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关于地铁综合监控系统建设关键问题分析

作者:教学论文
出处:www.lunrr.com
时间:2019-10-31

1综合监控系统技术内涵分析

1.1集成监控系统架构概念

地铁综合监控系统是一种大型自动化系统,其开放式系统无缝连接到各种自动化专业子系统。集成监控系统对每个系统都有两种访问方式,一种是子系统的集成,另一种是其他系统的互连。对于子系统集成,这意味着集成子系统将完全集成到系统中,并且集成子系统的所有功能都由集成监控系统实现。深度集成方法意味着集成子系统将从上到下进行集成,并且中央层和站点层采用相同的软件平台。对于系统互连,这意味着互连的系统是独立系统。集成监控系统通过外部接口与互连子系统交互,以支持信息共享平台的构建。

1.2综合监控系统网络结构

地铁的综合监控系统分布在半径数十公里的广域网中。综合监控系统的中央系统(CISCS)构建在地铁的中央运营中心(OCC)中。集成监控系统的站级系统(SISCS)分布在每个站上,并由双冗余工业以太网支持。集成的基础设备通常使用制造商的现场总线或专有总线。中央监视网络和地理位置分散的站点监视网络使用骨干网(MBN)。使用双冗余双环工业以太网,MBN或一定带宽的数据共享信道会占用通信传输网络或单独的网络。

1.3综合监控系统的性能要求

(1)实时要求。由于地铁综合监控系统是内置在WAN中的大型SCADA系统,因此其最重要的功能是远程控制功能,可实现实时远程控制,远程信令和快速模式控制。同时,地铁综合监控系统是大规模的分布式系统。计算机监控系统是一个复杂的控件,具有离散控制和连续控制。集成监控系统的远程监控时间要求在2s之内,返回时间必须在2s之内。为了确保这一重要的性能指标,只能实现子系统的深度集成。

(2)可靠性要求。通用集成监控系统建议平均故障间隔时间(MTBF)大于8000h; MTTR(平均修复时间)少于1小时。

(3)可扩展性要求。应当评估地铁综合监控系统的可扩展性:1系统网络扩展能力(交换机可用端口的数量); 2系统关键硬件设备的容量和可伸缩性(服务器组容量,服务器数据容量,运营商战役的最大数量等); 3系统软件平台的可扩展性; 4个软件支持功能开发,软件升级,优化和兼容性。

1.4地铁综合监控系统的功能要求

地铁综合监控系统的核心功能是实现子系统原始调度工作的所有功能;监控每个接口系统的信息;监视全线环境,乘客和主要设备的运行以及隧道火灾的模式控制;网络管理;设备维护管理;根据不同情况启动相应的预设工作模式,实现全线所有子系统的联动控制。中央数据管理。

地铁综合监控系统的站级功能主要是实现子系统原站调度管理的所有功能;监控每个接口系统的信息;监视车站管辖范围内的环境,乘客和主要设备的运行;单点或单点控制站的机电设备;站级数据处理。

综合监控系统的功能应确立为运营服务,维修设备和为乘客服务的原则。链接功能应该是实用,完整和深入的。

1.5集成监控系统有效支持运营

综合监控系统主要满足地铁运营“调度管理”和“维护管理”两个层次的要求。在系统的中央级别,城域代码要求以交通命令为中心来建立线路,音调,铃声调整,维护调整和一般调整,并且要求这些调度站之间进行信息通信。综合监控系统必须具有支持站的统一站监督的功能。综合监控系统应支持车辆控制室对车站控制站的协调监督。

