蘆海林+吳泰峰

摘要：城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)集成了多個(gè)子系統(tǒng)專業(yè)，接口功能復(fù)雜，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試工期緊張，為了在調(diào)試前做好充分的準(zhǔn)備工作，預(yù)防、減少調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題，保障整體工期進(jìn)度和質(zhì)量，在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試前搭建實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證平臺(tái)是一個(gè)很好的解決方案。本文介紹了蘇州市軌道交通4號(hào)線工程綜合監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證平臺(tái)的設(shè)計(jì)規(guī)劃、系統(tǒng)規(guī)模和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證平臺(tái)所做的全部測(cè)試內(nèi)容和取得的成果實(shí)踐，希望能夠?yàn)槲覈窈筌壍澜煌?xiàng)目如何更加合理規(guī)范和搭建綜合監(jiān)控實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證平臺(tái)起到推動(dòng)和促進(jìn)作用，促進(jìn)城市軌道交通的健康發(fā)展。

關(guān)鍵詞：綜合監(jiān)控系統(tǒng)；實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證平臺(tái)；軌道交通

中圖分類號(hào)：TP39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2017）05-0176-03

Abstract：Mass Transit Integrated Supervison and Control System（ISCS） is a system which integreted multy subsystems through complex interface functions. In order to make full preparations and to prevent and reduce the problems of the on-site test before field testing building an experimental verification platform is a good solution to ensure the overall schedule progress and the quality. This thesis introduces the design planning， system scale and network structure of the experimental verification platform of Suzhou Metro Line 4. Through the experimental verification platform all the test contents and the results obtained are helpfull to improve a better building experimental verification platform and promote the healthy development of Urban Mass Transit

Key Words：Integrated Supervison and Control System； experimental verification platform； mass transit

截止到2016年底，全國共有30個(gè)城市開通軌道交通運(yùn)營線路，總長度為4152.8公里，軌道交通已經(jīng)在國內(nèi)進(jìn)入了建設(shè)的高峰期，綜合監(jiān)控系統(tǒng)在國內(nèi)多條地鐵線路投入運(yùn)營，由于綜合監(jiān)控系統(tǒng)是城市軌道交通的控制指揮中心，涉及到電力、機(jī)電、火災(zāi)、閉路電視、門禁、廣播、乘客信息系統(tǒng)、自動(dòng)售檢票等幾乎所有的專業(yè)，接口數(shù)量眾多、接口功能復(fù)雜，任何由于前期測(cè)試、準(zhǔn)備不充分，都會(huì)在后期的調(diào)試過程中暴露出問題，從而影響項(xiàng)目整體工期進(jìn)度、質(zhì)量。

通過對(duì)國內(nèi)多條城市軌道交通項(xiàng)目的調(diào)研，已經(jīng)完成或者在建的軌道交通項(xiàng)目在項(xiàng)目進(jìn)場(chǎng)調(diào)試前都會(huì)進(jìn)行調(diào)試前的測(cè)試準(zhǔn)備工作，規(guī)模或大或小都會(huì)搭建測(cè)試平臺(tái)，但是如何做好測(cè)試平臺(tái)的規(guī)劃、做哪些測(cè)試、怎樣能夠充分發(fā)揮測(cè)試平臺(tái)的作用，預(yù)防或者減少在調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題，國內(nèi)還沒有一個(gè)適用的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，鑒于此，蘇州市軌道交通集團(tuán)有限公司根據(jù)蘇州市軌道交通4號(hào)線及支線工程綜合監(jiān)控集成、采購及安裝項(xiàng)目規(guī)模和整體項(xiàng)目工期進(jìn)度，在項(xiàng)目進(jìn)場(chǎng)調(diào)試前搭建了完全由項(xiàng)目實(shí)際使用設(shè)備構(gòu)建的1個(gè)控制中心、2個(gè)車站規(guī)模的綜合監(jiān)控實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證平臺(tái)，以期望通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證平臺(tái)的驗(yàn)證測(cè)試達(dá)到項(xiàng)目在調(diào)試前發(fā)現(xiàn)和解決問題，調(diào)試中復(fù)現(xiàn)和查找問題，調(diào)試后仿真和培訓(xùn)操作人員的目的，為我國城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證平臺(tái)的搭建積累經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)城市軌道交通的健康發(fā)展。

