２０ｌ７年７月下 通信设计与应用５ 轨道交通综合监控系统非集中站设计与实现 黄明辉（广州新科仆都科技仃限公司，５１０６６５） 【摘 要】轨道交通综合监控系统就是对线路沿线各车站、段场、主变、冷站等场所进行实时监控，保证系统内信息互通。但是传统监控系统因 为监控设备资源较少，而对于线路较长，站点较多的轨道交通线路，对此需要采用集中站以及非集中站数据管理形式。本文首先对轨道交通综 合监控系统的特征进行分析，其次对非集中站数据流架构设计方案进行阐述，然后提出实现路径。 【关键词】轨道交通：综合监控 非集中站；网络构成 【中图分类号】ＴＰ２７７．２ 【文献标识码】Ａ 【文章编号】１００６—４２２２（２０１７）１４～０００５—０２ １引 所谓综合监控系统．其主要功能就是通过系统化的方法 Ｉ ■ ｌ Ｉ Ｉ ｌ 住啊 一 ０ 提高城市轨道运行效率，对区间设备、站内设备等进行集成监 测与管控，保证城市轨道交通各专业系统的信息互通。加强各 ”： ＿ ｆ ｌＩ ｌ ｌ 子系统间的联系．实现资源共享．全面提升城市交通综合监控 系统的协调配合能力和自动化水平、综合监控系统和城市轨 道各系统间有诸多接口，在建设管理过程中需保证监控设备 接口与系统对接成功，为信息管理和轨道系统调度奠定基础 一 ２轨道交通综合监控系统特征 全线各系统的综合监管、综合监控系统是将各监控设 备集成在一个系统中对轨道交通运行情况进行监控．在ＯＣＣ 及车站车控室建立综合监控工作站，可获得运行实时数据．完 成各系统间的数据传输工作．及时了解车站内各设备的实际 ，， 、 站 运行情况，并对故障进行可视化管理（ 各系统联动控制各 子系统的联动控制主要体现在轨道交通运行故障的应急处 理ｌ１Ｉ例如，在发生火灾时．综合监控系统可以将火警信息传送 至控制中心，再通过系统间的联动执行扑灭、排烟、疏散乘客 等应急操作在应急处理中．综合监控系统对各设备进行了协 调，从而缩短了信息的传送时间，也提高了处理效率 在原有 车站设备管理中，当前车站、控制中存在多个系统监控主机． 与各监控系统相连接，系统结构复杂，缺少信息间的交互．无 法实现真正意义的联动而在引入综合监控系统后．因为该系 统对各子系统进行了整合和集成化处理，各操作员只配备的 图１含非集中站的综合监控系统网络结构示意图 控制中心以及车站的ＩＳＣＳ的中央级多设置于控制中心 位置，并且将冗余实时服务器作为核心，利用通信网络将各车 站的ｌＳＣＳ连接在一起 车站级ＩＳＣＳ多设置于各车站和车辆 段，通过专业的接口设备便可将各子系统连接为一体。对轨道 综合监控系统中的监控主机便可实现对规定范围的内所有设 备的监控和管理工作，大大提高了工作效率、 交通运行数据进行全面采集 ＩＳＣＳ的数据流主要有三个环节． 分别为ＦＥＰ、服务器以及工作站， 对于集中站的数据流．外部 ３轨道交通监控系统非集中站设计 ３．１网络构成疗案 ＩＳＣＳ网络一般由三层网络组成，即主干层、局域层和现场 数据信息可以直接显示在通过集中站ＦＥＰ和集中站服务器 上 、集中站工作站中的相关操作都必须经过非集中站ＦＥＰ．通 过非集中站ＦＥＰ和集中站服务器后，直接显示在非集中站的 层 主干层骨干网将控制中心、各车站、车辆段等局域层网络 操作终端上 非集中站的相关操作信息必须有集中站的服务 连接起来非集中站数据通过１ＳＣＳ骨干网接人到集中站服务 器发送至非集中站ＦＥＰ．再传送至外部系统。