2地铁综合监控系统软件分析

2.1软件平台选择

目前,地铁综合监控系统的应用软件大致可分为两类:一是独立软件制造商(ISV)的商业软件;二是独立软件制造商(ISV)的商业软件。另一个是系统集成商提供的软件。

商业化软件主要用于各种工业控制组态软件中。它广泛用于各种工业控制和监视应用中。其最大的优点是其丰富的HMI功能,灵活的结构扩展和良好的开放性。因此,它具有很强的适应性和通用性。性别。但是,工业控制组态软件缺乏对目标领域监视特性的特异性。直接使用组态软件只能通过监视组态来满足对地铁进行全面监视的功能要求。这要求系统集成商配置配置。修改该软件以将其打包到适合地铁的软件平台中,例如添加远程控制和设备管理功能。通常,这种转换是通过嵌入,替换和插入新的软件模块来实现的。但是,这种开发需要在地铁应用中进行测试,否则会给项目带来很大的风险。

系统集成商或工程公司开发的软件平台一般更接近现场监测的特点和功能要求。软件功能设置和体系结构更适合地铁综合监控系统的要求。只有产品形式可能稍差。如果工程公司本身作为系统集成商参与,这种缺陷对最终用户的影响很小,但如果只是作为其他系统集成商的软件供应商使用,也会给项目带来风险。

这两种类型的软件以相应的方式进行处理。配置软件提供的设计界面较低,更基本。应是一个可用但不适用的综合监控系统软件平台,如果具有地铁运营经验的系统集成商通过软件开发和附加的行业应用功能开发配置软件,可以搭建一个成功的地铁综合监控系统软件平台。这种方法符合现代软件开发指南开放系统加COTS(货架上的商业软件)。然而,这种做法也需要时间,并且受到配置软件本身的系统支持能力的限制。开发成本大,获得的监控软件平台局限性大。

目前,一些具有综合监控项目实施经验的系统集成商正在工程实践中推广和生产具有自主技术的综合监控软件平台。这种新型综合监控软件平台克服了上述两种软件的缺点。一定会发展得很好。

2.2国内外地铁综合监控系统软件平台比较

国外综合监控系统供应商提供的地铁综合监控软件可以满足地铁综合监控系统的运维要求,但是价格很高。这种软件形式以中央监视中心(OCC)信息集成为中心。该平台扩展到站点监视层,以通过其前端处理器(FEP)连接站点的子系统以形成信息共享平台。一般而言,此类系统在系统顶部(OCC)配有电子调节,环调节,线路调节,维护调节和常规调节中心。该软件平台收集站的独立子系统(不同软件平台)的信息。在OCC和车辆控制室中共同实现了集成的监视功能。这种软件平台在水平方向几乎是无限的。它可以根据用户的意愿连接更多的子系统,实现信息共享,实现全面的监控功能。但是,原始的离散子系统在垂直方向上分为两个不同的软件平台。工作站的集成子系统会将支架的两个部分切成两部分。对于某些具有SCADA特性的子系统,系统的遥控性能将大大降低。例如,电源系统的远程控制时间将大于3.5s。要求。另外,由于实现了对接两个软件平台的对接,这样的软件平台给调试,故障诊断和维护带来了很大的工作量,如果国内系统集成商没有全面的监控,将会给国内系统集成商带来很大的麻烦。系统的实施经验可能会对项目造成伤害,并且完整的系统将无法满足某些重要的技术要求。二线城市的一些新地铁项目应特别注意这一问题。

目前,由国内系统集成商开发的综合监控系统软件是满足地铁运营要求,强调项目适用性,采用深度集成的方法,即采用相同的软件平台,进行集成的主要因素。子系统将从顶部到底部完全集成到集成监控中。在系统中,将两个软件平台对接在工作站上将没有问题。因此,其实现性能非常好。

3个软件本地化问题

地铁综合监控系统的本地化因地而异,不同项目的本地化率也不同。

(1)在地铁综合监控系统中,国外产品的主要产品是服务器,BAS系统的PLC,FAS系统的设备;网络设备,FEP和集成的监控软件已在某些项目中使用。设备的其余部分已完全本地化。

(2)本地化率是根据价格计算的,进口设备的价格是关键。为此,综合监控系统设计应采用简单的结构,合理的配置,不能用于豪华的设备配置中。例如,可以使用站点上的低端服务器,而中央服务器不必使用太高端的产品。根据多个集成监控系统项目的经验,系统结构设计和硬件选择对集成监控系统本地化率的影响约为15%。