1 綜合監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證平臺(tái)結(jié)構(gòu)

1.1 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證平臺(tái)搭建規(guī)劃

如何才能充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證平臺(tái)的作用，做到既能實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證平臺(tái)的設(shè)計(jì)目的，完成進(jìn)場(chǎng)調(diào)試前的準(zhǔn)備工作，又能不浪費(fèi)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證平臺(tái)的測(cè)試設(shè)備，測(cè)試完成后合理、充分利用測(cè)試設(shè)備，我們確定實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證平臺(tái)按照“三個(gè)一致”的原則進(jìn)行搭建：

測(cè)試設(shè)備與項(xiàng)目實(shí)際使用設(shè)備相一致；

施工及調(diào)試方法與實(shí)際調(diào)試方法相一致；

測(cè)試及驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)與項(xiàng)目驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)相一致。

測(cè)試完成的設(shè)備將直接搬用到現(xiàn)場(chǎng)使用。

為了模擬軌道交通各車站和中心地理上分散、各專業(yè)系統(tǒng)內(nèi)獨(dú)立、系統(tǒng)間通過接口通信的模式，并且考慮到實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證平臺(tái)面積的限制，我們的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證平臺(tái)總體設(shè)計(jì)規(guī)劃如下：

（1）實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證平臺(tái)按專業(yè)進(jìn)行區(qū)域劃分，分為綜合監(jiān)控系統(tǒng)驗(yàn)證區(qū)、BAS驗(yàn)證區(qū)、CCTV驗(yàn)證區(qū)、ACS驗(yàn)證區(qū)、PIS驗(yàn)證區(qū)、PA驗(yàn)證區(qū)，其他專業(yè)測(cè)實(shí)驗(yàn)證區(qū)，各區(qū)域按設(shè)計(jì)通信方式進(jìn)行集成和互聯(lián)；

（2）各專業(yè)系統(tǒng)設(shè)備必須要成套，組屏安裝到機(jī)柜里，各專業(yè)驗(yàn)證區(qū)按箱柜尺寸做好基礎(chǔ)和線槽，機(jī)柜安裝到基礎(chǔ)底座上，模塊箱安裝到驗(yàn)證區(qū)墻壁上，前端設(shè)備安裝到指定位置并做好屏蔽和接地；

（3）電源線、柜內(nèi)配線、柜間連線、通信線、接地線和項(xiàng)目實(shí)際使用的線纜一致。

整體規(guī)劃如圖1所示。

國內(nèi)軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)是按照兩級(jí)管理、三級(jí)控制的分布式模式進(jìn)行運(yùn)營，兩級(jí)管理分別是中心級(jí)、車站級(jí)調(diào)度管理；三級(jí)控制分別是中心級(jí)、車站級(jí)和現(xiàn)場(chǎng)級(jí)控制。按照總體設(shè)計(jì)規(guī)劃，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證平臺(tái)各系統(tǒng)的設(shè)備都是成套安裝到機(jī)柜里，單位面積就能承載更多的設(shè)備，所以在空間上我們就具備了縮微實(shí)際運(yùn)營模式組網(wǎng)架構(gòu)的條件，我們的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)模式為控制中心級(jí)監(jiān)控層、車站級(jí)監(jiān)控層和將兩個(gè)監(jiān)控層連接起來的OTN網(wǎng)絡(luò)傳輸層組成。endprint

1.2 控制中心級(jí)監(jiān)控層

控制中心級(jí)監(jiān)控層按1+4模式設(shè)置：一套中心級(jí)綜合監(jiān)控系統(tǒng)（CISCS）設(shè)備、四個(gè)子專業(yè)各一套系統(tǒng)設(shè)備組成。四個(gè)子專業(yè)分別包括一套閉路電視系統(tǒng)（CCTV）設(shè)備、一套門禁系統(tǒng)（ACS）設(shè)備、一套乘客信息系統(tǒng)（PIS）設(shè)備和一套廣播系統(tǒng)（PA）設(shè)備。

