地鐵延長線自動售檢票系統與既有綜合監控系統對接聯調的方法

陳 楚 姚 霞

(西安市地下鐵道有限責任公司運營分公司,710016,西安∥第一作者，工程師)

地鐵延長線自動售檢票系統與既有綜合監控系統對接聯調的方法

陳 楚 姚 霞

(西安市地下鐵道有限責任公司運營分公司,710016,西安∥第一作者，工程師)

介紹了西安地鐵2號線延長線自動售檢票(AFC)系統接入原有已運行系統時，AFC系統與綜合監控系統在綜合聯調中的對接聯調方法。通過搭建模擬測試環境、增加冗余服務器、調整聯調時間等方法解決2號線延長線AFC系統接入已正常服務的綜合監控系統時存在的AFC聯調時間緊張、延長線與一期工程數據點表不一致等難題,在不影響現有系統正常運營的情況下實現了延長線AFC與綜合監控數據的互聯互通,為國內在建的同類型延長線接入工程提出了建設性的思路。

地鐵延長線; 自動售檢票系統; 綜合監控系統; 對接聯調

Author′s address The Operation Branch of Xi′an Metro Co.,Ltd.,710016 Xi′an,China

綜合監控系統(ISCS)作為地鐵各系統間信息共享平臺,監視并控制全線多個專業系統(如自動售檢票(AFC)系統、列車自動監視(ATS)系統、門禁系統(ACS)、環境與設備監視系統(BAS)、火災自動報警系統(FAS)、電力監視系統(PSCADA)等)的主要設備信息和重要報警信息(監視功能),并進行聯動(控制功能)。作為獨立系統的AFC系統，可實時監視全線各車站AFC系統的進出站閘機、自動售票機、自動充值驗票機的運行狀態及報警信息、更新顯示客流統計數據等。如何將AFC與ISCS對接,實現AFC系統的數據采集和兩系統間數據交換,是新開線路及既有線延長線路需解決的一個問題。本文介紹既有線延長線的AFC系統與ISCS的對接方式及聯調方法,供同類系統延長線對接聯調參考。

1 AFC系統與ISCS接口

1.1 AFC系統網絡架構

1.1.1 單條線路網絡架構

AFC系統的網絡由中央計算機系統局域網、通信傳輸網、車站計算機系統局域網三部分組成,中央計算機系統局域網通過通信傳輸網連接到車站計算機系統局域網。網絡系統建設涉及到的內容包括線路中央計算機系統、車站計算機系統、維修中心、模擬培訓系統、網絡安全部分和網絡管理部分。中央計算機系統局域網與通信專業設備連接，進行時鐘同步和信息傳輸;與ISCS相連,將AFC系統所有設備狀態傳給ISCS,包括客流和設備運行情況,保證ISCS專業工作站與AFC工作站狀態信息保持一致。AFC系統層級架構如圖1所示。具體AFC系統網絡架構如圖2所示。

1.1.2 延長線AFC系統網絡架構

延長線是在已開通運營一段時間后的既有線路基礎上,為了拓展線網運營需要,沿用原線路系統設計,新增數個車站,保持統一軟硬件設備、數據傳輸機制及接口規范的延長線路。

注:ACC為清分系統；LC為車站計算機系統；TVM為自動售票機；BOM為半自動售票機；AG為自動檢票機；EQM為自動查詢機

圖1 AFC系統層級架構圖

注:TCM為自動查詢機；IBP為綜合后備盤;小清分系統為西安地鐵1.2號線間的清分系統。3號線建成運營后將建立線網級清分系統,小清分系統功能將納入其中

圖2 AFC系統網絡架構圖

西安地鐵2號線南段工程為2號線延伸線，包括三爻站、鳳棲原站、航天城站、韋曲南站等4個車站。其AFC系統的網絡架構需延續2號線一期工程的系統架構。南段工程每個車站形成各自的AFC局域網,車站終端設備間通過二層交換機進行網絡連接,車站售檢票設備交換機與車站級交換機(三層交換機)采用環形工業以太網相連接,負責車站終端設備和車站計算機之間的數據交換。車站局域網通過通信傳輸主干網與2號線中央計算機系統(CC)建立數據傳輸通道。延長線新建的4個車站的上層中央計算機系統與一期工程17個車站都使用原中央計算機系統,與綜合監控系統的數據傳輸也通過中央計算機系統中服務器相連,并通過同一小清分系統實現對一卡通及1號線AFC系統的數據交互。

