用 100 年前的 IT 架构和淘汰的软盘技术,美国列车系统升不了级:要花费十年、上百亿美元,“风险太大!”(作者:冬梅、核子可乐)

2024-04-22 10:13:11
lujie
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AIGC 以其强大的创造力和学习能力,正在全球范围内掀起一场技术革命,而这场技术革命背后,离不开先进的计算机硬件和高效的软件系统支持。但令人遗憾的是,在这股技术狂潮的席卷之下,一些机构却仍在使用老旧的计算机设备和落后的软件技术来迎接瞬息万变的未来。

近日,旧金山交通局的列车系统就因“全手动操作且仍继续遗留着几十岁‘高龄’的软盘组件”而引发关注。
身在引领 IT 技术发展的硅谷,旧金山的列车控制系统居然依靠软盘为载体保持运行……这怎么可能?当地乘客 Katie Guillen 惊讶表示,“啊?我还以为我们已经步入 AI 时代,结果还在使用软盘?”

1、金山“老古董”列车控制系统引发热议,没有软盘走不了

负责运营当地地铁轻轨系统的旧金山交通局(SFMTA)号称是全美第一家使用软盘介质的机构。但现如今,交通局方面正急于放弃对 5 英寸软盘的依赖,前提是……给他们十年左右时间再加上数亿美元投资。

为了让公众了解更详细的信息,旧金山交通局几位工作人员最近接受了 ABC7 湾区新闻的采访,具体介绍了该机构每天早上如何使用三张 5 英寸软盘启动列车控制系统。

自 1998 年被安装在市场街地铁站以来,这些软盘一直成为 Muni Metro 旧金山地铁自动列车控制系统(ATCS)的重要组成部分。如今 26 年过去,交通局的工作人员每天早上仍在依靠软盘来指挥列车如何运行。

虽然现在来看这套系统已经“老掉牙了”,把时钟拨回旧金山交通局部署这套自动列车控制系统的 1998 年,其使用的确实是当初最前沿的技术成果。

来自交通局列车控制项目组的 Mariana Mauire 解释称,“我们是全美首家采用这项特别技术的机构,那个时候计算机甚至还没有磁盘驱动器,必须通过软盘将软件加载到计算机上。”
当记者 Luz Pena 问到 “软盘在列车控制系统中起着怎样的作用?”时,Mariana Maguire 回答称:“软盘属于整个系统的组成部分,这套系统负责自动控制地铁内的列车。我们在全市范围内运营的地铁系统包含大量依靠软盘运行的组件。”

也就是说,旧金山交通局的列车控制系统每天早上必须要借助 5 英寸软盘方可正常启动。

另一位交通局发言人 Michael Roccaforte 详细解释了该系统的运行原理。该控制系统中包含多个组件,包括与推进 / 制动系统、中央及本地服务器,外加环路信号线缆等通信基础设施相对接的车载计算机。这些软盘的主要作用是加载运行中央服务器的软件。Roccaforte 指出:

当列车驶入地铁站时,车载计算机会接入列车控制系统,以自动模式驾驶列车,保证车辆在操作员的监督下自行运转。而在驶离地铁站时,车辆会断开与控制系统的连接并返回手动操作模式。
Mariana Mauire 指出,“整个系统在晚间关闭后就如同失忆了一般。到第二天早上,就得有人重新提醒它「你是谁,你今天需要达成的运行目标是什么」。”

如此“智障”的旧系统为什么没有被换掉?为什么不把软盘升级成无线传输系统?