(3)综合监控系统软件对设备国产化率影响很大。根据平均比例计算,集成监控系统软件一般占项目的25%到35%。集成监控系统软件的本地化可以使项目的本地化率达到或超过70%。综合监控软件采用国外软件,项目定位困难。符合标准。

(4)按照国家发改委工业发展司2005年第2084号文件的精神,严格审查项目的国产化率,将设备(包括软件)与实际的生产区域。因此,在软件的核价中,有必要将软件工程的设计数量和价格与调试和配置的数量和价格分开。如果这部分工作也由外国软件供应商完成,则外国软件将占较高的价格比。

(5)系统集成商的应用成熟度也是影响本地化率的一个因素。

从以上分析不难看出,为了使综合监控系统的本地化率达到要求:1结构设计简单,设备配置合理,降低了进口设备的总价; 2。 2尝试使用本地化的软件平台,过去的地铁当项目采用离散自动化系统时,大多数都是国产软件;目前中国在工业自动化的发展过程中取得了良好的本地化表现,集成监控系统可以完全采用本地化系统; 3,尽可能使用国产硬件,例如BAS控制器可以用国产PLC制造,而不必是国际知名品牌; 4.选择独立的国内系统集成商,系统集成和技术服务占很大的比例,选择具有成功的集成监控系统实施经验的独立的国内系统集成商。项目实施成功的关键也是提高本地化率的重要因素。

综合监控建设中的四个奢华选择

地铁综合监控系统是地铁信息共享平台,无疑对地铁运营非常重要。但是,您不能假设可以将豪华配置换来可靠性和效率。您不能认为集成监视系统必须具有最豪华的配置和最豪华的功能。在已实施的综合监控项目中,最实用的系统是最流行的系统,结构简单的系统是最稳定的系统。豪华系统本地化率低,实用的综合监控系统本地化率高。

从对实际情况的当前分析中,可以得出以下理解。

(1)地铁综合监控系统采用本地化软件,各方面条件成熟。本地化软件已经具有一定的应用基础和案例。

(2)国内集成商必须掌握软件平台的一些关键技术,否则可能会遇到与所有者相同的情况。除非存在互补的长期合作关系或接受成本,否则具有自主知识产权的软件平台产品的开发将不可避免地成为国内集成商的一种趋势行为。

(3)开发具有自主知识产权的软件平台产品可以增强和深化系统集成商的技术实力,这不仅对集成商有利,对所有者也有利。但是,这种发展的力量来自所有者和环境的培养。

(4)强大的系统集成商和本地化软件在长期维护和服务方面对所有者有利。

集成监控系统设计中的五个问题

5.1集成和互连的概念和维度

在集成监控系统的设计中,功能定位一直很困难。仔细分析地铁集成监控系统项目中的当前问题,这是对集成监控系统以及集成和互连概念的理解的一部分。

首先,根据国内的成功经验,为地铁建造的综合监控系统的主体包含所有的综合子系统,而综合子系统尚未集成到综合监控系统中。一些设计单元会在集成监控系统的技术规范中编写集成监控系统中集成子系统的功能,并由集成子系统单独设计,然后再次编写子系统功能,显然是为了进行全面监控。系统的概念被误解了。综合监控系统应设计为完整的自动化系统。集成监控系统不应只是固定在每个子系统顶部的帽子,而应是一个由集成子系统有机地集成到同一系统中的整体。

在选择子系统进行集成监控系统设计的集成和互连时,目前存在两种错误趋势:一种是集成监控系统的全面监控,这是一种综合的方式,每个人都在构建我,构建并分离系统后完成。差别不大,信息共享平台的功能还远远没有发挥出来;二是由于建立了集成监控系统,因此需要访问所有信息,甚至将非分子系统在操作管理中的位置和优先级也集成到需求中。来自集成监控系统。例如,需要将隧道温度感测光纤子系统的数千个测量点的信息集成到集成的监控系统中。

