Faiveley屏蔽門監控數據庫與監控界面關系剖析*

宋蘊璞 趙 炯 徐博銘

(同濟大學機械工程學院,200092,上海∥第一作者,講師)

Faiveley屏蔽門監控數據庫與監控界面關系剖析*

宋蘊璞 趙 炯 徐博銘

(同濟大學機械工程學院,200092,上海∥第一作者,講師)

以上海軌道交通4號線所采用的Faiveley屏蔽門監控系統為研究對象,采用現場數據測試試驗和后臺數據分析的研究方法,剖析了該屏蔽門監控系統的SQL Server數據庫的具體結構、各數據表的功能、數據表中各字段的含義與屬性、數據庫與監控界面之間的接口和對應關系,以及數據庫表與表之間的內在關聯關系;以實例進行了具體描述,為屏蔽門監控系統的國產化以及在現有的屏蔽門站級監控系統之上建立網絡級監控打下基礎。

Faiveley屏蔽門;監控系統;數據庫;監控界面;關聯關系

First-author's addressSchool of Mechanical Engineering,Tongji University,200092,Shanghai,China

目前的屏蔽門均采用站級監控方式。隨著軌道交通網絡化的日益發展,屏蔽門的這種監控布置方式已顯得相對落后,在實際運營過程中由于站級監控的局限性,經常導致一些故障不能得到及時有效的解決。開發行之有效的屏蔽門網絡級監控是目前屏蔽門監控發展的一個重要課題。

目前軌道交通所采用的屏蔽門監控系統均由國外進口,其內部諸如數據庫以及數據庫與監控界面接口等核心技術資料廠家并未提供。因此,要在這些站級監控系統之上建立網絡級監控,首要的任務就是剖析站級監控系統的數據庫以及數據庫與監控界面的接口等關鍵信息。

本文以上海軌道交通4號線所采用的Faiveley屏蔽門監控系統為例,剖析其數據庫與監控界面的接口以及數據庫表間的內在關聯關系[1-4]。

1 Faiveley數據庫簡析

經過對Faiveley屏蔽門監控系統的剖析發現,Faiveley數據庫中共有22個數據表。其中多數都是具有固定內容的基本信息表。數據庫中用于記錄動態信息或日志信息的數據表共有 5個,如表 1所示。

表1 Faiveley數據庫表

2 數據庫表與監控界面間的內在聯系分析

2.1 監控界面信息

各監控界面主要呈現站臺的總體運行情況和各扇門的運行情況,不同的運行情況用不同的顏色加以區分。

狀態:橙色——狀態激活;綠色——狀態未激活。

報警:紅色——一個或多個組件出現報警;橙色——一個或多個組件出現報警,但已確認;黃色——一個或多個組件的報警未經確認但已消失;綠色——沒有出現報警。通過雙擊報警指示器來確認報警。

總監控界面(見圖1)分上行線和下行線兩部分顯示區域。兩部分顯示的內部機理完全相同,因此本文僅對上行線顯示區域進行分析。上行線顯示區域又分為站臺狀態、站臺警報、屏蔽門三個部分。

圖1 總監控界面

監控界面本身并不難理解,需要進行分析的是監控界面與數據庫表的內在聯系機制。例如,對于出現在數據庫Evenement事件表中的某條單扇門的警報事件,如何確定其對應的界面圖框的顯示顏色;或者反過來,監控界面上的門顯示橙色,它相對應的數據庫表在哪里,其內部各項數據又如何;等等。

2.2 數據庫表與站臺狀態間的內在關聯分析

總監控界面上共給出了11種站臺狀態。經分析發現,這 11種狀態與 SQL Server數據庫的Evenement事件表中的站臺類狀態事件對應。含有具體數據的Evenement表(部分列、行)如表2所示。

經剖析發現,站臺狀態事件在Evenement表中對應的NomEvt(事件名稱)關鍵字分別為:

(1)自動開門——IOM_STAT US_LTS;

(2)自動關門——IOM_STAT US_LTD;

(3)全部門關閉鎖定——IOM_STATUS_EL3;

(4) 互 鎖 解 除 ——MCS_INTERLOCK_OVERRIDE;

(5)PEC(車控室屏蔽門緊急控制面板)激活——IOM_STAT US_EL6;

(6)PEC就地控制——IOM_STATUS_EL7;

(7)PEC開列車門——IOM_STATUS_EL8;

(8)PSL(站臺端頭屏蔽門控制盒)激活——IOM_STATUS_EL1;

(9)PSL 開 列 車 門— —IOM_STATUS_EL3E2;

(10)PST(系統測試模式)激活——IOM_STATUS_LT4;

(11)TC FREE POBT — —IOM_STATUS_LT1。

表2 含有具體數據的Evenement表(部分列、行)

當Evenement表中新增記錄的NomEvt字段符合以上11種關鍵值之一時(同時還要滿足Source、APG、TypeEvt等字段要求),會使監控界面相對應的站臺狀態框發生變化,然后再根據該記錄的EtatEvt(事件狀態)字段判斷該站臺狀態框應顯示的顏色:

EtatEvt=1,顯示橙色,狀態激活;