该局交通总监 Jeffrey Tumlin 在采访中表示,“这会带来新的风险。系统目前运行良好,我们当然也知道随着时间推移,软盘数据退化的风险也在不断增加,甚至随时可能引发灾难性故障。”

Roccaforte 表示,对列车控制系统开展全面改造的初步计划(包括取消软盘)早在 2018 年就已经开始,预计从初步规划到最终完成需要十年时间。由于新冠疫情爆发造成长达 18 个月的进度中断,预计实际完工时间将延后至 2029 年至 2030 年。旧金山交通局预计在 2025 年初确定承包商,届时将发布详尽的项目时间表。

2、系统升级需要十年时间,花费数亿美元

常言道“只要还没坏,那就尽管用。”可虽然软盘列车控制系统目前仍能正常运行,但继续依赖过时技术仍存在巨大隐患。旧金山交通局多年来也一直在强调这个问题。

交通局方面表示,这套列车控制系统的设计使用寿命仅为 20 到 25 年,也就是说从 2023 年之后已经属于计划外使用周期。据称由地方及国家交通专家组成的市政可靠性工作组曾于 2020 年提出,建议在五到七年内建立新的交通控制系统。

在被问及对现有软盘系统进行升级有多“迫切”时,Tumlin 表示问题的关键在于风险。

此前,旧金山交通局就曾表示随着时间推移,列车控制系统的维护正变得愈发困难且昂贵。他们还承认,为这类过时系统寻找技术人员的难度也越来越高。

Tumlin 在去年接受采访时坦言,“我们必须留住精通 90 年代编程语言的程序员,才能保证这套系统继续正常运行,就是说我们的技术债务可以追溯到几十年前。”

2020 年,一位部门发言人向《旧金山纪事报》证明,当时交通局交管员的本科生占比为 40% 到 50%。

在被问及放弃软盘系统是否会导致裁员时,Roccaforte 回应称:


随着新型列车控制系统的上线,现有员工仍有大量岗位可以选择,并接受相应的技术培训。我们升级项目战略中的一大关键,就是培养内部技能并对现有员工开展培训。此外,我们还需要聘请信号工程师等更多技术人才,以协助支持新的列车控制系统。


2020 年,Tumoin 在接受《旧金山纪事报》采访时指出,他早在 2007 年就得知该系统需要更新,但承认系统本身并不存在“迫在眉睫的升级需求”。

“虽然仍然依靠从 5 英寸软盘加载的 DOS 系统运行,但整个体系的确运行良好。”

旧金山交通局发言人 Mariana Maguire 上周在接受 ABC7 采访时表示,升级项目将使得列车控制系统“在自动驾驶技术的帮助下轻松跟踪全城列车的运行和移动,同时增强人为干预能力。”

然而,预算挑战导致项目的预定时间表遭受质疑。Roccaforte 表示,交通局的列车升级项目不仅涉及软盘迁移,还需要“对当前列车控制系统及其所有组件进行全面检修,包括车载计算机、中央与本地服务器以及通信基础设施。”

比陈旧软盘系统更重要的是环路线缆系统,负责在中央服务器与列车之间传输数据。根据 Roccaforte 的介绍,“其带宽甚至还不及早期 AOL 拨号调制解调器。”

旧金山交通局在其官方网站上补充称:

环路线缆脆弱且容易受到干扰,导致地铁维护变得愈发困难。这意味着该系统无法沿地面轻轨延伸至地铁站之外,因此在地面环境下仍未实现自动列车控制。
Roccaforte 还提到,交通局正计划升级至“现代通信技术,例如光纤或 Wi-Fi”。

Tumlin 强调,交通局希望能由州和联邦政府拨款承担列车控制系统升级预算中的“很大一部分”,而“其余部分则由本市市政铁路正迅速减少的内部资金消化。”交通局拒绝透露截至目前已经在系统更新上花掉的费用。

旧金山交通局不单自身多年来一直依赖软盘运行,同时还与其他采用软盘存储的机构保持长期合作,包括货运航空公司以及提供定制刺绣的纺织供应商。

3、饱受诟病的老旧 IT 系统为何难以替换?