其实,建立综合监控系统主要是为了支持运营管理,以支持实现综合维修,并逐步走向以行车指挥为核心。因此,综合监控系统决定哪些功能应该实现是至关重要的。根据国内已投入运行的几个综合监控系统的经验,目前已经有较为成熟的做法和技术规范正在制定中。综合监控功能定位还必须考虑确保综合监控系统主营业务的可靠实施。与操作密切相关的信息点必须采集到系统中,不必要的不必要信息不能被访问,以免使系统不必要的负担数据处理,造成系统不稳定。

综合监控系统必须能够对主要功能的有用信息进行适当的集成,而不必随意、折衷地积累信息。因此,在实践中,哪些子系统是集成的?哪些子系统相互连接?各子系统的接口及接口功能的确定,必须认真设计和研究。

根据目前的经验,比较成熟的集成子系统一般是机电设备监控的三大专业,即pscada、bas和fas。屏蔽门和安全门可视为BAS监控设备,也集成到系统中。根据ATS子系统的运行需要,应纳入综合监控系统,但应根据技术发展的实际情况确定。

在确定互联系统时,应对接入综合监控系统的互联子系统的信息进行测量。综合监控系统中集成度越高的子系统就越好。一些相互连接的子系统本质上是独立的,不应集成到一个集成的监测系统中。例如,AFC涉及财务管理,其所有功能不可能在一个综合监控系统中实现。一些系统有非常成熟的监控管理软件,如门禁子系统。如果集成监控系统将其集成到系统中,将需要大量的软件开发,其自身的软件开发也极为成熟,成本极低。

5.2关于访问SIG信号系统

在地铁业务中,交通调度系统是核心,地铁信号系统是地铁最重要的系统。显然,将地铁信号系统正确集成到集成监控系统中是集成监控系统的主要目标。但是,地铁信号系统的基础系统是安全系统,因此不适合将其与非安全系统(例如电源,环境控制和火灾警报器)集成在一起。仔细分析地铁信号系统的结构和内涵。实际上,信号系统的ATS子系统是与安全相关的非安全系统,可以集成到集成监视系统平台中。与信号ATS子系统集成在一起的集成监控系统在技术上是可行的,并且功能更完善且更适合地铁运营要求的综合监控系统。

某些国外集成监控系统包括ATS功能和应用程序。在不久的将来,有望在中国某条地铁线上成功运行与ATS集成并在中国深度集成的集成监控系统。当集成监控系统集成了ATS时,可以实现以驾驶命令为核心的集成监控系统。当信号系统的ATS软件体系结构位于综合监控系统平台上时,地铁期望由此形成的地铁信息共享平台能够实现有效的运营管理。

5.3综合监控系统的用户监控分析

构建集成监控系统的基本目标是满足地铁最终用户的需求,但是将用户的实际需求转变为集成监控系统的功能要求是一件非常困难的事情。第一个困难。人们一直在寻找一些标准化的方法,以使开发系统功能的软件人员对应用程序需求的描述更切合实际并且更易理解。而且,该描述在语义上应该是唯一且明确的。

由系统集成商编制的系统要求规格应在首次设计联系时予以确认。系统需求规范是根据更完整的应用程序需求框架进行编译的。确定需求规范后,它将用作系统应用程序开发的基础,并将在后续工程过程中通过。

应用程序需求分析应注意其稳定性,并且由于实施过程很长,因此不可避免地需要更改,因此应该有一个标准化的更改过程。

综合监控系统的应用需求分析通常是从招标文件,投标书和项目合同中进行的。合同应以招标文件为基础,应用需求分析应以合同为基础。

5.4设计阶段的核心文件详细的接口规范

在集成监视系统的设计阶段要解决的另一个重要问题是接口问题。在系统实施过程中,应要求系统集成商为接口文件的接口开发和管理开发详细的接口规范。

详细的接口规范文件包括接口开发和管理过程的所有要求,并凝聚了系统集成商的实践经验。

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