城市轨道交通车站设备监控系统网络化应用研究

城市轨道交通车站设备监控系统网 络化应用研究 摘要:在城市轨道交通网络化运营中，车站设备监控系统必须解决不同线路、不同系统的“互连互通”问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 。提出了车站设备监控系统网络化架构的总体思路; 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 了系统集成平 台建设中需解决的问题;提出了以嵌入式技术为核心的网络化的车站设备监控系统三层体系结构解决方案。 关键词 城市轨道交通网络;车站设备监控系统;嵌入 式技术 The Application of URT Station Device MonitoringNetwork System Zhou Hu，Yang Jianguo，Zhao Shimin Abstract Based On an analysis of the development and cur—rent status of urban rail tran sit，the requirements an d net—working structure of the monitoring system of station device in urban rail transit is discussed( Mean while，the existing problem in building an integrated platform is analyzed and the solution of applying the embedded system technology is put forward( Key words urban rail transit network;station device moni—toring system;embedded technology First-author’S address Donghua University，Mechanical In—stitution，201620，Shanghai，China 1 研究背景 我国轨道交通在不同的建设时期，选用了不同国家供货商的专业系统。由于各公司的技术背景、制式和 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 不尽一致，设备功能相互不同也互不兼容，给轨道交通网络化建设运营时全网络设备状态的信息采集、信息发布、集中监控、车地信息交互以及系统集成等造成了许多障碍。针对轨道交通这个复杂的异构系统，要实现网络综合管理，就必须解决各线路系统的网络化连接和安全运营问题。 图1为单线运行模式下车站设备监控系统的组 织结构图。 城市轨道交通在单线建设时期，每条线路都单独建设一个控制中心。在单线运行模式下，各线路单独运行，由于各系统的制式问题各线间无法实现信息的互通，这就导致了一个严重的安全隐患:在紧急状况下无法实现整个轨道交通网络的安全运营。如在某一换乘枢纽站，若一条线路的列车发生故障或火灾等状况，而另一条线的列车无法及时采取措施，仍然将大批乘客运送到车站，将会使情况进一步恶化。当轨道交通网络形成后，必须对整个网络的 控制中心进行统一规划，同时要考虑多条线路控制中心的资源共享[1]。因此，必须建立一个在所有控制中心之上的统一的运营指挥协调和监控中心。该中心对整个轨道交通网络进行总体监控，在发生任何紧急情况时可以实现整个网络信息的共享和进行统一的指挥调度。 随着城市轨道交通网络的建设，城市轨道交通的资源共享和互联互通问题日益突出。城市轨道交通网的互联互通，必须解决城市轨道交通信号系统的制式问题。目前，在我国已经或正在建设轨道交通线路的城市中，车站设备监控系统的核心产品和技术基本上都是由国外引进，且每条线路的信号系统制式和供货商都不尽相同，即使是同一城市的各条线路系统制式也不尽相同[2]。在这种情况下，由于不同线路的信号系统无法相互识别，就不可能实 现不同线路间的互联互通。这种状况直接影响了城市轨道的网络化发展。车站设备监控系统 (BAS)关系到轨道交通整体功能的实现。BAS对轨道交通车站、区间隧道、运营控制中心(OCC)等与运营有关的建筑和设施的机电设备进行可靠监视及控制，同时接收防灾报警系统(FAS)的火灾模式指令，对防排烟系统与正常的通风系统设备进行控制，以使地铁能正常有序地运营。该系统的控制对象主要为地铁通风空调、给排水、正常照明及电扶梯等设备;其主要作用是对地铁内的环境质量进行监视和控制，使其在正常情况下满足乘客舒适度的要求，并在紧急情况下提供正确可靠的信息保证乘客人身安全 。 