地鐵延長(zhǎng)線過渡期的中央級(jí)綜合監(jiān)控系統(tǒng)調(diào)度管理方案

陳班賢

(廣州地鐵集團(tuán)有限公司，510038,廣州//工程師)

隨著我國(guó)城市軌道交通的快速發(fā)展，地鐵延長(zhǎng)線建設(shè)的現(xiàn)象越來越普遍[1]。為節(jié)省建設(shè)成本和統(tǒng)一調(diào)度管理要求，地鐵延長(zhǎng)線通常不另建控制中心，而是延用既有線路的控制中心。因此,不得不面對(duì)一個(gè)非常現(xiàn)實(shí)而又迫切需要處理的問題：延長(zhǎng)線網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)應(yīng)在何時(shí)接入既有線路？如果接入過早，延長(zhǎng)線網(wǎng)絡(luò)可能存在的不穩(wěn)定性或者調(diào)試期間產(chǎn)生的報(bào)警和事件會(huì)影響既有線的正常運(yùn)營(yíng)；如果接入過晚，則屬地管理權(quán)、設(shè)備操作維護(hù)使用權(quán)和調(diào)度指揮權(quán)(以下簡(jiǎn)稱“三權(quán)”)在由建設(shè)單位移交運(yùn)營(yíng)單位后，會(huì)影響中央級(jí)綜合監(jiān)控系統(tǒng)(ISCS)對(duì)延長(zhǎng)線供電系統(tǒng)和機(jī)電系統(tǒng)設(shè)備的監(jiān)控功能[2-3]。

1 過渡期調(diào)度管理方案

根據(jù)建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，地鐵延長(zhǎng)線在三權(quán)移交、正式接入既有線路后通常會(huì)有一個(gè)過渡期。針對(duì)地鐵延長(zhǎng)線在過渡期的ISCS調(diào)度管理問題，主要有3種解決方案。

1.1 軟件屏蔽方案

軟件屏蔽方案即在中央級(jí)ISCS軟件中增加報(bào)警和事件過濾功能。當(dāng)中央級(jí)ISCS接收到延長(zhǎng)線車站的報(bào)警或者事件時(shí)，由屏蔽軟件自動(dòng)進(jìn)行過濾，不再顯示在系統(tǒng)報(bào)警欄和事件列表中。由于火災(zāi)報(bào)警彈圖功能無法篩選和屏蔽，如要屏蔽延長(zhǎng)線火災(zāi)報(bào)警彈圖，則需對(duì)延長(zhǎng)線所有車站的FAS(火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng))的火災(zāi)彈圖路徑進(jìn)行暫時(shí)刪除操作，待正式開通運(yùn)營(yíng)后再添加回去。

軟件屏蔽方案的優(yōu)點(diǎn)為：無需增加任何硬件設(shè)備，即可在三權(quán)移交后立即接入既有線路，受中央級(jí)ISCS統(tǒng)一調(diào)度管理。缺點(diǎn)為：軟件修改工作量大，無法避免延長(zhǎng)線路網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定對(duì)既有已運(yùn)營(yíng)線路的影響。

1.2 獨(dú)立主干網(wǎng)方案

如既有線通信傳輸網(wǎng)有充足的備用光纖通道，而且延長(zhǎng)線ISCS主干網(wǎng)已完成組網(wǎng)工作，則可采用獨(dú)立主干網(wǎng)方案。首先，利用既有線通信傳輸網(wǎng)的備用光纖通道，從既有線控制中心開始逐站跳接延長(zhǎng)線起點(diǎn)站，從而形成獨(dú)立于既有線的物理通信通道(如圖1所示)；然后，在既有線控制中心ISCS設(shè)備房增加1臺(tái)交換機(jī)，在既有線控制中心的調(diào)度大廳增加2臺(tái)服務(wù)器、2臺(tái)工作站和1臺(tái)交換機(jī)，搭建延長(zhǎng)線的中央級(jí)ISCS,即延長(zhǎng)線的運(yùn)營(yíng)控制中心(OCC)；最后，從控制中心ISCS設(shè)備房敷設(shè)1根網(wǎng)線連接到調(diào)度大廳，該網(wǎng)線二端分別連接2臺(tái)新增的交換機(jī)，從而將延長(zhǎng)線OCC連接到延長(zhǎng)線ISCS主干網(wǎng)。

圖1 獨(dú)立主干網(wǎng)實(shí)現(xiàn)原理圖

該方案優(yōu)點(diǎn)為：一方面，既有線和延長(zhǎng)線的ISCS主干網(wǎng)及OCC均相互獨(dú)立、互不干擾；另一方面，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)互連，便于工作人員在既有線OCC實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一調(diào)度。

該方案缺點(diǎn)為：施工量巨大。首先，要從既有線搭建獨(dú)立的物理通信通道并接到延長(zhǎng)線，需耗費(fèi)較大的人力成本開展既有線各站光纖通道的跳接和通信測(cè)試工作；其次，要搭建并配置延長(zhǎng)線OCC；此外，如果既有線OCC的ISCS設(shè)備房和調(diào)度大廳的距離較遠(yuǎn)，還會(huì)極大增加網(wǎng)線敷設(shè)的工作量和難度。

1.3 遠(yuǎn)程連接技術(shù)方案

軟件屏蔽方案和獨(dú)立主干網(wǎng)方案的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施難度較大，本文提出了1種相對(duì)較為簡(jiǎn)單，且易于實(shí)現(xiàn)的方案，即遠(yuǎn)程連接技術(shù)方案。遠(yuǎn)程連接技術(shù)方案的實(shí)現(xiàn)原理如圖2所示。

