guó)際物聯(lián)網(wǎng)博覽會(huì)”于2013年6月4-6日在北京展覽館隆重舉行。RFID中國(guó)網(wǎng)作為本屆博覽會(huì)指定官方網(wǎng)站,對(duì)博覽會(huì)論壇的精彩內(nèi)容進(jìn)行了編輯整理。本文是根據(jù)易程科技股份有限公司副總裁邵曉風(fēng)在物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新機(jī)遇與商業(yè)模式專(zhuān)題論壇上的主題發(fā)言整理而成,供業(yè)界朋友分享。  
  邵曉風(fēng):我們是在這5、6年來(lái)一直參與高鐵方面的建設(shè),也是集成商之一,我們深刻感受到,我們?cè)诤诵母?jìng)爭(zhēng)力方面確實(shí)有待于大力的加強(qiáng)這方面的工作。在這方面我們有兩個(gè)比較切實(shí)的體會(huì),就是整個(gè)在國(guó)家物聯(lián)網(wǎng)的需求方面如何體現(xiàn)到我們跟高鐵相關(guān)的事情上,我舉兩個(gè)例子。
  
  一個(gè)是我們國(guó)家高鐵從2004年開(kāi)始引進(jìn)動(dòng)車(chē)組,到2011年我們的京滬高鐵做到了481公里的時(shí)速,在這個(gè)過(guò)程中,我們參與了一個(gè)智能列車(chē)方面的研發(fā)工作。這是一個(gè)什么樣的情況呢?就是在京滬通車(chē)前大概4月份的時(shí)候,從棗莊到蚌埠當(dāng)時(shí)叫做京滬的先導(dǎo)段做了實(shí)驗(yàn),當(dāng)時(shí)內(nèi)部掌握是希望能夠做到500公里的時(shí)速,當(dāng)時(shí)在這個(gè)段上跑到481公里的時(shí)候,當(dāng)時(shí)車(chē)上的專(zhuān)家和司機(jī)說(shuō)算了,別再加速了,天氣不太好。所以就是差10幾公里,沒(méi)有達(dá)到預(yù)定目標(biāo)。因此大家就產(chǎn)生了一些思考,因?yàn)椴豢赡芩袑?zhuān)家都在車(chē)上,所以大部分的機(jī)車(chē)的專(zhuān)家都在列車(chē)下面看著這個(gè)車(chē)的實(shí)驗(yàn)。所以很多的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)都在車(chē)上,如何通過(guò)各種辦法把這些數(shù)據(jù)傳到下面來(lái),讓車(chē)下面的專(zhuān)家做決定,后來(lái)的這十幾公里能不能再往前跑,這是一個(gè)很重要的需求。所以智能列車(chē)項(xiàng)目目前在國(guó)外動(dòng)車(chē)組的基礎(chǔ)上,在一列車(chē)上又增加了大概1800多個(gè)獨(dú)立的傳感器
網(wǎng)絡(luò),把車(chē)輛行駛的實(shí)時(shí)信息都采集下來(lái)傳到地面,通過(guò)地面來(lái)做相應(yīng)的一些實(shí)時(shí)的安全方面的、速度方面的、旅客服務(wù)方面的一些整合和考慮。我們?cè)趨⑴c的過(guò)程中,把這么多傳感器的數(shù)據(jù)要進(jìn)行融合、處理,把一些相關(guān)的結(jié)論傳到地面去,因?yàn)閭鬏攷挿浅S邢蕖?br />   
  我們另外一個(gè)項(xiàng)目組是在做整個(gè)高鐵運(yùn)維的工作。因?yàn)?008年中國(guó)高鐵京津線通車(chē)了以后,在2011年也出保了,再往下就是大量的維護(hù)和運(yùn)營(yíng)工作擺在了相關(guān)鐵路人的面前。在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中,我們另外一個(gè)組也是把車(chē)站的軋機(jī)、廣播導(dǎo)向揭示、自動(dòng)檢票系統(tǒng),查詢(xún)機(jī)等所有的設(shè)備監(jiān)控起來(lái),也有類(lèi)似的需求。他們也是為了這個(gè)事做的項(xiàng)目,把這些數(shù)據(jù)作為綜合整合,提上來(lái)去指導(dǎo)實(shí)踐。我們有兩組團(tuán)隊(duì),根據(jù)不同的需求做了相應(yīng)類(lèi)似的工作,而且互相之間還沒(méi)有太多的借鑒和可重復(fù)、可重用的關(guān)鍵技術(shù)。在兩年以前我們就下決心,我們做物聯(lián)網(wǎng)中間件方面的工作,這是核心競(jìng)爭(zhēng)力的積累。實(shí)際上我們?cè)谶@方面的工作要能夠支撐我們集團(tuán)公司內(nèi)部的幾個(gè)子公司項(xiàng)目組,對(duì)于工業(yè)界需求的支持。同時(shí)也是希望在這個(gè)中間件的過(guò)程當(dāng)中摸索出來(lái)能夠作為產(chǎn)品向廣大的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)界開(kāi)發(fā)運(yùn)營(yíng)的人員能夠使用。
  
