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基于私有云平台的轨道交通自动售检票系统研究
| 论文题名： | 基于私有云平台的轨道交通自动售检票系统研究 |
| 关键词： | 城市轨道交通;自动售检票系统;私有云平台;资源调度;负载均衡 |
| 摘要： | 城市轨道交通自动售检票（Automatic Fare Collection，AFC）系统是城市轨道交通的重要组成部分，是实现城市轨道交通售票、检票、计费、清分结算和运营管理等全过程的自动化系统。在城市轨道交通网络化运营背景下，引入新兴的云计算技术优化AFC系统架构，构建基于私有云平台的AFC系统，有助于应对大客流的常态化，解决海量数据的计算与存储等问题。 本文针对国内外AFC系统现有研究的不足，提出将云平台和AFC系统相融合的优化设想。在明确云计算技术特点、云平台关键技术和部署模式的基础上，从功能和非功能两方面对基于云平台的AFC系统需求进行分析，综合考虑系统在业务管理、安全性和可扩展性等方面的要求，选择私有云平台作为AFC系统的云部署模式。从逻辑架构、物理拓扑结构和软件架构方面提出更为简洁的系统架构，即以私有云平台替代传统AFC系统中的ACC层和LC层，SC层不再设置数据存储和计算的相关资源。其中，私有云平台由基础设施层、云平台中间件、软件层和云安全机制构成，实现对运营数据的全局性管理工作。 在明确系统架构的基础上，探讨了云平台的虚拟化技术、数据管理技术和资源调度技术。虚拟机的创建方法包括基于硬件和基于软件两种;数据管理技术包括文件管理、数据存储与分布式编程模型;资源调度技术的关键在于负载均衡算法。分别以任务数量和执行时间为均衡目标，研究了基于轮询策略和贪心策略的负载均衡算法，并在此基础上考虑服务器资源利用率的均衡，提出了基于动态平衡策略的负载均衡算法，以贪心策略完成任务与虚拟机的映射而形成初始解，周期性监测节点的CPU、内存和带宽利用率，实现虚拟机动态迁移。运用CloudSim软件搭建仿真云平台，以云平台总执行时间和虚拟机负载均衡度为评价依据，对比分析轮询策略、贪心策略和动态平衡策略下云平台的运行状态。结果表明，动态算法（动态平衡策略）下的云平台执行时间更短、虚拟机负载更均衡。最后，结合系统架构和云平台关键技术，提出了基于私有云平台的AFC系统的实现方案，以期提升社会资本使用效益、降低维护成本、提高运营管理效率，为中国城市轨道交通AFC系统的架构设计、优化和调整提供参考。 |
| 作者： | 赵圣娜 |
| 专业： | 交通运输工程；交通信息工程及控制 |
| 导师： | 张宁 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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