城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)試驗(yàn)驗(yàn)證平臺的搭建 參考版本

1、城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證平臺的搭建摘要：針對軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)接入子專業(yè)多、接口功能復(fù)雜、現(xiàn)場調(diào)試工期緊等特點(diǎn)，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，搭建了XX市軌道交通4號線及支線工程綜合監(jiān)控集成、采購及安裝項(xiàng)目試驗(yàn)驗(yàn)證平臺，本文介紹了試驗(yàn)驗(yàn)證平臺的設(shè)計規(guī)劃、系統(tǒng)規(guī)模和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證平臺所做的全部測試內(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)控試驗(yàn)驗(yàn)證平臺起到推動和促進(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) 試驗(yàn)驗(yàn)證平臺 軌道交通1. 引言截止到2014年底，全國共有

2、22個城市開通軌道交通運(yùn)營線路，總長度為3173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，任何由于前期測試、準(zhǔn)備不充分，都會在后期的調(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)場調(diào)試前都會進(jìn)行調(diào)試前的測試準(zhǔn)備工作，規(guī)模或大或小都會搭建測試平臺，但是如何做好測試平臺的規(guī)劃、做哪些測試、怎樣能夠充分發(fā)揮測試平臺的

3、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)還沒有一個適用的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，鑒于此，XX市軌道交通集團(tuán)有限公司根據(jù)XX市軌道交通4號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個控制中心、2個車站規(guī)模的綜合監(jiān)控試驗(yàn)驗(yàn)證平臺，以期望通過試驗(yàn)驗(yàn)證平臺的驗(yàn)證測試達(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)試驗(yàn)驗(yàn)證平臺的搭建積累經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)城市軌道交通的健康發(fā)展。2. 綜合監(jiān)控系統(tǒng)試驗(yàn)驗(yàn)證平臺結(jié)構(gòu)2.1 試驗(yàn)驗(yàn)證平臺搭建規(guī)劃如何才能充分發(fā)揮試驗(yàn)驗(yàn)證平臺的作用，做到

4、既能實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)驗(yàn)證平臺的設(shè)計目的，完成進(jìn)場調(diào)試前的準(zhǔn)備工作，又能不浪費(fèi)試驗(yàn)驗(yàn)證平臺的測試設(shè)備，測試完成后合理、充分利用測試設(shè)備，我們確定試驗(yàn)驗(yàn)證平臺按照三個一致的原則進(jìn)行搭建：Ø 測試設(shè)備與項(xiàng)目實(shí)際使用設(shè)備相一致；Ø 施工及調(diào)試方法與實(shí)際調(diào)試方法相一致；Ø 測試及驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)與項(xiàng)目驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)相一致。測試完成的設(shè)備將直接搬用到現(xiàn)場使用。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，并且考慮到試驗(yàn)驗(yàn)證平臺面積的限制，我們的試驗(yàn)驗(yàn)證平臺總體設(shè)計規(guī)劃如下：(一) 試驗(yàn)驗(yàn)證平臺按專業(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)

5、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)測試驗(yàn)證區(qū)，各區(qū)域按設(shè)計通信方式進(jìn)行集成和互聯(lián)；(二) 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；(三) 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)劃如下圖1所示：圖1 試驗(yàn)驗(yàn)證平臺區(qū)域規(guī)劃2.2 試驗(yàn)驗(yàn)證平臺網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)國內(nèi)軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)是按照兩級管理、三級控制的分布式模式進(jìn)行運(yùn)營，兩級管理分別是中心級、車站級調(diào)度管理；三級控制分別是中心級、車站級和現(xiàn)場級控制。按照總體設(shè)計規(guī)劃，

6、試驗(yàn)驗(yàn)證平臺各系統(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，我們的試驗(yàn)驗(yàn)證平臺網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)模式為控制中心級監(jiān)控層、車站級監(jiān)控層和將兩個監(jiān)控層連接起來的OTN網(wǎng)絡(luò)傳輸層組成。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如下圖2所示。 圖2 試驗(yàn)驗(yàn)證平臺網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)2.2.1 控制中心級監(jiān)控層控制中心級監(jiān)控層按1+4模式設(shè)置：一套中心級綜合監(jiān)控系統(tǒng)（CISCS）設(shè)備、四個子專業(yè)各一套系統(tǒng)設(shè)備組成。四個子專業(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)：由中心級冗余實(shí)時、歷