  我們自己也有體會(huì),做物聯(lián)網(wǎng)中間件,因?yàn)樯厦孢h(yuǎn)離應(yīng)用,下面遠(yuǎn)離傳感器,實(shí)際上是一個(gè)非??菰锏墓ぷ?。所以要求團(tuán)隊(duì)至少要有24個(gè)月的封閉的,不與外界接觸的精神做這種物聯(lián)網(wǎng)方面相關(guān)的工作,所以在這方面的工作實(shí)際上是跟清華,跟科學(xué)院的團(tuán)隊(duì)共同參與了一個(gè)國(guó)家項(xiàng)目,把這個(gè)中間件的工作往前推進(jìn)。
  
  這是整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)中間件的一個(gè)平臺(tái)。最底層是中科院計(jì)算所做的工作,主要是物聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)嵌入式的網(wǎng)關(guān),主要解決的問(wèn)題就是把所有的設(shè)備統(tǒng)一接入,上面一點(diǎn)是DDS,這里用的是OMG的平臺(tái),這個(gè)實(shí)時(shí)可靠是說(shuō)在特殊的應(yīng)用上,比如說(shuō)軍用或者高可靠的一些傳輸方面由這個(gè)平臺(tái)進(jìn)行傳輸。再往上面一層就是所謂的應(yīng)用服務(wù)的中間件,我們主要是把CEP的技術(shù)做了深入的研究和實(shí)施化的工作。旁邊的開(kāi)發(fā)平臺(tái)和管理平臺(tái)都是一些插件技術(shù),Plug-in的技術(shù)可以熱插拔,整個(gè)形成一個(gè)大的架構(gòu)。這是剛才提到的整個(gè)過(guò)程的部署情況,左邊就是一個(gè)網(wǎng)關(guān)的中間件,通過(guò)傳輸?shù)姆?wù)進(jìn)到后面的實(shí)時(shí)的大數(shù)據(jù)處理。
  
  我們這兩年的工作當(dāng)中有一個(gè)重要的體會(huì),我們是覺(jué)得SOA過(guò)去4、5年以前最熱的,如果把這個(gè)跟事件驅(qū)動(dòng)和CEP結(jié)合起來(lái)的話,SOA的工作我們認(rèn)為就發(fā)展得比較完美了,能夠快速的解決我們所需要的一些使用的要求。這張圖其實(shí)是提到了從下面的數(shù)據(jù)采集進(jìn)行預(yù)處理以后進(jìn)行一些事件流的處理,通過(guò)模式匹配得到了相應(yīng)的一些復(fù)雜模式的一些研究和事件的輸出,通過(guò)這種評(píng)估了以后,向BPM的事件驅(qū)動(dòng)流程發(fā)布,同時(shí)也做事件驅(qū)動(dòng)的人機(jī)交互,這里強(qiáng)調(diào)的是一種實(shí)時(shí)應(yīng)的展現(xiàn)。我們基本上就是把SOA跟EDA和CEP做了這種有意識(shí)的一種整合。
  