既有2號線AFC網絡拓撲圖如圖3所示。2號線延長線的接入就是在2號線車站計算機系統部分加入三爻站、鳳棲原站、航天城站、韋曲南站等4個車站。

1.2 AFC系統與ISCS的接口設計

AFC系統的2個核心交換機(核心交換機A、B)分別通過防火墻直接連接到ISCS的內部交換機(見圖3),實現客流和狀態數據的傳輸。

AFC內部核心交換機通過網線與通信服務器相連。通信服務器中裝有實現AFC系統與ISCS數據實時互通的執行腳本,系統內部設置自動執行腳本任務,每日凌晨3:00自動執行腳本,生成數據實時同步日志并打包存放在指定目錄,通過該日志可查看AFC與ISCS數據傳輸是否正常進行。另外,AFC系統維護人員每日巡檢時會登陸通信服務器對該腳本運行情況進行檢查,通過執行相關命令來查詢AFC與ISCS數據傳輸是否實時進行，若有異常,及時給予處理。

核心交換機A中劃分2個VLAN(虛擬局域網),分別給2個VLAN配置相應的IP地址,并與綜合監控進行協商,將對應接口的IP與VLAN接口IP劃分在同一網段內,保證網絡通信的基本條件。目前,AFC系統與ISCS連接預留2個接口,1個已接入正式系統,另1個作為備用,若已用線路出現問題,則啟用另一條線路。

2 AFC系統與ISCS對接

2.1 對接聯調目的

ISCS與AFC系統在監控對象和功能上差異較大,ISCS監控地鐵全線各子系統的主要設備工作狀態和重要告警信息,并進行相關必要的聯動控制;而AFC系統只需監視自身設備,但必須顯示全部設備信息和全部告警。ISCS與單條線路的AFC系統的對接聯調,是為了實現AFC系統向ISCS后臺發送的線路AFC系統設備最新數據與AFC系統數據表中存儲數據實時一致，并實時顯示在ISCS的人機界面(IMS)上,供地鐵用戶監控使用。

2.2 對接聯調方法

2.2.1 對接前的準備工作

在前期網絡規劃時要預留與綜合監控專業的互通端口,新線開通前,通過相關負責人與綜合監控專業協商好地址劃分原則和策略,由專業工程師對交換機和服務器進行配置。在交換機中劃分2個VLAN,分別給2個VLAN配置相應的IP地址(該IP要與ISCS對應接口IP在同一網段內),保持網絡暢通后,要在通信服務器中配置同步腳本,保證AFC系統與ISCS數據能夠實時同步。

2.2.2 對接前的測試工作

為了保證AFC系統與ISCS對接后客流和設備狀態數據能正常上傳,且狀態顯示無誤,必須在對接前進行完整的測試。

AFC系統與ISCS采用雙線(以下簡為“網線A”和“網線B”)冗余設計,以保證線路的安全可靠性。為了確保兩條線均有效,必須對其分別進行測試。

將交換機中的網線B斷開,網線A與ISCS相連接,并通知AFC專業和綜合聯調相關負責人同時打開監控工作站,對車站設備狀態進行測試。測試過程中,需按照點表計劃對正線設備狀態進行設置,再由AFC和綜合監控專業人員核對設備狀態是否一致,通過反饋確定交換機網線是否暢通。同樣的測試方法,將網線A斷開,連接網線B后進行測試。測試完成后，將網線A和網線B均插到相應的核心交換機中,即完成了AFC系統與ISCS的對接測試工作。

2.3 延長線中對接難題

延長線與新開線路的基本調試方法相同。由于2號線一期工程已開通運營,為保證一期工程AFC系統的正常運行,在進行延長線的數據信息接入及與ISCS互聯互通的調試過程中,應盡可能采用與一期工程一致的軟件平臺,減少對一期工程既有系統運行的影響和干擾,實現延長線的平滑接入。但是，因為AFC系統工程調試期接近開通期等因素,使其在與ISCS的綜合聯調配合上存在問題。

圖3 既有2號線AFC網絡拓撲圖

2.3.1 AFC聯調時間緊張

AFC系統工期的特殊性,導致其在完成自身可靠性穩定性單調后,已進入延長線籌備開通期的尾期。此時距線路開通僅有不足2個月的時間,聯調測試的其他系統已進行完大多數測試,ISCS也不例外,不僅完成了延長路段的單系統測試,并且完成了將延長段子系統并入正式ISCS的測試。這意味著AFC系統要承擔與正式ISCS聯調的壓力。

