專利名稱：一種用于軌道交通系統(tǒng)的深度集成和互聯(lián)方法
技術領域：
本發(fā)明涉及軌道交通的系統(tǒng)控制技術，特別是一種用于軌道交通系統(tǒng)的深度集成和互聯(lián) 方法。所述方法結合了我國城市軌道交通自動化綜合監(jiān)控系統(tǒng)的特點，采用了適用于地鐵 和輕軌的深度集成和互聯(lián)模式，有利于對機電設備的實時集中監(jiān)控和各系統(tǒng)之間的協(xié)調聯(lián) 動。
背景技術：
城市軌道交通的運營管理要求自動化系統(tǒng)能提供一個可實現(xiàn)信息互通和資源共享的平 臺，涉及眾多廠商的大量機電設備和復雜的子系統(tǒng)。綜合監(jiān)控系統(tǒng)是典型的自動化系統(tǒng)集 成與互聯(lián)項目。綜合監(jiān)控系統(tǒng)采用通用性好、符合國際標準或行業(yè)標準的、高可靠性的網 絡交換機、服務器和工控機等網絡和計算機產品來構建統(tǒng)一硬件集成平臺，采用模塊式、 類似積木結構的多層軟件開發(fā)平臺定制應用軟件，采用通用開放的硬件接口及軟件通信協(xié) 議，以集成和互聯(lián)的方式與各接入系統(tǒng)實現(xiàn)信息交換，最終實現(xiàn)對各相關機電設備的集中 監(jiān)控功能和各系統(tǒng)之間的信息互通、信息共享和協(xié)調互動功能。
城市軌道交通的實際運營需要多個專業(yè)的協(xié)調配合。綜合監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能包括對機 電設備的實時集中監(jiān)控功能和各系統(tǒng)之間協(xié)調聯(lián)動功能兩大部分。 一方面，通過綜合監(jiān)控 系統(tǒng)，可實現(xiàn)對電力設備、火災報警信息及其設備、車站環(huán)控設備、區(qū)間環(huán)控設備、環(huán)境 參數(shù)、屏蔽門設備、防淹門設備、電扶梯設備、照明設備、門禁設備、自動售檢票設備、 廣播和閉路電視設備、乘客信息顯示系統(tǒng)的播出信息和時鐘信息等進行實時集中監(jiān)視和控 制的基本功能；另一方面，通過綜合監(jiān)控系統(tǒng)，還可實現(xiàn)晚間非運營情況下、日間正常運 營情況下、緊急突發(fā)情況下和重要設備故障情況下各相關系統(tǒng)設備之間協(xié)調互動等高級功 能。
但是，現(xiàn)有集成模式存在以下不足
(1) 各系統(tǒng)軟硬件相互獨立，接口困難。
(2) 難于資源共享、信息互通。
(3) 不同專業(yè)的運營人員只能通過電話或手工方式溝通，降低了響應性和運營效率。
(4) 系統(tǒng)之間的信息關聯(lián)不夠，處理突發(fā)事件的綜合應變能力較差，影響行車與救災調度工作的效率。
(5)界面不一致，全面掌握難度較大，系統(tǒng)間互不了解，運行與維護成本較高。

發(fā)明內容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術中存在的缺陷或不足，提供一種用于軌道交通系統(tǒng)的深度集成和互 聯(lián)方法。所述方法結合了我國城市軌道交通自動化綜合監(jiān)控系統(tǒng)的特點，采用了適用于地 鐵和輕軌的深度集成和互聯(lián)模式，有利于對機電設備的實時集中監(jiān)控和各系統(tǒng)之間的協(xié)調 聯(lián)動。
本發(fā)明采用的深度集成和互聯(lián)模式，是在總結國內外城市軌道交通建設經驗教訓的基礎 上，對現(xiàn)有集成模式的一種繼承和發(fā)展。其指導思想就是將原來分層設置的多個監(jiān)控系統(tǒng) 作為一個大規(guī)模的綜合自動化系統(tǒng)，進行統(tǒng)一設計、招標、實施和調試。深度集成與互聯(lián) 模式的綜合監(jiān)控系統(tǒng)的內容也相應擴大，包括了原來集成模式的綜合監(jiān)控系統(tǒng)、電力監(jiān)控 子系統(tǒng)(PSCADA)、環(huán)境與設備監(jiān)控子系統(tǒng)(BAS)、火災自動報警子系統(tǒng)(FAS)和門禁子系統(tǒng) (ACS)等多個部分。其主要特點為將分立監(jiān)控系統(tǒng)上下位機結構作為一個整體進行考慮，原 來分立系統(tǒng)的功能統(tǒng)一在綜合監(jiān)控系統(tǒng)軟硬件平臺上完成。深度系統(tǒng)集成模式在接入方式 上進行了優(yōu)化設計，多個控制層設備(如PSCADA控制器、BAS控制器、FAS報警盤和 ACS控制器等)皆直接連接到綜合監(jiān)控系統(tǒng)的站級局域網絡上，這樣的設計在簡化網絡層次 的同時，還滿足相關子系統(tǒng)設備異地通信和遠程訪問等功能需求。