7、史服務(wù)器及存儲、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、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；2.2.2 車站級監(jiān)控層車站級監(jiān)控層按兩個站的規(guī)模設(shè)置，每個車站按1+5模式設(shè)置：一套車站級綜合監(jiān)控系統(tǒng)（SISCS）設(shè)備、五個子專業(yè)各一套系統(tǒng)設(shè)備組成。五個子專業(yè)分別包括一套環(huán)境與

8、設(shè)備與機(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)：由車站級冗余實(shí)時/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個遠(yuǎn)程I/O模塊箱組成；3) PA系統(tǒng)：由車站電源監(jiān)測器、網(wǎng)節(jié)點(diǎn)控制器、網(wǎng)絡(luò)音頻勃起、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)

9、：由車站視頻管理服務(wù)器、IPSAN視頻存儲、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；2.2.3 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。3. 綜合監(jiān)控系統(tǒng)試驗(yàn)驗(yàn)證平臺的驗(yàn)證測試如何最大化的利用試驗(yàn)驗(yàn)證平臺、充分發(fā)揮試驗(yàn)驗(yàn)證平臺進(jìn)場調(diào)試前的驗(yàn)證、準(zhǔn)備功能，是我們在設(shè)計和規(guī)劃驗(yàn)證平

10、臺時著重考慮的問題。我們搭建試驗(yàn)驗(yàn)證平臺的目的，不僅僅是滿足驗(yàn)證平臺系統(tǒng)內(nèi)和系統(tǒng)間的各項(xiàng)測試計劃，更要創(chuàng)造條件，進(jìn)行驗(yàn)證平臺系統(tǒng)和外部系統(tǒng)之間的測試，為此，我們協(xié)調(diào)機(jī)電、供電、通信、信號各相關(guān)專業(yè)，提前計劃、部署和協(xié)調(diào)，按計劃有序的進(jìn)行了驗(yàn)證系統(tǒng)內(nèi)部測試、驗(yàn)證系統(tǒng)和外部系統(tǒng)的功能和動態(tài)測試。3.1 驗(yàn)證測試內(nèi)容按照設(shè)計規(guī)劃進(jìn)行了ISCS系統(tǒng)和5個接入子系統(tǒng)內(nèi)部測試，同時按照設(shè)計聯(lián)絡(luò)會確定的時間節(jié)點(diǎn)，按計劃組織協(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、自動售檢票AFC接口設(shè)備、防淹門接口設(shè)備、信號ATS接口設(shè)備、機(jī)電全部設(shè)備進(jìn)行測試：(1) 系統(tǒng)功能測試：根據(jù)招標(biāo)文件、投標(biāo)文

11、件、技術(shù)規(guī)格書、設(shè)計聯(lián)絡(luò)會和其他會議確定系統(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)功能測試；(2) 接口測試：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)議測試、BAS系統(tǒng)和機(jī)電設(shè)備的接口協(xié)議測試、PA-FAS、PIS-PA的接口協(xié)議測試；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)對點(diǎn)測試、BAS系統(tǒng)和機(jī)電設(shè)備的實(shí)驗(yàn)室點(diǎn)對點(diǎn)測試；(3) 施工及調(diào)試方法測試：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。同時調(diào)試人員和施工人員在試驗(yàn)驗(yàn)證平臺按照正確的方法進(jìn)行演練