  快速介紹一下我們現(xiàn)在這個(gè)產(chǎn)品?,F(xiàn)在這個(gè)產(chǎn)品基本上算是介乎于β和1.0之間,基本上四大塊,這是數(shù)據(jù)采集部分,把現(xiàn)在已經(jīng)有的傳感器和這種網(wǎng)關(guān)基本上需要的時(shí)候就加上去,有一個(gè)豐富的數(shù)據(jù)庫(kù),這是一些界面,就是怎么樣支持各種適配器,怎么樣支持各種協(xié)議,用圖形拖拽的辦法串起來(lái),這些都是一些軟件編程的辦法,包括一些數(shù)據(jù)的采集,實(shí)例的應(yīng)用等等。再就是處理,包括了預(yù)處理,先把事件按照一定的規(guī)則進(jìn)行定義,然后把這個(gè)事件的定義作為一個(gè)處理,現(xiàn)有的一些函數(shù)和我們自定義的函數(shù)都支持用戶(hù)的靈活操作。除了界面操作以外,還可以通過(guò)各種形式配置策略,這是文件操作的方式。
  
  剛才提到的分發(fā),通過(guò)一些規(guī)則的配置和過(guò)濾,把相應(yīng)的我們處理過(guò)的事件、數(shù)據(jù)分發(fā)到我們事先定好的目的地,這里有很多相關(guān)的一些接口、協(xié)議的支持。展現(xiàn)我們就是定義了一些展現(xiàn)的樣式等等這些數(shù)據(jù),這個(gè)展現(xiàn)我們現(xiàn)在跟用戶(hù)在探討的時(shí)候我們也認(rèn)為實(shí)時(shí)性是最重要的,所以這個(gè)展現(xiàn)本身并不復(fù)雜,也并不完整,但是它能夠?qū)崟r(shí)的能夠把相關(guān)的展現(xiàn)數(shù)據(jù)反饋給我們的監(jiān)控用戶(hù)。在整個(gè)軟件物聯(lián)網(wǎng)中間件產(chǎn)品當(dāng)中有這樣一些特點(diǎn),這里面要提到的是高吞吐,因?yàn)橛昧诉@個(gè)引擎,單點(diǎn)每秒可以做26萬(wàn)條的處理,有效的提高了處理能力。在集群方面我們也做了大量的工作,我們認(rèn)為誰(shuí)能把集群做好,誰(shuí)就能夠占領(lǐng)一個(gè)現(xiàn)在的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的制高點(diǎn)。微秒級(jí)的延遲跟性能,跟剛才的高吞吐是有關(guān)的,適配器我們做的工作主要是能夠支持熱的插拔。
  
  我們對(duì)于EDA來(lái)講有這樣一個(gè)體會(huì),我們引用了Event  Bus的概念,事件的生產(chǎn)者和事件的消費(fèi)者都在事件注冊(cè)的總線上進(jìn)行訂閱,通過(guò)事件的接收、校驗(yàn)、轉(zhuǎn)化等等,推送到訂閱服務(wù)的消費(fèi)者面前,我們對(duì)總線的概念做了相關(guān)的工作。這是CEP標(biāo)準(zhǔn)五步的處理法,都在我們這個(gè)當(dāng)中實(shí)現(xiàn)了。下面這個(gè)就是可以通過(guò)模式編排的方式,能夠?qū)崟r(shí)的把一些事件進(jìn)行處理。大家注意,在輸出的一塊有一條線能夠轉(zhuǎn)回到輸入,這樣能夠把一些相對(duì)來(lái)說(shuō)較為復(fù)雜和更為復(fù)雜的工作經(jīng)過(guò)多次的循環(huán)能夠把它處理掉。在這里面是通過(guò)五個(gè)層次做了這個(gè)處理方法。這是我們做的適配器,所有適配器通過(guò)協(xié)議的轉(zhuǎn)換、適配層,通過(guò)路由的辦法把各種的數(shù)據(jù)進(jìn)入到引擎層。
  
  這是我們從第三方測(cè)試的結(jié)果,軟件評(píng)測(cè)中心測(cè)出來(lái)是26萬(wàn)條是單點(diǎn),我們內(nèi)部在做測(cè)試的時(shí)候,實(shí)際上是能夠做到76萬(wàn)條,當(dāng)然這個(gè)CPU比較大。這個(gè)技術(shù)現(xiàn)在很熱,大家現(xiàn)在都在應(yīng)用復(fù)雜事件引擎的工作,由于它主要是在內(nèi)存中操作,單點(diǎn)能做到26萬(wàn)條,肯定是在內(nèi)存當(dāng)中做操作。
  