本發(fā)明的技術方案如下
一種用于軌道交通系統(tǒng)的深度集成和互聯(lián)方法，其特征在于，建立綜合監(jiān)控系統(tǒng)車站級 局域網絡，將處于上下位機結構中的若干個控制層設備直接接入綜合監(jiān)控系統(tǒng)車站級局域 網絡；這樣控制層設備之間的站間通信功能和遠程訪問、下載和維護功能，能夠通過綜合 監(jiān)控系統(tǒng)車站級局域網絡來實現(xiàn)，這在以往頂端信息集成模式中是無法實現(xiàn)的。
所述若干個控制層設備包括電力監(jiān)控子系統(tǒng)控制器，環(huán)境與設備監(jiān)控子系統(tǒng)控制器， 火災自動報警子系統(tǒng)報警盤，以及門禁子系統(tǒng)控制器。
本發(fā)明的技術效果如下
本發(fā)明的一種用于軌道交通系統(tǒng)的深度集成和互聯(lián)方法，采用了深度集成與互聯(lián)模式， 這是對現(xiàn)有集成方式的一種繼承和發(fā)展，可以克服現(xiàn)有集成模式自身存在的缺陷。相對于
現(xiàn)有集成模式而言，深度系統(tǒng)集成模式具備以下優(yōu)勢
(l)在控制整體投資成本的同時，強化系統(tǒng)功能和實現(xiàn)網絡資源共享。由于該模式的綜采用主要控制層設備直接接入綜合監(jiān)控系統(tǒng)站級局域 網的方式，這樣控制層設備之間的站間通信功能和遠程訪問、下載和維護功能，皆可以通 過綜合監(jiān)控系統(tǒng)構建的全線網絡來實現(xiàn)，這在以往頂端信息集成模式中是無法實現(xiàn)的。采 用深度系統(tǒng)集成模式的綜合監(jiān)控系統(tǒng)，既滿足運營指揮調度人員的功能需求，又兼顧運營 維護管理人員的功能需求，系統(tǒng)實現(xiàn)功能更加強大。同時，由于共享網絡資源，集成子系 統(tǒng)不需要再單獨組網，因此整體工程的投資略有下降，系統(tǒng)性價比也更高。
(2) 系統(tǒng)性能更強大。從軟件數(shù)據采集和處理方面來看，由于該模式的綜合監(jiān)控系統(tǒng)釆 用開放性軟件集成平臺，使得大多數(shù)監(jiān)控數(shù)據可以采用一次數(shù)據采集、數(shù)據處理和數(shù)據表 示的處理方式，而不需要進行現(xiàn)有模式常見的數(shù)據轉換和數(shù)據再處理等過程，因此減少了 中間環(huán)節(jié)，系統(tǒng)實時響應性得到了保證，系統(tǒng)監(jiān)控點數(shù)的規(guī)模也可相應擴大，從而導致實 現(xiàn)功能更加完善和強大。
(3) 降低了整體工程的實施難度。由于該模式的綜合監(jiān)控系統(tǒng)采用一體化設計思路，具 有系統(tǒng)構架簡約、層次簡化和軟件平臺一體化等特點，因此在工程實施過程中，調試工作 易于協(xié)調和統(tǒng)籌安排，部分調試工作安排在實驗室即可進行，從而使整個系統(tǒng)的現(xiàn)場調試 工作量減少，現(xiàn)場調試時間相應縮短，現(xiàn)場聯(lián)調次數(shù)也減少，故障診斷和系統(tǒng)維護較為方 便。此特點正好與目前大規(guī)模和工期較短的國內城市軌道交通的建設特點相適應。
具體實施例方式
本發(fā)明的一種用于軌道交通系統(tǒng)的深度集成和互聯(lián)方法在于，建立綜合監(jiān)控系統(tǒng)車站級 局域網絡，將處于上下位機結構中的若干個控制層設備直接接入綜合監(jiān)控系統(tǒng)車站級局域 網絡；這樣控制層設備之間的站間通信功能和遠程訪問、下載和維護功能，能夠通過綜合 監(jiān)控系統(tǒng)車站級局域網絡來實現(xiàn)，這在以往頂端信息集成模式中是無法實現(xiàn)的。所述若干 個控制層設備包括電力監(jiān)控子系統(tǒng)控制器，環(huán)境與設備監(jiān)控子系統(tǒng)控制器，火災自動報 警子系統(tǒng)報警盤，以及門禁子系統(tǒng)控制器。