2.3.2 測試結果復測難

由于ISCS為正式系統,而2號線AFC系統僅能通過CC的一個接口與ISCS連接,故所有的測試工作將在非運營時段展開。該時間段短,測試項目多,組織協調難度大,許多問題的復測較難實現,使得項目實施周期拖長。

2.3.3 數據接口點表不一致

由于施工跨度時間長以及工程招投標和技術上的原因,延長線和一期工程使用的數據點表有可能不統一。

3 延長線對接過程中的對策

3.1 搭建模擬平臺

將延長段AFC系統作為獨立的系統,增加2臺服務器分別代替其上層應用系統中央計算機及小清分系統，搭建臨時模擬平臺。

3.2 調整聯調時間

為了保證既有2號線正常運營的系統不受影響,聯調工作須推延在收車后作業,且每項調試工作前要申請單獨作業令以保證系統安全,作業必須在非運營期內進行,在運營開始前結束。

3.3 數據銜接方案

為在延長線納入時不影響一期AFC的運行,實現平穩過渡,需在CC增加一臺冗余服務器,實現對CC服務器的改造。此套冗余服務器僅在系統聯調期間做測試使用,系統正式運行后將撤離。CC服務器的改造方案中,該實時服務器應采用“類似集群”的架構,即采用由多臺服務器共同協作運行的服務群組。新增2臺互為冗余的實時服務器將延長線各車站接入,并將延長線所有數據存儲于新增的磁盤陣列中。新增實時服務器和原2號線中央服務器在控制中心并列運行。在對新增服務器和接入的延長線數據進行測試和聯調的初期,兩段線路通過中央交換機的軟件設置形成物理上的隔離(防火墻),延長線系統的調試不會對原2號線服務器的數據流向產生任何影響,2號線的ISCS仍維持原系統的穩定運行。

3.4 籌備應急方案

將測試系統接入正式系統時,應考慮系統存在風險,做好應急準備工作。例如，出現多臺設備或多個車站終端設備無法正常服務或業務處理異常時,應立即斷開與上層網絡連接,啟動參數回退應急預案；遇到交易無法上傳的異常情況時,可采用離線拷貝方式,將設備或系統數據導入,還原到上層系統。

4 結語

本次延長線接入中運用模擬環境測試、夜間調試等非常規測試方式,解決西安地鐵2號線延長線接入已運營的ISCS中的難題，最終實現了ISCS與AFC延長線數據接口的聯通,并保持了延長線與一期工程數據的互聯互通和人機界面的一致性。另外,為了不影響現有車站和CC運營,利用夜間非運營時間接入,并采用成熟可靠的技術方案實現平滑無縫接入,從而確保在接入延長線后全線ISCS整體性能不低于原有設計能力。今后新線的接入均可采用以上方法。希望本文能為同類系統延長線接入工程提供參考。

[1] 中華人民共和國住房和城鄉建設部，中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局.地鐵設計規范：GB 50157—2013[S].北京:中國建筑工業出版社,2013.

[2] 中華人民共和國住房和城鄉建設部，中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局.城市軌道交通自動售檢票系統檢測技術規程:GB 50490—2009[S].北京:中國建筑工業出版社，2011.

[3] 趙時旻.軌道交通自動售檢票系統[M].上海:同濟大學出版社,2007.

[4] 嚴嶸,張昆.徐勁松.軌道交通綜合監控多線AFC接入協議[J].自動化技術與應用,2012,31(1):19.

Docking and Debugging between AFC and ISCS on Metro Extension Line

CHEN Chu, YAO Xia

The measures of docking and debugging between AFC system and ISCS during the commissioning phase on the extension line of Xi′an Metro Line 2 are introduced. Through the platform of simulation testing environment, adding redundant servers and other methods, problems existed in the docking and debugging between AFC system and ISCS which are in normal service on the extension line of Xi′an Lines 2 are solved. This method has realized the interconnection between AFC on the extension line and the ISCS data without affecting normal operation of the existing system, providing a construction idea for the docking and debugging project of the extension metro line built in China.

metro extended iine; automatic fare collection(AFC); integrated supervision control system (ISCS); docking and debugging

U 29-39; U 293.22

10.16037/j.1007-869x.2016.07.019

2015-02-02)