  有幾個(gè)致命性的問(wèn)題,包括持久化的問(wèn)題,集群化的問(wèn)題,我們覺(jué)得持久化相對(duì)來(lái)說(shuō)容易解決,一些狀態(tài)方面,我們通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù),內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)等等可以做。但是集群化這個(gè)事情是一個(gè)相當(dāng)大的挑戰(zhàn),如果這個(gè)問(wèn)題解決不了,現(xiàn)在所謂的大數(shù)據(jù)、云各方面都提不上,都做不來(lái)。所以在高可用上盡管我們并沒(méi)有實(shí)現(xiàn),但是我們實(shí)現(xiàn)了所謂工作節(jié)點(diǎn)的HA,就是等于這一個(gè)節(jié)點(diǎn)我們已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了,我們自己也認(rèn)為這是一個(gè)小的突破。但是光這一個(gè)節(jié)點(diǎn)不夠,所以我們實(shí)際上有一些想法,就是在縱向的節(jié)點(diǎn)方面,我們?cè)趺礃觼?lái)實(shí)現(xiàn)我們做了一些工作。同時(shí)在橫向方面,這里面因?yàn)橛袝r(shí)序,把一個(gè)復(fù)雜的事件我們按照時(shí)序分成了兩個(gè)或者兩個(gè)以上的流程,所以這個(gè)工作我們?cè)谠O(shè)計(jì)過(guò)程中,還有控制器,實(shí)際上我們?cè)诳刂破魃弦灿幸恍╇p機(jī)的要求,在管理節(jié)點(diǎn)上我們來(lái)實(shí)現(xiàn)所有的節(jié)點(diǎn)管理控制。
  
  下面是幾個(gè)應(yīng)用,一個(gè)是香港高速鐵路廣深港段香港段現(xiàn)在正在緊鑼密鼓的實(shí)施,所以我們把這套東西用到了我們香港的實(shí)施團(tuán)隊(duì),基本上左邊是整個(gè)一套管理端,右邊藍(lán)色的部分是香港方面的需求,所以中間接入端這一塊是用我們的中間件進(jìn)行實(shí)施的。還有就是高鐵智能運(yùn)維,這塊東西目前的需求量非常大,因?yàn)樵?00多個(gè)車(chē)站,我們從2008年開(kāi)始實(shí)施了300多個(gè)高鐵的車(chē)站,每一個(gè)車(chē)站都是大型的甚至是超大型的一個(gè)體量,所以在這里面每個(gè)站有上萬(wàn)個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)量,所以在這方面我們等于在集團(tuán)內(nèi)部強(qiáng)行采用了這樣一個(gè)技術(shù),不斷的有一些反饋上來(lái),對(duì)于我們的開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)有一個(gè)新的需求和新的挑戰(zhàn)。所以這個(gè)運(yùn)維的工作在北京南站已經(jīng)實(shí)施,因?yàn)楸本┠险臼亲钕瘸霰5膯挝?,現(xiàn)在其他高鐵的各線各站都在逐步開(kāi)展使用。高鐵的智能服務(wù)平臺(tái),在整個(gè)旅服平臺(tái)上,像PADS,自動(dòng)售檢票、查詢(xún)、客戶(hù)求助等等,所有這些東西都Plug-in這一個(gè)中間件的平臺(tái)上,能夠起到快速的實(shí)施應(yīng)用,同時(shí)也是為了將來(lái)的擴(kuò)展。因?yàn)楦哞F的線路目前還是高鐵自行成網(wǎng),按照鐵道部的規(guī)劃,既有線會(huì)不斷的插入進(jìn)現(xiàn)有的系統(tǒng)當(dāng)中來(lái)。所以通過(guò)CEP引擎為關(guān)鍵技術(shù)的中間件能夠非常容易的實(shí)現(xiàn)快速的擴(kuò)展。
  
  我們覺(jué)得在我們這個(gè)行業(yè)已經(jīng)得到了一些初步的甜頭,就是用中間件的辦法,減少重復(fù)開(kāi)發(fā)的工作量,可重用我們沉淀的一些相關(guān)的技術(shù),相信未來(lái)在其他的行業(yè)中也會(huì)有相應(yīng)的一些應(yīng)用和發(fā)展,謝謝大家!

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