綜合監(jiān)控系統(tǒng)(ISCS)整合下述系統(tǒng)電力監(jiān)控系統(tǒng)(PSCADA)、機電設備監(jiān)控系統(tǒng)
(BAS)、門禁系統(tǒng)(ACS)、火災自動報警系統(tǒng)(FAS);包含這4個系統(tǒng)的中心級、車站 級、現(xiàn)場級設備與功能。
在中心界面集成廣播系統(tǒng)(PA)、閉路電視系統(tǒng)(CCTV)、無線通信系統(tǒng)(RC)。 在中心互聯(lián)信號系統(tǒng)(ATS)、時鐘系統(tǒng)(CLK)、通信集中告警系統(tǒng)。 在車站界面集成廣播系統(tǒng)(PA)、閉路電視系統(tǒng)(CCTV)、無線通信系統(tǒng)(RC)、安
5全門控制系統(tǒng)(PSD)、乘客信息系統(tǒng)(PIS)、自動售檢票系統(tǒng)(AFC)。 在車站互聯(lián)時鐘系統(tǒng)(CLK)。 在車輛段界面集成廣播系統(tǒng)(PA)。 在車輛段互聯(lián)時鐘系統(tǒng)(CLK)。
1、 深度集成深度集成即將PSCADA、 BAS、 ACS等系統(tǒng)的全部設備、全部功能納入 到綜合監(jiān)控系統(tǒng)ISCS中。
2、 界面集成即將CCTV、 AFC、 PIS等系統(tǒng)的人機界面功能納入綜合監(jiān)控系統(tǒng)中。人 機界面還可進一步細分為監(jiān)控界面、顯示界面、報警界面等。界面集成不含被集成系統(tǒng)的 現(xiàn)場級設備、后臺設備，但包含被集成系統(tǒng)的部分功能。
實質上界面集成是指一套標準界面元素和交互技術。界面考慮三方面內容機器到用戶 的通信方式、用戶到機器的通信方式和用戶理解界面的方式。機器到用戶的通信方式是工 具(應用)使用顯示語言控制信息的存取，根據這些信息進行計算，把計算的結果轉換成 可理解和可使用的形式。用戶到機器的通信方式是用戶必須看懂計算機顯示的信息，并做 出適當?shù)膽?。應答可用交互技術，如鍵盤選擇和移動鼠標。在界面研究中，交互技術就 是界面語言。
界面的第三部分是用戶對整個過程的理解，即用戶概念模式。用戶對計算機界面是什么、 做什么以及如何工作都有一定要求。其中一些要求是用戶在其它機器系統(tǒng)上工作時得出的 經驗，而更多的要求是用戶使用界面本身得到的經驗。
在現(xiàn)行的深度集成研究中，用戶界面的設計和實現(xiàn)采用了先進的面向對象技術，它首先 保證了整個系統(tǒng)在統(tǒng)一的概念模型和數(shù)據模型的基礎上實現(xiàn)數(shù)據、工具和界面維的集成， 同時為界面的集成和實現(xiàn)也提供了良好機制。用戶界面的設計主要是窗口和交互技術的設 計，把集成方法和機制引入界面設計，首先對組成界面的公共構件進行對象抽象和定義。 具體地講，就是把窗口和組成窗口的公共元素標題窗、菜單窗、控制窗、窗體、滾動條、 按鈕、字符和圖符等都作為對象來抽象，然后根據各對象的用途將其結構屬性和行為特征 封裝到各自的對象中，形成用戶界面的基本構件對象，也稱之為顯示對象。這樣界面的組 裝可利用對象的繼承、引用和聚類等機制把相關的界面構件對象按照它們之間的相互關系 和作用組織在一起，構成一個完整的自集成的界面系統(tǒng)。用戶與界面之間的交互實際上就 是對組成界面的各個界面構件對象的操作，用戶界面結構模型而構件對象的全部功能都已 封裝在對象之內，用戶只需要使用定位設備(鍵盤、鼠標等)通過菜單或按鈕向對象發(fā)送 需要的操作消息，便可完成特定的工作任務。
63、 互聯(lián)即與某系統(tǒng)通過數(shù)據接口、或硬線接口，獲取其數(shù)據或測控信號。與某系統(tǒng) 的互聯(lián)，綜合監(jiān)控系統(tǒng)并不包含互聯(lián)系統(tǒng)自身的設備及功能。
