铁路运输的边缘解决方案：如何通过开源提高效率、安全性和灵活性？（来自红帽）

　　铁路系统已经存在了几个世纪，这是一种极具成本效益的货运方式，铁路在乘客中越来越受欢迎。拥有大量传统运营技术（OT）的铁路系统刚刚开始数字化转型之旅。

　　将尖端技术和运营智能引入铁路运输可以提升效率，同时提高安全性。通过数字孪生铁路网，传感器提供所需的数据，建立一个全面的运营视图。从数据中获得的智能可以自动和优化编排车辆的运动。本文介绍阿尔斯通（Alstom）如何通过使用红帽边缘技术改造铁路运营。

　　阿尔斯通是开发和销售移动解决方案的全球领导者，为从高速列车、地铁、单轨和有轨电车，到交钥匙系统、服务、基础设施、信号和数字移动的未来交通，提供可持续发展的基础。该公司总部位于法国，业务遍及七十个国家。

　　气候变化使得在哈萨克斯坦等地提供可靠的解决方案具有挑战性，需要对组件进行大量测试。阿尔斯通的信号解决方案使用从传感器获取的数据与边缘处理相结合，提供更高的安全性和更高的容量和可靠性。

　　随着对更快、对气候友好的交通选择的需求增加，还有汽油价格的不可预测性，使个人交通变得更加昂贵，铁路公司对边缘解决方案的需求可能会在未来十年大大增加。红帽技术为阿尔斯通铁路网络解决方案交付了所需的能力，从而克服以下挑战：

　　01

　　强化网络安全

　　由于交通运输是一项关键资源，安全是一项基本要求，如果OT系统被黑客控制了，后果很严重。铁路系统供应商需要通过深入测试，完全控制硬件和软件。

　　02

　　高可用性设备

　　由于机车车辆和铁路线位于气候从零下到沙漠条件不等的地区，端到端的物联网解决方案需要有弹性的专用设备。

　　03

　　有限的连接性

　　连接很少或没有连接的偏远地区的轨道需要设备独立运行。边缘解决方案非常适合在这些环境中提供基本功能。

　　04

　　集成

　　将现有的传统OT系统与使用现代容器技术的IT系统集成，需要可靠的消息传递服务，有保障的交付和内置的安全性。

　　阿尔斯通解决方案使用的组件如下所示：

　　

　　您可以点击末尾阅读原文在红帽网站上了解有关每个组件的更多信息，例如红帽企业Linux（RHEL）和红帽Ansible自动化平台。在边缘解决方案中的开源组件有以下好处：

　　敏捷性

　　01

　　根据铁路网络的规模，可能有数千台设备在运行软件。这些应用和底层操作系统软件的打补丁必须在边缘架构中自动化。

　　安全性02

　　黑客经常攻击小企业的IT环境等目标。入侵一个国家的基础设施具有很高的吸引力，所以我们需要完全控制铁路网络中的端到端硬件和软件。软件供应链管道的内部管理和所有权降低了不良行为者控制硬件和软件堆栈的风险。

　　响应时间

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　　铁路网络中有数千个路边设备，响应事件的速度对于处理来自机车车辆的连续通信至关重要。使用在裸机上运行软件的容器的云原生技术，让环境能够满足边缘解决方案的低延迟要求。

　　应用于铁路网络的边缘解决方案的商业价值有助于提高利润，包括：

　　能源效率：铁路运营商使用固定的铁路网络信息来规划客运和货运时间表。来自传感器的数据可用于通过实时连续调整计划来优化机车车辆的能源使用。

　　增加基础设施的使用：使用来自铁路网络的离散数据的自动化，可以使列车以更短的列车之间的距离行驶。增加的运力通过减少等待时间而不增加基础设施的资本支出，从而加快货运速度并改善乘客体验。可靠性和准时性增加了铁路运输的采用，从而降低了碳足迹。

　　安全性：将IT和OT结合起来可能会使不良行为者干扰关键功能，这可能会导致严重后果。加强IT安全性，包括对边缘进行更新以关闭已知漏洞，并利用操作系统来抵抗在镜像创建过程之外添加额外的软件。使用更少的供应商和不断更新的开源软件堆栈可以保护基础设施免受网络安全威胁。

　　客户安全和体验：对时间表的实时调整提高了整体准时性。收集有关铁路网络的详细信息有助于主动通知客户延误情况。

　　预测性维护：来自有助于检测振动和声音变化的传感器的数据，可用于检测即将发生的故障，从而进一步提高正常运行时间，同时降低机车车辆维护成本。更好的设备可靠性和正常运行时间可以减少不可预见的延误。

　　在边缘结合IT和OT的其他行业

　　阿尔斯通实施的边缘解决方案是对开源容器技术的创新实施，它结合了IT和OT以提供业务价值。下面列出的其他几个行业可以应用这样的解决方案：

　　地方政府：利用车载数据和传感器数据，实时调整交通路线，优化交通系统。将数据与邻近城市整合可以提高交通效率。地铁公交网络可以使用传感器进行预测性维护，以减少车辆故障来增强客户体验。体育场馆的人群管理可以使用大门传感器和监控摄像头的数据。

　　运输服务：卡车运输可以使用车辆数据来规划和优化人员调度，并利用来自传感器的信息优化行程路线以降低碳足迹。

　　制造工厂：预测性维护可以提高生产效率，同时减少机器运营预算。他们还可以使用来自制造工厂数字双胞胎中的传感器的数据来优化运营。

　　公用事业：使用5G技术，来自传感器的数据可以检测到漏水情况，并主动将维修人员引导到最合适的位置。

　　商业建筑：优化空调系统，通过将自然空气与人工加热或冷却系统相结合，为整个建筑提供一致的气候体验。利用从建筑物内外传感器收集的数据的智能提高能源效率。

　　边缘环境的现代化有望提高效率。将OT与IT相结合，让组织走上了成为全数字化企业的道路。阿尔斯通边缘解决方案的成功实施，从核心到云再到边缘，使用一系列开源技术进行创新的好例子。

　　阿尔斯通的解决方案为乘客提供了更好的体验，并在不增加昂贵的物理基础设施的情况下提高了货运效率。该解决方案满足关键基础设施的安全性和高可用性需求。企业应该使用像阿尔斯通这样经过验证的架构框架，以加速下一代边缘创新的数字化转型之旅。

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