近年來，物聯網已廣泛運用于安防監控、智能交通、智能電網、智能物流等領域，并在各行各業不斷深化。工業物聯網亦是其中一個重要領域，通過云計算、大數據等新一代信息技術在工業領域的探索融合，新產品、新應用、新模式的產生和應用可以顯著提高運營效率，進而推動工業領域和相關業務數字化、網絡化、智能化的發展。

以城市軌道交通為例，軌道交通具有運量大、速度快、車次多、安全準時、便捷舒適等優點，成為了城市出行的一種高效選擇。為了使乘客安全、快捷地乘坐地鐵或城軌，列車上有乘客信息系統（PIS）、廣播系統（PA）、視頻監控系統（CCTV）、（列車）受電設備監控系統（TAS）等眾多基于嵌入式板卡運行的車載系統。隨著車載系統的功能不斷豐富以及AI技術的逐步應用，車載系統對算力的需求越來越大，但列車內能夠裝載計算和存儲設備的空間卻十分緊張，而且系統也缺乏相應的容災能力。如何高效整合列車內的計算資源，確保車上應用系統的穩定運行，是城軌列車信息化智能化發展亟待解決的重要問題。

此外，地鐵列車高速行駛過程中極易受到供電線路、軌道、電波、磁場等外界因素的干擾，支撐車載系統運行的嵌入式板卡等設備經常會出現電源、網絡頻繁斷連的情況。在這種情況下，車上計算資源如何保障車載系統能夠快速恢復運行？又是一個極具挑戰性的技術難題。

云計算技術可以很好地提高計算資源的利用率問題，但是，在電源、網絡可能頻繁斷連的環境下，云平臺或節點能夠在多短時間內完成宕機恢復呢？

從網上可查詢到的以往云平臺宕機恢復事件可知，一般情況下，云服務平臺宕機的恢復時間少則1-2小時，慢則1-2天，甚至更久。部署在云服務上的業務應用宕機恢復時間少則1-2分鐘，多則1-2小時，甚至更久。但是，對于搭建在地鐵或城軌列車上支撐各種車載應用系統隨列車同步運行的云平臺，1-2小時的云服務平臺宕機恢復時長和1-2分鐘的云上應用的宕機恢復時長，對于運營中的城軌列車而言卻是無法接受的。

根據城市軌道線路的最短站間距離和運行時長、地鐵列車停站時間和行車間隔等因素，為保障列車的正常運營行駛，提出了地鐵或城軌列車上支撐各個車載系統運行的云平臺在斷電恢復后，等待其整體重啟恢復的時間不可以超過1分鐘、應用系統恢復啟動時長需在20秒內的要求，這對于常規的云計算技術，是很難實現的。

面對1分鐘內完成整個云平臺恢復運行、20秒內完成應用遷移恢復啟動的重大技術挑戰，品高股份基于自主研發的品高云操作系統采用了多方面的技術改造和創新，生成了品高邊緣云平臺解決方案。

主要技術改造和創新如下

輕量化內核

品高云操作系統BingoCloudOS底層基于Erlang/OPT語言開發，本身就具備系統底噪開銷低，云平臺穩定運行過程中，內存占用小、硬盤空間占用小等特性。由于平臺需運行在城軌列車上，針對嵌入式硬件資源環境的要求，品高股份對BingoCloudOS云平臺的高級服務進行了裁剪，對核心部分進行更深入的輕量化、健壯性改造，使在BingoCloudOS的基礎上研發而來的品高邊緣云平臺，能夠在保證抗毀能力的前提下，啟動速度更快、運行底噪更小。

基于容器的云平臺底座

針對開源容器產品運行底噪大的缺陷進行優化，對自主研發的容器核心組件進行輕量化設計，大幅降低容器云的運行時底噪，使邊緣云平臺從整體上實現了輕量化，可直接部署到嵌入式設備中，基于容器的底座大大縮短了云節點的啟動時間，同時節點控制器的內存消耗對比傳統容器云降低了40%。另外，同時支持CRI-O、Isula等輕量化快速容器技術。

分布式容器鏡像倉庫

通過構建分布式容器鏡像倉庫，確保容器鏡像在跨物理節點的情況下保持高可用，減少容器鏡像從網絡遠程鏡像倉庫拉取鏡像的時間。使品高邊緣云平臺均能基于本地物理節點的鏡像倉庫啟動容器，大大縮短創建容器的時間 。

自遷移恢復

當運行某些車載系統的一個或多個節點設備出現掉電、斷網、損毀情況時，邊緣云平臺會自動在可用節點上通過分布式離線鏡像倉庫快速啟動被損壞節點上的容器實例。節點根據殘留信息自動進行角色確認，在網絡恢復連通性后自行上報到控制節點進行節點信息更新，并轉換或恢復節點的所有服務。在多臺物理節點發生斷電重啟的情況下，各個物理節點按斷電自恢復的模式進行并行異步恢復，滿足在超短時間內完成恢復的需求。

將整個邊緣云平臺的恢復時長壓縮在1分鐘內、應用遷移恢復時長縮短至20秒內完成，并不僅僅是依靠以上幾個技術要點就可以完全實現，因為技術與技術之間并不是相互獨立的，宕機恢復時長的壓縮還需要共享存儲、監控告警、多層級容災等眾多技術的相互配合和共同作用。

勇于挑戰困難、堅持技術創新總會結出豐碩的果實。以自主研發的品高云操作系統為基礎，經過反復測試和優化，最終研制出的品高邊緣云平臺，成功滿足了地鐵和城軌列車運行所需的各項技術指標，并先后在北京11號線、19號線、平西府試驗線，海南三亞城軌等項目隨列車成功上線運行。

憑借自主可控的技術和堅持創新的成果，以品高邊緣云為實際應用案例的《物聯協同邊緣計算平臺》，參加了《2022年度亞太信息通訊科技大賽（APICTA）》的角逐，并一舉榮獲了“2022年度亞太信息通訊科技大賽工業-交通、供應鏈、ICT網絡和通訊類別金獎”。

從1小時到1分鐘，從1分鐘到20秒，品高股份自主研發、勇于挑戰、堅持創新，一步步落實“行業+云”戰略，踐行云技術與行業的深度融合。未來，品高股份將繼續以領先的技術、卓越的產品、優質的服務、豐富的經驗，努力推動工業化和信息化的融合發展，加速形成工業生產制造和服務體系的新模式、新業態，賦能政企行業數字化轉型和產業升級。