（1）綜合監(jiān)控系統(tǒng)：由中心級(jí)冗余實(shí)時(shí)、歷史服務(wù)器及存儲(chǔ)、中心電調(diào)工作站、環(huán)調(diào)工作站組成；

（2）PA系統(tǒng)：由中心網(wǎng)絡(luò)控制器、接口控制器、錄音控制器、廣播控制盒及網(wǎng)管工作站組成；

（3）PIS系統(tǒng)：由中心服務(wù)器、視頻流服務(wù)器、視音頻切換矩陣、直播數(shù)字電視編碼器、操作終端工作站組成；

（4）CCTV系統(tǒng)：由中心視頻管理服務(wù)器、流媒體服務(wù)器、IPSAN視頻存儲(chǔ)、高清視頻解碼器、控制鍵盤、維護(hù)工作站組成；

（5）ACS系統(tǒng)：由中心服務(wù)器、中央授權(quán)工作站、維護(hù)工作站組成。

1.3 車站級(jí)監(jiān)控層

車站級(jí)監(jiān)控層按兩個(gè)站的規(guī)模設(shè)置，每個(gè)車站按1+5模式設(shè)置：一套車站級(jí)綜合監(jiān)控系統(tǒng)（SISCS）設(shè)備、五個(gè)子專業(yè)各一套系統(tǒng)設(shè)備組成。五個(gè)子專業(yè)分別包括一套環(huán)境與機(jī)電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)（BAS）設(shè)備、一套閉路電視系統(tǒng)（CCTV）設(shè)備、一套門禁系統(tǒng)（ACS）設(shè)備、一套乘客信息系統(tǒng)（PIS）設(shè)備、一套廣播系統(tǒng)（PA）設(shè)備。

（1）綜合監(jiān)控系統(tǒng)：由車站級(jí)冗余實(shí)時(shí)/歷史服務(wù)器、值班員工作站組成；

（2）BAS系統(tǒng)：由車站A/B兩端的冗余PLC、4個(gè)遠(yuǎn)程I/O模塊箱組成；

（3）PA系統(tǒng)：由車站電源監(jiān)測(cè)器、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)控制器、網(wǎng)絡(luò)音頻播放器、接口控制器、錄音控制器、噪檢控制器、IP網(wǎng)絡(luò)功率放大器、交換機(jī)、廣播控制盒、話筒、揚(yáng)聲器組成；

（4）PIS系統(tǒng)：由車站數(shù)據(jù)服務(wù)器、LCD播放控制器、電源時(shí)序控制器、交換機(jī)、操作終端工作站、LCD顯示屏、LED顯示屏組成；

（5）CCTV系統(tǒng)：由車站視頻管理服務(wù)器、IPSAN視頻存儲(chǔ)、高清視頻解碼器、控制鍵盤、高清攝像機(jī)（球機(jī)和槍機(jī)）、交換機(jī)、視頻監(jiān)控終端組成；

（6）ACS系統(tǒng)：由車站門禁主控制器、就地控制器、讀卡器、電鎖、門磁、出門按鈕、緊急按鈕、管理工作站組成。

1.4 網(wǎng)絡(luò)傳輸層

網(wǎng)絡(luò)傳輸層承載著中心-車站數(shù)據(jù)交換功能，由中心、車站OTN傳輸設(shè)備組成通信骨干網(wǎng)，為各系統(tǒng)提供冗余以太網(wǎng)接口，各系統(tǒng)的中心、車站交換機(jī)按照統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃接入OTN設(shè)備以太網(wǎng)傳輸端口，實(shí)現(xiàn)中心-車站的數(shù)據(jù)交換。