2 系统结构 鉴于城市轨道交通网络化建设的趋势，提出轨道交通车站设备监控系统(EMCS)的基于三层网络的实施架构，包括中心网络管理层、区域(线路)控制层和车站(现场)执行层。整个系统的层次结构如图2所示。 图2中，车站(现场)执行层包括了车站所有的机电设备，它可能是换乘车站不同线路的设备。在本方案中，同一个车站的设备隶属于一个现场执行单元。 网络化的体系解决了轨道交通换乘枢纽建设过程中的资源共享。这里的资源共享不仅包括地下空间或设备和管理用房的资源共享，更重要的是车站机电系统和设备的共享。机电设备的共享包括不同轨道交通线路之间在一个换乘站内通风空调设备、供电设备、售检票设备、通信设备等的共享，同时也包括防灾报警系统、设备监控系统等的联动。 轨道交通网络化的设备维修体系、备件管理模式，也由以往的单线维护、备件管理模式，向区域化维修中心、虚拟库存管理模式转变。 根据三层结构的功能体系，网络化的车站设备监控功能结构图如图3所示。 车站执行层主要应用嵌入式综合监控平台来汇集监控对象的状态，执行控制指令;区域控制层产生区域性设备控制操作和数据处理(报警处理、设备联动等);中心级网络管理层负责实施全局相关的操作、管理和决策(如线路问联动控制、辅助维护等)。 3 嵌入式技术应用 嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可剪裁，适应于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。 嵌入式监控平台是整个综合监控系统的基础，它包含嵌入式前端处理器和基于现场总线的控制系统，实现现场信息的采集与处理，对现场可控单元进行智能控制。前端处理器(FEP)是嵌入式监控平台的中央处理单元，是核心设备。FEP在设定的控制周期下，循环执行以下任务:从I,o设备采集现场数据;执行控制逻辑运算;与系统实时数据库或操作员站进行数据交换;向I,O输出设备输出控制指令，并能根据设定条件产生报警数据。嵌入式监控 平台的网络结构采用三层设备、二层网络的“3+2”体系结构，如图4所示。 三层设备是:位于底层的现场设备，如传感器,执行器，以及各种分布式I,o设备等;位于中间层的控制设备，如可编程逻辑控制器(PLC)、工业控制计算机、专用控制器、网关等;位于上层的是监控设备，如嵌入式前端处理器等。 二层网络是:现场设备与控制设备之问的控制网，即现场总线的底层通信网;控制设备与监控设备之间的管理网，一般指由专用网络构成的管理局域网络，采用TCP,IP加以太网。 现场设备用于执行控制信号并返回设备现场状态信号，主要包括模拟量输入设备、模拟量输出设备、开关量输入设备、开关量输出设备、脉冲量输入设备及一些其它的混合信号类型输入输出设备或g~r,,i,(){殳备。 控制网络及设备(Control Network，CNET)用于将FEP与I,o设备连接起来;考虑到需要进行大量的模拟量数据传送，而且每个I,o设备的数据量较大，故选择字节型长包协议，例如Profibus等。 系统网络及设备(System Network，SNEF)用于将操作员站、维护工作站、服务器等操作层设备和FEP连接起来，一般采用以太网;它在保证安全l生和可靠性的前提下，保证系统的开放性和易于集成的特性。 本方案中，现场设备不局限于某线路的特定设备，它可以包括换乘车站不同线路的车站设备;尽管不同线路采用的制式和通信协议不同，但嵌入式前端处理器能适应这种异构的环境，提供上层监控系统以统一、 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 化的车站信息描述，为达到车站设备监控系统的网络化、集成化奠定基础。 4 结语 在轨道交通运营网络化的时代，为实现资源共享和提升网络运营整体效率，车站设备监控系统必须要解决不同线路、不同系统的“互连互通”问题。本文针对城市轨道交通车站设备监控系统单线建设的现状，提出了网络化的车站设备监控系统三层体系架构;并应用嵌入式技术研制前端处理器，将来自不同线路不同制式的车站设备监控信号进行集成，提供上层监控系统统一的规范化信息描述，从而为轨道交通车站设备监控系统网络化建设提供保障。 参考文献 [1] 朱沪生(上海城市轨道交通网络化建设的实践和对策[J](城市 轨道交通研究，2006(12):5( I-2] 魏晓东(城市轨道交通自动化系统与技术rM1(北京:电子工 业出版社，2004( E3] 赵时曼，王绍银(轨道交通信息工程案例集rM1(上海:同济大 学出版社，2007( [4] 刘永谦(网络化运行中的城市轨道交通监控系统接VI方案及 运营模式[J](城市轨道交通研究，2007(9):10( [5] 王树红(嵌入式系统的现状与发展趋势[J](太原大学学报， 2007，8(2):121( 1-6] 王开满，王军，张慎明(城市轨道交通自动化综合监控系统 的集成模式[J](城市轨道交通研究，2007(3):57(