EtatEvt=0,顯示綠色,狀態未激活。

2.3 數據庫表與站臺警報間的內在關聯分析

與站臺狀態信息相同,當站臺發生某種警報時,實時警報信息同樣傳送至SQL Server數據庫的Evenement事件表中,該表會因此增加一條記錄。此時該記錄的NomEvt項對應的是各種站臺警報事件名。

總監控界面共提供7種站臺警報事件。這7種站臺警報事件在 Evenement表中對應的NomEvt(事件名稱)關鍵字分別為:

(1)驅動電源故障——DRIVING_PS_FAILURE;

(2)電源故障——PS_FAILURE;

(3)控制電源故障——CONTROL_PS_FAULT;

(4)PSDIP(屏蔽門接口面板)故障——PSDIP_FAILURE;

(5)命令故障——ORDER_FAILURE;

(6)監控故障——MONITORING_FAULT;

(7)輸入輸出模塊——IOM_ALARM_AL1——AL21,都可激活界面上監控故障。

當Evenement表中新增記錄的NomEvt字段符合以上7種關鍵值之一時(同時還要滿足Source、APG、TypeEvt等字段要求),會使監控界面相對應的站臺警報框顏色發生變化。至于變化為何種顏色,則需要根據Evenement表中FK_Contexte項對應的鍵值關聯至 SQL Server數據庫的另一張表Contextequai中Id值與該鍵值相同的一行記錄來確定。該記錄的第二列和第三列決定了該警報框應該顯示的顏色。含有具體數據的Contextequai表(部分列、行)如表3所示。

表3 含有具體數據的Contextequai表(部分列、行)

Contextequai表第二列字段為DateDisparition(消失(完成)日期),第三列字段為DateAcquittement(響應日期)。通過分析發現,根據此2列有無具體日期可以產生4種組合,分別代表4種不同的顏色,同時也表示警報的4種狀態。其對應關系如表4所示。

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2.4 數據庫表與站臺屏蔽門的內在關聯分析

當某扇屏蔽門發生故障時,其DCU(門控單元)通過監測網絡將實時故障信息傳送至SQL Server數據庫的Evenement事件表中。該表會因此增加一條記錄,此時該記錄的NomEvt項對應的是各種單扇門警報事件名。單扇屏蔽門共有22種故障警報事件,對應數據庫中 Evenement事件表的NomEvt關鍵字段分別為ALARM_AL1,ALARM_AL2,…,ALARM_AL21。當 Evenement表中新增記錄的NomEvt字段符合以上21種關鍵字段之一時(同時還要滿足Source、APG 、TypeEvt等字段要求),會使監控界面相對應的某個屏蔽門(門號由APG確定)的圖框顏色發生變化;至于變化為何種顏色,則需要根據Evenement表中FK_Contexte項對應的鍵值關聯至SQL Server數據庫的另一張表Contexteporte中Id值與該鍵值相同的一行記錄來確定。該記錄的第二列和第三列決定了該屏蔽門圖框應該顯示的顏色。含有具體數據的Contexteporte表(部分列)如表5所示。

Contexteporte表第二列字段為DateDisparition(消失(完成)日期),第三列字段為DateAcquittement(響應日期)。根據有無具體日期此2列可以產生4種組合,分別代表4種不同的顏色,同時也表示門的4種維保狀態。經比較分析知,Contexteporte表中DateDisparition和DateAcquittement兩列的組合關系對于界面屏蔽門圖框顏色顯示的影響與站臺警報相同,如圖2所示。

表5 含有具體數據的Contexteporte表(部分列)

圖2 Contexteporte表中第二、三列字段與屏蔽門圖框顏色的對應關系

總監控界面上的屏蔽門除圖框顏色會發生變化外,還會跟隨實際情況實現開關動畫動作。此開關動作同樣與Evenement事件表中的相關記錄有關。每次開關門時,Evenement事件表均會增加NomEvt(事件名)關鍵字為以下字段的連續記錄:

(1)MCS_OPEN_AUTO;

(2)IOM_STATUS_LTS;

(3)MCS_CLOSE_AUTO;

(4)IOM_STATUS_LTD;

(5)MCS_CLOSE_STAT US,1-30,分別對應上/下行線的30扇門;

(6)MCS_OPEN_STAT US,1-30,分別對應上/下行線的30扇門。

根據這些連續記錄的EtatEvt(事件狀態)字段判斷各扇門應該是開還是關。

3 數據庫表與表之間的內在關聯關系分析

監控界面中還有許多實時或歷史信息需要通過數據庫中多個數據表的組合來獲取。例如:為了查出某時某刻某個設備的某個模擬量值,僅根據一張模擬值登記表EnregistrementVA并不行,它需要多個表間的配合作用。因此,就需要分析表與表之間的內在關聯關系。

經分析知,監控系統中的模擬量數據與SQL Server數據 庫的 ENregistrementVA 表、ValeursAnalogiques表(固定內容的基本信息表)和LRUs表中(固定內容的基本信息表)的各項相關聯。