4、 系統(tǒng)互聯(lián)的中心硬件配置綜合監(jiān)控系統(tǒng)在數(shù)據管理層上采用集中式數(shù)據處理，在 中心設置一對綜合監(jiān)控數(shù)據處理服務器。電力監(jiān)控系統(tǒng)相對獨立，設置一對PSCADA實時 服務器。機電設備監(jiān)控系統(tǒng)相對獨立，設置一對BAS實時服務器。火災自動報警系統(tǒng)相對 獨立，設置一對FAS實時服務器。設置一對核心工業(yè)級以太網交換機，組建中心綜合監(jiān)控 局域網，并為每個專業(yè)系統(tǒng)劃分VLAN。設置一對工業(yè)級接入交換機，用于接入以太網類 集成、互聯(lián)系統(tǒng)。設置一對接入通信處理前置機，用于接入串口類集成、互聯(lián)系統(tǒng)。中心 為各類調度員配置工作站。設置調度大廳的調度臺、大屏幕。
5、 系統(tǒng)互聯(lián)的主干網絡配置主干網連接控制中心、車輛段和全線各個車站的監(jiān)控系 統(tǒng)網絡，用于傳輸被控設備的狀態(tài)信息和控制信息，在ISCS中起著傳輸大動脈的作用，主 干網作為ISCS全線數(shù)據傳輸?shù)闹е?，其安全性、可靠性、可擴展性直接影響到整個系統(tǒng)的 運行。主干網由綜合監(jiān)控提出要求，綜合監(jiān)控系統(tǒng)自建或通信專業(yè)構建提供。主干網分不 同專業(yè)分別設置，劃分為多個相對獨立的子網，劃分如下電力監(jiān)控網；機電設備監(jiān)控網
(合并門禁、安全門、互聯(lián)系統(tǒng))；FAS監(jiān)控網；綜合監(jiān)控網(用于連接中心ISCS與車輛 段DMS、 TMS)。各系統(tǒng)通過邏輯上各自獨立的網絡，與本系統(tǒng)站級設備、現(xiàn)場級設備相 連。
6、 系統(tǒng)互聯(lián)的車站級硬件配置車站級設服務器2臺，但可降低配置。FAS主機。主 流PC工作站。工業(yè)級局域網設備。綜合操作臺、IBP。
7、 系統(tǒng)互聯(lián)的現(xiàn)場級設備配置變電所(包括主變電所，牽引降壓混合所，降壓所， 跟隨所)綜合自動化系統(tǒng)綜控屏、通信處理機、監(jiān)控計算機、工業(yè)級網絡設備、1/0采集 設備。機電設備監(jiān)控系統(tǒng)主PLC、 1/0模塊、通信設備。FAS現(xiàn)場設備探頭、手報、報 警電話等。門禁系統(tǒng)控制器、門鎖、開門按鈕、讀卡器、通信設備。
8、 系統(tǒng)互聯(lián)的軟件配置方案綜合監(jiān)控系統(tǒng)總的軟件平臺。電力監(jiān)控軟件。機電設備 監(jiān)控軟件?；馂淖詣訄缶浖?。門禁系統(tǒng)管理軟件。網管軟件。設備管理軟件。培訓軟件。 備用控制中心軟件。
權利要求
1.一種用于軌道交通系統(tǒng)的深度集成和互聯(lián)方法，其特征在于，建立綜合監(jiān)控系統(tǒng)車站級局域網絡，將處于上下位機結構中的若干個控制層設備直接接入綜合監(jiān)控系統(tǒng)車站級局域網絡；這樣控制層設備之間的站間通信功能和遠程訪問、下載和維護功能，能夠通過綜合監(jiān)控系統(tǒng)車站級局域網絡來實現(xiàn)，這在以往頂端信息集成模式中是無法實現(xiàn)的。
2. 根據權利要求1所述的用于軌道交通系統(tǒng)的深度集成和互聯(lián)方法，其特征在于，所述 若干個控制層設備包括電力監(jiān)控子系統(tǒng)控制器，環(huán)境與設備監(jiān)控子系統(tǒng)控制器，火災自 動報警子系統(tǒng)報警盤，以及門禁子系統(tǒng)控制器。
全文摘要
一種用于軌道交通系統(tǒng)的深度集成和互聯(lián)方法，所述方法結合了我國城市軌道交通自動化綜合監(jiān)控系統(tǒng)的特點，采用了適用于地鐵和輕軌的深度集成和互聯(lián)模式，有利于對機電設備的實時集中監(jiān)控和各系統(tǒng)之間的協(xié)調聯(lián)動，其特征在于，建立綜合監(jiān)控系統(tǒng)車站級局域網絡，將處于上下位機結構中的若干個控制層設備直接接入綜合監(jiān)控系統(tǒng)車站級局域網絡；這樣控制層設備之間的站間通信功能和遠程訪問、下載和維護功能，能夠通過綜合監(jiān)控系統(tǒng)車站級局域網絡來實現(xiàn)，這在以往頂端信息集成模式中是無法實現(xiàn)的。
文檔編號B61L27/00GK101492062SQ200910079439
公開日2009年7月29日 申請日期2009年3月11日 優(yōu)先權日2009年3月11日
發(fā)明者鋒 何, 楊國文, 蘇德軍 申請人:卓越信通電子(北京)有限公司