美国一些地方的老旧 IT 系统饱受诟病已经不是什么新鲜事。前几年,就有媒体曝出全球贸易中心纽约的地铁基本上天天延误。因为纽约市地铁系统采用的是二战前的技术。

导致延误发生的原因是控制列车的通信系统过于老旧,但即便是这样的老旧通信系统,将其安装在一条地铁线上也要花 6 年时间和 2.88 亿美元。

在西四街车站,大都会交通管理局员工手动记录列车运行情况。

大都会交通管理局员工在接受 Business Insider 采访时称:“在我们的系统中,不仅仅具有 100 年历史的架构,还有很多古老的基础技术。”

该员工还表示要将纽约地铁上拥有百年历史的信号灯、手动控制开关替换掉并且升级更新老化系统,需要花费近 10 年的时间以及付出 200 亿美元的代价。

一位居住在旧金山的 ID 为 iancmceachern 的 Hacker News 用户表示,这种情况在机床领域(铣床、车床等)中比较常见。自己曾经给交通局发了电子邮件诉说过对于软盘问题的担忧,交通局回复他称:“软盘事件是个值得关注的问题,但其实这只是冰山一角。整个老旧系统中每一层都需要更换”。

ID 为 jandrese 的用户这些老旧系统存在很大的隐患,软盘算是比较常见的古董零部件了,如果摊上其他冷门的硬件则会更麻烦。他称:

由于复古计算社区的努力,软盘模拟器到处都是。但是,对于那些已经破产的公司的定制板、不透明的 ROM 芯片、PLA 等设备的模拟器,一旦出了问题挑战将会大得多。

如果他们有所有部件的良好电路图,可能可以通过几个熟悉电路和烙铁的聪明电子工程师来维持系统的长期运行,但最终他们可能会因某个冷门的零件用完,陷入困境。
值得一提的是,一些人认为尽管更新周期很长,但更新周期是在合理范围内的。比如 1996 年投入使用的 Breda 列车在使用了大约 20 年后开始逐步淘汰,大多数人普遍认为这是一个合理的时间去做一些更新。经历过 5.25 英寸软盘时代的人们或许能够理解,当系统完成了它的使命时,更换是合理的。到那时,需要更换的不仅仅是存储介质,而在此之前它能够正常运行也无需更换。

ID 名为 Workaccount2 的 Hacker News 用户认同上述观点。他们公司为另一个全球大城市的基础设施提供新的计算模块,这些基础设施仍然依赖于 20 世纪 80 年代初的英特尔 CPU。也就是说,他们公司正在为装有超过 40 年历史的芯片的机构安装新电路板。

Workaccount2 表示:“他们对更新系统没有表现出任何兴趣。这个系统运行正常,他们可以获得服务,也可以为损坏的部件获得新的替代品。”

但客户可能不知道的是,基本上只有一个我们的工程师(可能是地球上唯一一个)知道如何修理这些东西。他已经年纪很大了,显然年轻的工程师根本没有兴趣学习这些古老被遗忘的系统。
尽管引发了广泛议论,但有一些网友认为交通局至今仍使用软盘的行为是有道理的,因为比起上云,本地软盘更安全。

ID 名为 Zuu47 的用户则表示,人们没有意识到云上的新系统可能会被黑客攻击,使用软盘更安全。

总结下来,这些安装在机床领域的老旧 IT 系统之所以难以替换,无非有三点原因:第一,系统还能用,没到必须要更换的程度;第二,更换成本太高了,动辄数亿美元;第三,牵一发而动全身,工程量太过庞大,需要耗时许多年。



参考链接:
https://petapixel.com/2024/04/09/san-franciscos-train-system-is-still-running-on-floppy-disks/
https://arstechnica.com/gadgets/2024/04/5-25-inch-floppy-disks-expected-to-help-run-san-francisco-trains-until-2030/

https://www.businessinsider.com/nyc-mta-subway-delay-2017-6


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原文作者:冬梅、核子可乐

原文出处:InfoQ公众号

原文链接:https://mp.weixin.qq.com/s/-wLDgUNY5ATK6qtb6xLK9w


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