2 綜合監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證平臺(tái)的驗(yàn)證測(cè)試

如何最大化的利用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證平臺(tái)、充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證平臺(tái)進(jìn)場(chǎng)調(diào)試前的驗(yàn)證、準(zhǔn)備功能，是我們?cè)谠O(shè)計(jì)和規(guī)劃驗(yàn)證平臺(tái)時(shí)著重考慮的問題。我們搭建實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證平臺(tái)的目的，不僅僅是滿足驗(yàn)證平臺(tái)系統(tǒng)內(nèi)和系統(tǒng)間的各項(xiàng)測(cè)試計(jì)劃，更要?jiǎng)?chuàng)造條件，進(jìn)行驗(yàn)證平臺(tái)系統(tǒng)和外部系統(tǒng)之間的測(cè)試，為此，我們協(xié)調(diào)機(jī)電、供電、通信、信號(hào)各相關(guān)專業(yè)，提前計(jì)劃、部署和協(xié)調(diào)，按計(jì)劃有序的進(jìn)行了驗(yàn)證系統(tǒng)內(nèi)部及驗(yàn)證系統(tǒng)和外部系統(tǒng)的功能、性能、動(dòng)態(tài)測(cè)試。

2.1 驗(yàn)證測(cè)試內(nèi)容

按照設(shè)計(jì)規(guī)劃進(jìn)行了ISCS系統(tǒng)和5個(gè)接入子系統(tǒng)內(nèi)部測(cè)試，同時(shí)按照設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)會(huì)確定的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，按計(jì)劃組織協(xié)調(diào)通信OTN設(shè)備、消防火災(zāi)FAS主機(jī)、屏蔽門PSD接口設(shè)備、自動(dòng)售檢票AFC接口設(shè)備、防淹門接口設(shè)備、信號(hào)ATS接口設(shè)備、機(jī)電全部設(shè)備進(jìn)行測(cè)試：

（1）系統(tǒng)功能測(cè)試：根據(jù)招標(biāo)文件、投標(biāo)文件、技術(shù)規(guī)格書、設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)會(huì)和其他會(huì)議確定系統(tǒng)功能進(jìn)行了ISCS系統(tǒng)、BAS系統(tǒng)、PA系統(tǒng)、PIS系統(tǒng)、CCTV系統(tǒng)功能測(cè)試；

（2）接口測(cè)試：根據(jù)接口規(guī)格書進(jìn)行了ISCS和各接入子系統(tǒng)的接口協(xié)議測(cè)試、BAS系統(tǒng)和機(jī)電設(shè)備的接口協(xié)議測(cè)試、PA-FAS、PIS-PA的接口協(xié)議測(cè)試；根據(jù)確定的接口類表和點(diǎn)表進(jìn)行了ISCS和各接入子系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室點(diǎn)對(duì)點(diǎn)測(cè)試、BAS系統(tǒng)和機(jī)電設(shè)備的實(shí)驗(yàn)室點(diǎn)對(duì)點(diǎn)測(cè)試；

（3）施工及調(diào)試方法測(cè)試：主要檢查是否按照2011《城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)工程施工與治理驗(yàn)收規(guī)范》進(jìn)行施工，施工工序、施工方法、調(diào)試方法是否符合規(guī)范要求。同時(shí)調(diào)試人員和施工人員在實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證平臺(tái)按照正確的方法進(jìn)行演練，并形成規(guī)范性文件，指導(dǎo)和要求現(xiàn)場(chǎng)施工及調(diào)試；

（4）系統(tǒng)性能測(cè)試：檢測(cè)硬件設(shè)備是否按照合同設(shè)備清單進(jìn)行配置，系統(tǒng)的CPU占用率、內(nèi)存使用率、網(wǎng)絡(luò)帶寬、丟包率和場(chǎng)強(qiáng)等技術(shù)參數(shù)是否滿足技術(shù)規(guī)格書要求；

（5）安全性和可靠性測(cè)試：系統(tǒng)安全性測(cè)試主要是進(jìn)行ISCS系統(tǒng)冗余設(shè)備FEP（前端處理器）、交換機(jī)、服務(wù)器，BAS系統(tǒng)主備冗余PLC單點(diǎn)故障自動(dòng)切換測(cè)試。系統(tǒng)可靠性測(cè)試進(jìn)行了ISCS、BAS、PA、PIS、CCTV、ACS單系統(tǒng)7X24小時(shí)不間斷運(yùn)行測(cè)試，測(cè)試系統(tǒng)是否能夠穩(wěn)定、可靠、連續(xù)運(yùn)行；