經反復測試分析后發現,EnregistrementVA表的功能是給出各模擬量的閾值。對該表中各字段的含義、字段類型和屬性的分析結果如表6所示。

表6 EnregistrementVA表各字段含義、字段類型和屬性分析結果

由于在實時運行中每隔2 s就會有5條記錄添加進該表,因此EnregistrementVA表有上萬條記錄。實時添加進來的5條記錄分別是:

(1)OPENING_TIME;

(2)CLOSING_TIME;

(3)AVE_OPENING_CURRENT;

(4)AVE_CLOSING_CURRENT;

(5)DCU_VOLTAGE。

其中Valeur項所對應的值即是具體的電流、電壓、時間等模擬量值。而該值指向哪個門控單元,則需要根據該條記錄所對應的鍵值FK_VA查詢ValeursAnalogiques表,然后再根據 ValeursAnalogiques表中對應的鍵值FK_LRU查詢LRUs表。

LRUs表各記錄則用于說明車站中的各個LRU(在線可更換部件)。對于該表中各字段的含義、字段類型和屬性的分析結果如表7所示。

表中共有固定的記錄667條[3×12+3×(30×7)+1]。最后一條記錄標記結束。前36條記錄中每12條屬于1個站臺(Quai=1,2,3)。從第37條記錄開始,每7條記錄描述一個站臺的一個DCU。因此這7條記錄的DCU號都相同,而Quai字段對于前30×7條記錄為1,對于隨后30×7條記錄為2,對于最后30×7條記錄為3。

表7 LRUs表各字段含義、字段類型和屬性分析結果

ValeursAnalogiques表實際上給出了LRUs表中類型為DCU(共90個)的部件的6個名稱代號。對于該表中各字段的含義、字段類型和屬性的分析結果如表8所示。

表8 ValeursAnalogiques表各字段含義、字段類型和屬性分析結果

ValeursAnalogiques表中的 Id對應 EnregistrementVA表中的外鍵值 FK_LRU,而ValeursAnalogiques表中的外鍵值FK_LRU則對應表LRUs中的Id。

下面以一具體實例來說明某一模擬量信息的具體關聯步驟。

(1)根據ENregistrementVA表(表9)中某條記錄的Valeur值獲得該記錄的登記值,即模擬量值。

對于EnregistrementVA表中Id=10這行,可知某一設備在2007年5月13日18:36時的模擬量值是69個預設單位,但是何設備的模擬量值、是設備的哪個模擬量值,在此表中并未給出。

(2)根據ENregistrementVA表中某條記錄的鍵值FK_VA,查表 ValeursAnalogiques(表 10)中Id序號=FK_VA字段的記錄,獲得登記值(模擬量值)的代碼名稱。

根據ENregistrementVA表中該條記錄所對應的鍵值FK_VA =9,查詢表 ValeursAnalogiques中 Id=FK_VA=9的記錄。由表ValeursAnalogiques可以獲知,EnregistrementVA表中的模擬量值的名稱為AVE_OPENING_CURRENT(平均開門電流)。

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(3)根據 LRUs表(表 11)中 Id序號 =表ValeursAnalogiques中FK_LRU字段的記錄,查出對應的DCU(哪個站臺、第幾號DCU)。

根據模擬值表ValeursAnalogiques中該條記錄所對應的鍵值FK_LRU=37,查詢到LRUs表中Id=FK_LRU=37的記錄。

由此可得完整信息為:上行線(Quai=1)的001號DCU在2007年5月13日18:36的平均開門電壓為69個預設電壓單位。

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4 結語

本文剖析Faiveley屏蔽門監控系統數據庫與監控界面的接口以及數據庫表間的內在關聯關系。分析時發現,其數據庫核心內容安排尚存在條理不夠清晰、結構性欠佳的不足。鑒于此,應根據實際情況對該部分內容進一步展開細致的梳理、優化和擴充工作,并在此基礎上建立網絡化監控體系。

[1]李春葆,曾平,趙丙秀.數據庫系統開發教程——基于 SQL Server 2005+VB.NET 2005[M].北京:清華大學出版社,2006.

[2]楊志強.專家精講:SQ L Server數據庫管理、升級與轉移[M].北京:電子工業出版社,2008.

[3]Robert Vieira.SQ L Server 2005高級程序設計[M].北京:人民郵電出版社,2008.

[4]何文華.SQL Server數據庫案例教程[M].北京:電子工業出版社,2008.

Relevance between Data Base and Supervision Control Interface of Faiveley PSD

Song Yunpu,Zhao Jiong,Xu Boming

Based on the Faiveley platform screen door(PSD)system of Shanghai Metro Line 4,this paper uses the field data testing experiment and back-office data analysis as the research method,analyzes the specific structure of this system's SQL Server database,the tables'function,the meaning and attribute of the fields in the tables,the relevance between the data base and the supervision control interface of Faiveley PSD system.The relationship among the tables in the data base is also discussed with examples in the paper.This research is a basis for the localization of the PSD system and the establishment of the monitoring network.

Faiveley platform screen door;supervision and control system;data base;supervision&control interface;relevance

TP 311.1;U 231+.92

*上海市自然科學基金資助項目(06ZR14160)

2009-09-10)