方可实现数据传 器进行数据处理，从安全、高效等方面考虑，各非集中站ＩＳＣＳ 送 、非集中站数据流构成方案如下： 建议正常情况下通过权限设置来实现只监控本站点设备的原 则对于非集中站ＩＳＣＳ，车站不再设置ＩＳＣＳ服务器．数据通过 传输系统接入集中站服务器进行数据处理．非集中站ＩＳＣＳ通 ３．２．１数据采集流程 数据采集是指数据从现场设备至综合监控系统的数据 流 、ＩＳＣＳ在控制中心与集中站都配有两台服务器 ．非集中站集 成互联系统的数据通过非集中站ＦＥＰ同时发送到２台集中站 过车站以太网交换机连接车站工作站、ＦＥＰ、打印机等设备，同 时通过ＦＥＰ或者交换机与接１３＇系统相连 、对于集中站／普通车 站／车辆段ＩＳＣＳ配置ＩＳＣＳ冗余服务器１２１．车站级ＩＳＣＳ通过车 服务器．．集中站服务器（主）收到数据后，对数据进行必要的数 据处理，如发送告警、修改实时数据、写入中央历史库．同时向 站以太网交换机连接车站服务器、车站工作站、ＦＥＰ、打印机等 设备；同时通过ＦＥＩ 或者交换机与接口系统相连 车站级综合 监控系统关键设备采用冗余设计，目的在于克服单点故障对 备用的集中站服务器同步，并向非集中站工作站发布 ３．２－２控制下发流程 在控制中心，操作员有权对车站设备进行控制 因此在控 系统运行的影响【１Ｉ，有关集中站与所辖非集中站之间综合监控 系统网络结构如图ｌ所示 制中心，操作员可以直接通过控制中心ＦＥＰ发送至子系统：或 通过ＩＳＣＳ网络卫送至集中站ＩＳＣＳ服务器．再通过非集中站 ＦＥＰ发送里子系统 ３．２非集中站数据流构成万案 ６通信设计与应用 ２０１７年７月下 在集中站，操作在授权的情况下．可以对辖区内各非集中 站的设备进行控制．控制命令在发送到本站服务器后，本站服 务器根据命令的内容处理后．自动发送到相应的非集中站设 备上 在非集中车站，操作员同样在授权的情况下，也可以对本 车站设备进行控制。首先．控制命令从操作员工作站发起，通 过骨干网传输到集中站服务器上进行校验，例如权限校验，闭 锁校验等，通过后，在由集中站服务器发送到车站ＦＥＰ，通过 ＦＥＰ转发给予系统．从而完成整个控制流程。 ３．２．３数据发布流程 图２ ＢＡＳ系统控制权限转移逻辑图 数据发布是指将服务器处理过的数据发布至工作站的人 机界面上．非集中站工作站根据当前人机界面所需的数据内 容。向集中站服务器采取“要”的方式主机获取相应数据。另一 也具有重要作用 车站级ＢＡＳ工作站可以对车站内的所有机 电设备进行监控，并反馈轨道交通系统运行状态是否正 ｇ－ ，车 站Ａ、Ｂ两端的ＢＡＳ应急操作终端也可以用于应急处理 、在发 方面．为了保证变化数据在人机界面上的快速反应．集中站服 生紧急情况时，根据调度指令操作车站各应急设备，完成各应 务器也会对一些变化数据采取“推”的方式，主动发送到非集 中站工作站 ４功能实现 系统控制权限划分： 整个监控系统由于采用中央、集中站、非集中站等层次组 成．因此在ＩＳＣＳ系统中．权限的设置划分显得尤为总要。正常 情况下，中央拥有对全线各子系统的监控权限，各车站操作员 只能对本站范围内的设备进行监视．集中站操作员可以对辖 区内个车站设备进行监视 权限可以根据需要由中央下发到各车站、集中站或者非 集中站。也可以由各车站操作员根据实际情况请求中央的操 作授权，在中央同意后，实现权限下发。 当中央级服务器出现故障或者车站与中央的网络出现故 障时．系统自动进行降级模式．