（6）iFAT集成測(cè)試：進(jìn)行進(jìn)場(chǎng)調(diào)試前最大化系統(tǒng)（ISCS+BAS、PA、PIS、CCTV、ACS等5個(gè)子系統(tǒng)）、最大數(shù)據(jù)量（41個(gè)站全數(shù)據(jù)規(guī)模）的集成測(cè)試，驗(yàn)證綜合監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力、集成和系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)功能。

2.2 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證平臺(tái)取得的成績(jī)及優(yōu)勢(shì)

實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證平臺(tái)由于使用的測(cè)試設(shè)備是與現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試相一致的硬件設(shè)備，而且從規(guī)劃上充分利用驗(yàn)證平臺(tái)空間，各系統(tǒng)設(shè)備成套組屏安裝到機(jī)柜里、模塊箱墻壁安裝、前端設(shè)備墻壁或吊頂安裝，并且測(cè)試區(qū)按系統(tǒng)劃分，測(cè)試場(chǎng)地固定，測(cè)試時(shí)間連續(xù)，所以為驗(yàn)證測(cè)試提供了硬件、場(chǎng)地和時(shí)間上的保障，從實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證平臺(tái)實(shí)施和運(yùn)行的效果來看，和常規(guī)測(cè)試相比有如下優(yōu)勢(shì)：

（1）數(shù)據(jù)規(guī)模：實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證平臺(tái)匯集了ISCS系統(tǒng)和5個(gè)接入子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了41個(gè)車站+控制中心的全數(shù)據(jù)測(cè)試，和實(shí)際投運(yùn)規(guī)模一致；

（2）測(cè)試連續(xù)性：實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證平臺(tái)從第一次設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)會(huì)結(jié)束開始搭建，一直到現(xiàn)場(chǎng)典型站調(diào)試結(jié)束前，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證平臺(tái)都在連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，持續(xù)為項(xiàng)目進(jìn)場(chǎng)調(diào)試前提供技術(shù)保障；

（3）可進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)試：選擇實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證平臺(tái)地點(diǎn)時(shí)，就規(guī)劃了動(dòng)態(tài)測(cè)試功能，驗(yàn)證平臺(tái)的外圍可以進(jìn)行車輛行駛，按計(jì)劃完成了地面PIS和信號(hào)的動(dòng)態(tài)測(cè)試項(xiàng)目。

測(cè)試項(xiàng)目對(duì)比見表1。

3 結(jié)語

綜合監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證平臺(tái)按照設(shè)計(jì)規(guī)劃完成了6項(xiàng)功能測(cè)試、ISCS系統(tǒng)12個(gè)接入子系統(tǒng)接口測(cè)試、BAS系統(tǒng)13個(gè)機(jī)電接入設(shè)備接口測(cè)試、施工及調(diào)試方法測(cè)試、系統(tǒng)性能測(cè)試、安全性和可靠性測(cè)試、iFAT集成測(cè)試，整理制定了ISCS系統(tǒng)和5個(gè)子系統(tǒng)施工工序及施工方法、調(diào)試方法等12項(xiàng)作業(yè)指導(dǎo)文件，調(diào)整和優(yōu)化ISCS系統(tǒng)供電線纜、CCTV系統(tǒng)前端攝像機(jī)供電線纜、PA系統(tǒng)噪聲監(jiān)測(cè)線纜等3項(xiàng)設(shè)計(jì)方案。很好的為項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試前做好了實(shí)驗(yàn)室的驗(yàn)證和準(zhǔn)備工作，培訓(xùn)了現(xiàn)場(chǎng)施工和調(diào)試人員，為項(xiàng)目整體工期進(jìn)度和質(zhì)量提供了強(qiáng)有力的技術(shù)保障。

本文通過綜合監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證平臺(tái)的技術(shù)實(shí)踐，希望為我國今后的軌道交通項(xiàng)目如何更加合理規(guī)范和搭建綜合監(jiān)控實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證平臺(tái)起到推動(dòng)和促進(jìn)作用，促進(jìn)城市軌道交通的健康發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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