12、，并形成規(guī)范性文件，指導(dǎo)和要求現(xiàn)場施工及調(diào)試；(4) 系統(tǒng)性能測試：檢測硬件設(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) 安全性和可靠性測試：系統(tǒng)安全性測試主要是進(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)故障自動切換測試。系統(tǒng)可靠性測試進(jìn)行了ISCS、BAS、PA、PIS、CCTV、ACS單系統(tǒng)7X24小時不間斷運(yùn)行測試，測試系統(tǒng)是否能夠穩(wěn)定、可靠、連續(xù)運(yùn)行；(6) iFAT集成測試：進(jìn)行進(jìn)場調(diào)試前最大化系統(tǒng)（ISCS+BAS、PA、PIS、CCTV、ACS等5個

13、子系統(tǒng)）、最大數(shù)據(jù)量（41個站全數(shù)據(jù)規(guī)模）的集成測試，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)動功能。3.2 試驗(yàn)驗(yàn)證平臺取得的成績及優(yōu)勢試驗(yàn)驗(yàn)證平臺由于使用的測試設(shè)備是與現(xiàn)場調(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，并且測試區(qū)按系統(tǒng)劃分，測試場地固定，測試時間連續(xù)，所以為驗(yàn)證測試提供了硬件、場地和時間上的保障，從試驗(yàn)驗(yàn)證平臺實(shí)施和運(yùn)行的效果來看，和常規(guī)的測試平臺相比有如下優(yōu)勢：(1) 數(shù)據(jù)規(guī)模：試驗(yàn)驗(yàn)證平臺匯集了ISCS系統(tǒng)和5個接入子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了41個車站+控制中心的全數(shù)據(jù)測試，和實(shí)際投運(yùn)規(guī)模一致；(

14、2) 測試連續(xù)性：試驗(yàn)驗(yàn)證平臺從第一次設(shè)計聯(lián)絡(luò)會結(jié)束開始搭建，一直到現(xiàn)場典型站調(diào)試結(jié)束前，試驗(yàn)驗(yàn)證平臺都在連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，持續(xù)為項(xiàng)目進(jìn)場調(diào)試前提供技術(shù)保障；(3) 可進(jìn)行動態(tài)測試：選擇試驗(yàn)驗(yàn)證平臺地點(diǎn)時，就規(guī)劃了動態(tài)測試功能，驗(yàn)證平臺的外圍可以進(jìn)行車輛行駛，按計劃完成了地面PIS和信號的動態(tài)測試項(xiàng)目。詳細(xì)對比見下表1：序號測試項(xiàng)目常規(guī)測試平臺測試實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證平臺測試說明1功能測試ISCSll2BASl3PAl4PISl5CCTVl6ACSl7接口測試接口協(xié)議測試ll8點(diǎn)對點(diǎn)測試ll9施工及調(diào)試方法測試機(jī)柜及前端設(shè)備安裝l10柜間接線、線纜標(biāo)識l11調(diào)試方法l12動態(tài)測試地面PIS與信號測試l13性能測試

15、CPU占用率¢l41個站，5個接入子系統(tǒng)14內(nèi)存占用率¢l15OTN帶寬、丟包率l16畫面測試車站畫面¢l常規(guī)測試一般是選一個到幾個站規(guī)模，驗(yàn)證平臺是全部車站規(guī)模17中心畫面¢l常規(guī)測試一般是完成中心部分功能，驗(yàn)證平臺是全部畫面規(guī)模18iFAT集成測試ISCS-BASll19ISCS-PAl20ISCS-PISl21ISCS-CCTVl22ISCS-ACSl說明：l表示全部實(shí)現(xiàn)¢表示部分實(shí)現(xiàn)表1 常規(guī)測試平臺和試驗(yàn)驗(yàn)證平臺測試對比表4. 結(jié)束語綜合監(jiān)控系統(tǒng)試驗(yàn)驗(yàn)證平臺按照設(shè)計規(guī)劃完成了6項(xiàng)功能測試、ISCS系統(tǒng)12個接入子系統(tǒng)接口測試、BAS系統(tǒng)13個機(jī)電接入設(shè)備接口測試、施工及調(diào)試方法測試、系統(tǒng)性能測試、安全性和可靠性測試、iFAT集成測試，整理制定了ISCS系統(tǒng)和5個子系統(tǒng)施工工序及施工方法、調(diào)試