地铁综合监控的系统构成概述

（1）硬件构成综合监控系统方案充分考虑到轨道交通监控的高可靠性要求，特别是考虑到采用综合监控方式后，轨道交通各个专业系统的运行和维护都要在同一套系统上进行，对系统的可靠性要求更高。因此，方案采用的冗余机制涉及到中央主备实时服务器之间、中央主备历史服务器之间、车站主备实时服务器之间、车站主备工作站之间、车站主备FEP之间、中央局域网双网之间、车站局域网双网之间；不仅包括硬件设备，而且包括相应的软件，不仅包括运行的功能，而且包括数据流程，都是冗余的。多重冗余机制使得系统在任何单点故障和交叉故障时，都不影响ISCS运行。冗余配置的中央和车站服务器按照集群方式运行（设备不分主备，均衡负载，仅仅任务模块区分值班和备用），冗余配置的交换机和FEP等设备按照主备方式运行（设备区分值班和备用）。 详细的硬件构成如下：第一层：中央级综合监控系统 第一层包括冗余的实时服务器、冗余的历史服务器、外部磁盘阵列、磁带机、各种调度员工作站（如电调、环调、行调、维调和总调等）、NMS工作站、事件打印机、报表打印机、彩色图形打印机、冗余的带路由功能的网络交换机、FEP、大屏幕系统（OPS）、UPS等。OCC配置的网络交换机，实现OCC所有网络资源的互联。交换机的端口数量和带宽的选择应充分考虑ISCS和网络通信设备的要求，网络交换机直接连接到通信传输网络。在正常情况下，OCC的调度员通过调度员工作站，控制和监视各被集成系统。OCC的命令，通过ISCS网络发送到各被集成系统。实时服务器主要功能是完成实时数据的采集与处理，从OCC向分布在各站点的被集成系统发送模式、程控或点控等控制命令。历史服务器主要功能是完成历史数据的存储、记录和管理等功能。第二层：车站级综合监控系统第二层包括冗余的实时服务器、值班站长工作站、冗余的网络交换机、前端处理器（FEP）、IBP和UPS等。车辆段停车场综合监控系统（DISCS）与车站综合监控系统（SISCS）一样，都属于第二层，只是配置有所不同。FEP处理所有与被集成系统的接口，从FEP采集的数据通过车站交换机送到车站服务器。车站服务器、车站值班站长工作站和FEP等与网络交换机相联。（2）软件构成方案采用的综合监控系统软件无论从硬件、软件还是功能和运营，根据不同的特性进行了不同层次的划分，如中央级一般控制轨道交通全线，监控范围较广，响应时间为秒级，而就地级一般控制某一设备，监控范围较小，响应时间为毫秒级。各层既相互联系又相对独立，如车站级与就地级通过FEP连接，中央级和车站级通过骨干网连接，相互之间交换数据而不干扰。另外，本方案在设计时还考虑到中央级之上的更高一级管理，允许互联和交换信息。综合监控系统的层次结构如上图所示：从平面结构而言， 采用通信中间件FoxBus，各个功能模块通过FoxBus组合在一起协调工作，本系统的平面结构如下图所示。FoxBus将软件模块组件化，允许各模块在硬件上任意分配，任何一台工作站都可以根据所登录用户的权限进行相应级别操作员的监视和操作。方案采用硬件FEP将车站ISCS和就地级系统进行隔离，使得子系统和ISCS系统既相互联系又相互独立。一方面，子系统的异常不会影响ISCS的运行，使子系统的数据干扰范围得到控制。另一方面，ISCS系统的不正常不会影响各个子系统的运行，即使ISCS全部瘫痪，各个子系统能继续正常工作，保证轨道交通基础层的监控功能。针对西安的环境特点和气候条件，本方案中采用了大量抗电磁干扰、防潮防震的工业级产品，如FEP、交换机和服务器等均采用高可靠性产品。ISCS的软件结构从体系结构的角度，分为系统软件、支撑软件和应用软件三层；从数据流程的角度，分为： 数据接口层； 数据处理层； 人机接口层。 数据接口层主要由FEP组成，完成数据的第一次收集和处理，FEP具备协议转换能力，采用嵌入式实时操作系统。ISCS系统通过前置通信机接收接入系统的信息并对无关的访问进行隔离。前置通信机具有转换各种硬件接口、软件协议的能力，接入系统通过前置通信机将数据传入ISCS系统，同时ISCS系统也通过前置通信机向各接入系统传送有关数据。同时FEP还起到隔离综合监控系统和相关系统的功能。数据处理层主要由车站服务器和中心服务器组成，车站服务器完成数据的第二次处理和收集，将各FEP的数据进行集中和处理，供车站ISCS的人机界面显示和操作，收集的是车站范围内的数据；中心服务器除了完成本中心的数据处理和收集外，还要完成数据的第三次集中和处理，供控制中心的 ISCS人机界面显示和操作，收集的是全线范围内的数据。人机接口层是ISCS提供的用于人机交互的图形接口，ISCS可以通过该接口向操作员显示设备状态信息、运行信息、故障信息、报警信息、统计报表信息等，同时，操作员可借助系统提供的一系列工具，在操作员工作站上对远程的设备进行监视、设置、控制等。综合监控系统（ISCS）包括中心综合监控系统（CISCS）、车站综合监控系统（SISCS）、停车场和车辆段综合监控系统、网络管理系统（NMS）、设备维护管理系统（MMS）、培训管理系统（TMS）、软件测试平台（STP）等。 中心综合监控系统：对全线重要监控对象的状态、性能数据进行实时的收集处理，通过各种调度员工作站和大屏幕以图形、图像、表格和文本的形式显示出来，供调度人员控制和监视。并且根据一定的逻辑关系自动向分布在各站点的被监控对象或系统发送模式、程控、点控控制命令，或由调度员人工发布控制命令，从而完成对全线环境、设备的集中控制与显示。 车站综合监控系统：通过值班站长工作站、打印机设备实时的反映监控对象变化的状态信息并形成报表，同时记录下相关信息，更新相关数据。车辆段、停车场综合监控系统（DISCS）作为两个特殊站点，视为站级综合监控系统，对停车场、车辆段监控设备进行状态和性能参数地实时监控。 网络管理系统：搭建在中心，为网络系统与设备提供一系列的维护、监测与快速故障处理手段，允许网络管理员通过一个简单界面高效管理网络。 设备维护管理系统：设置在车辆段内，配置维护工作站、打印机等，实现对全线供电系统和机电设备系统复示和维修调度管理。 培训管理系统：可以单向访问运行系统，以便允许TMS使用真实的运行场景给学生示范。关于培训环境，系统提供以模拟相关系统规约到模拟现场环境的接口，教员在培训中能够修改仿真环境，并观察学员的响应，以在必要时提供建议。 软件测试平台：STP可对相关系统的软件功能进行软件测试，满足ISCS的软件安装测试及与各相关系统的接口测试的要求。STP与TMS硬件合并使用，软件分开配置。软件测试平台与综合监控系统监控网络连接，便于软件测试平台维护全线综合监控系统软件。