此时权限自动授权给集中站进 行临时控制接管，待故障恢复后，中央恢复正常的控制模式。 下面将以综合监控系统里面常见的ＰＳＣＡＤＡ子系统和 ＢＡＳ子系统进行说明 （１）ＰＳＣＡＤＡ系统部分 ＰＳＣＡＤＡ系统日常控制权限默认为ＯＣＣ级控制，当中心 服务器或通信系统故障时，则系统自动进入降级模式切换至 车站级级控制，由调度授权车站操作员进行设备控制。由于 ＰＳＣＡＤＡ系统主要针对供电单一系统管理，因此其控制权界 定比较明确 ＰＳＣＡＤＡ系统提供对变电所允许遥控的开关、刀闸进行 “分”“合”控制。系统将若干个单控组合在一起，以简化操作步 骤．完成供电系统所内、所间数个开关的倒闸作业，即为程控 控制 程控执行方式分单步执行和自动执行。单步执行是指程 控卡片中每个控制步骤均需调度人员进行干预：所谓自动执 行．是指程控卡片中所有控制步骤按单控方式一个接一个自 动完成 ＿３＿ 考虑到程控涉及的设备比较多，控制逻辑较为负责，因此 在权限控制中、移交模式和降级模式都不包含程控部分 因此 在程控功能只能在ＯＣＣ上执行，在移交和降级模式下，操作 员只能完成简单的单控功能 （２）ＢＡＳ系统部分 ＢＡＳ系统分ＯＣＣ级、车站级、现场工作站级（ＢＡＳ监控工 作站级）、车控室ＩＢＰ盘控制。上述各级控制转换关系如图２ 辑示＝ 其中．ＯＣＣ级ＢＡＳ系统工作站的主要作用就是对系统内 所有的机电设备运行状态信息进行采集，同时对区间设备、时 问表编辑、下载时间表、下发车站火灾、区间火灾模式指令等 急处理功能． ．ＢＡＳ系统的权限转移流程如下：Ｂ端监控工作站一・Ａ端 监控工作站一车站ＢＡＳ Ｘ－作站＿÷０ＣＣ工作站 、在有权限转移 需求时，必须先发送申请，在对象接收请求后，则意味着权限 转移成功 车站ＢＡＳ级工作站：可以根据配置．拥有对辖区内一些 设备的控制权限．例如电扶梯、照明等也可以将权限下放至 ＢＡＳ工作站或者从ＢＡＳ工作站收回权限．其它系统可以在通 过权限移交命令，在中央授权的情况下获取到 同样，在转移 权限时，必须先发送请求．对方接受请求后则视为转移成功 此外，车站级ＢＡＳ工作站也可以将权限收回，也无需接受其 他监控Ｘ－．作站发出的请求． ．０ＣＣ级ＢＡＳ工作站：可以将权限下放至ＢＡＳ工作站 在 转移权限前．需要先发送请求．在对方接受请求后，则视为权 限转移成功，、但是ＯＣＣ级ＢＡＳ工作站不能将权限下放至Ｉ｛ＡＳ 监控工作站 在有条件的情况下．需要将权限下孜给车站级工 作站．然后通过车站级工作站进行权限转移、 在中央级设备故 障的情况下．进入降级模式，车站、集中车站拥有自己所辖区 域内设备的监控权限 ５结束语 在保证线路安全、高效、稳定运行的前提下，轨道交通线 路通过采用集中站与非集中站数据管理方式可以减少投资成 本、便于设备维修，减少后期的维护成本 且选用合适的数据 管理方式．组网方式能更大的发挥好综合监控系统的硬件能 力 本文对轨道交通线路的建设具有一定的参考价值及现实 意义． ．参考文献 ｆ１１范蕊，张兴波．城轨综合监控系统用户界面幕单层级结构设计与实 现ｆＪ１．物联网技术，２Ｏ１５，５（５）：８２～８３． ［２］徐漫江，许涛，李冰．轨道交通综合监控在线决策支持功能研究… 自动化与仪表．２０１３，２８（７）：３５～３８． ［３ｌＸ恩鸿．李立明．黄建坊．轨道交通隧道智能环境综各监测系统设计 ｌＪ１．上海．Ｙ－程技术大学学报，２０１６，３０（２）：ｌ４３－１４８． 收稿日期：２ｏ１７—５—１９