注:VLAN為虛擬局域網(wǎng)

由圖2可見，遠(yuǎn)程連接技術(shù)方案有如下特點(diǎn)：

(1) 站點(diǎn)1是既有線終點(diǎn)站；站點(diǎn)2是延長(zhǎng)站與既有線的連接站點(diǎn)，通常是起點(diǎn)站。

(2) 站點(diǎn)1新增了1臺(tái)交換機(jī)，站點(diǎn)2新增了1臺(tái)交換機(jī)和2臺(tái)雙網(wǎng)卡工作站；站點(diǎn)1在原有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上再添加了VLAN 1，并將新增的設(shè)備配置在VLAN 1網(wǎng)段內(nèi)，以便既有線OCC能遠(yuǎn)程連接新增設(shè)備。

(3) 站點(diǎn)2新增工作站的另1個(gè)網(wǎng)卡通過靜態(tài)路由器配置在站點(diǎn)2原局域網(wǎng)內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)新增工作站與延長(zhǎng)線的網(wǎng)絡(luò)互連。

(4) 既有線OCC的相關(guān)工作站和站點(diǎn)2新增工作站分別安裝和配置了VNC遠(yuǎn)程控制軟件，不僅可實(shí)現(xiàn)既有線OCC遠(yuǎn)程監(jiān)控新增工作，又可將既有線和延長(zhǎng)線網(wǎng)絡(luò)相隔離。

該方案優(yōu)點(diǎn)為：無需任何軟件修改，施工量小，可避免延長(zhǎng)線路網(wǎng)絡(luò)的不穩(wěn)定或者調(diào)度期間報(bào)警事件過多對(duì)既有已運(yùn)營(yíng)線路的影響，實(shí)現(xiàn)過程簡(jiǎn)單，現(xiàn)場(chǎng)可執(zhí)行性強(qiáng)。

2 遠(yuǎn)程連接技術(shù)的應(yīng)用

2.1 實(shí)現(xiàn)過程

遠(yuǎn)程連接技術(shù)方案已應(yīng)用于廣州地鐵6號(hào)線二期工程。廣州地鐵6號(hào)線二期于2016年9月20日完成了三權(quán)移交。當(dāng)時(shí)6號(hào)線二期部分設(shè)備仍在進(jìn)行系統(tǒng)聯(lián)調(diào)。為避免聯(lián)調(diào)期間產(chǎn)生的大量報(bào)警和事件沖刷了6號(hào)線一期有用的信息，6號(hào)線二期的ISCS并未立即接入6號(hào)線一期中，而是采用遠(yuǎn)程連接技術(shù)來實(shí)現(xiàn)了6號(hào)線一期潯峰崗站OCC對(duì)6號(hào)線二期ISCS PSCADA(電力監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集)子系統(tǒng)和BAS(環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控)子系統(tǒng)的監(jiān)控功能。該工程的遠(yuǎn)程連接技術(shù)工作原理見圖3，具體實(shí)現(xiàn)過程為：

(1) 在長(zhǎng)湴站新增1臺(tái)二層交換機(jī)，并將該交換機(jī)電口模塊的1個(gè)端口通過網(wǎng)線連接至長(zhǎng)湴站ISCS原有交換機(jī)1電口模塊的6號(hào)端口。新增交換機(jī)光口模塊中的1個(gè)端口連接到ISCS主干網(wǎng)的備用17號(hào)及18號(hào)光纖通道。

(2) 將長(zhǎng)湴站原有交換機(jī)1電口模塊的6號(hào)端口配置成VLAN 150，IP(互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議)地址設(shè)置為179.x2.a0.253。VLAN 150是長(zhǎng)湴站ISCS在原有局域網(wǎng)基礎(chǔ)上新添加的網(wǎng)段，其IP地址范圍為179.x2.a0.1～252，掩碼為255.255.255.0。

圖3 廣州地鐵6號(hào)線二期工程遠(yuǎn)程連接技術(shù)工作原理

(3) 將長(zhǎng)湴站和龍洞站新增的2臺(tái)交換機(jī)和2臺(tái)工作站均設(shè)置在該VLAN 150段內(nèi)，以實(shí)現(xiàn)6號(hào)線一期工程OCC可遠(yuǎn)程連接這部分設(shè)備，避免了VLAN 150 出現(xiàn)故障時(shí)對(duì)6號(hào)線一期和二期的ISCS其他VLAN段造成影響。

(4) 在龍洞站新增1臺(tái)二層交換機(jī)，并將該交換機(jī)光口模塊的其中1個(gè)端口連接到ISCS主干網(wǎng)的備用17、18號(hào)光纖通道，從而建立長(zhǎng)湴站到龍洞站的物理傳輸通道。

(5) 在龍洞站新增2臺(tái)工作站，分別用于實(shí)現(xiàn)6號(hào)線二期工程的臨時(shí)電調(diào)和環(huán)調(diào)功能。

(6) 將龍洞站新增交換機(jī)電口模塊中的2個(gè)端口通過網(wǎng)線分別連接到龍洞站臨時(shí)電調(diào)和環(huán)調(diào)工作站的1號(hào)網(wǎng)口，同時(shí)將相應(yīng)網(wǎng)卡IP地址分別設(shè)定為：IP 179.x2.a0.73、掩碼255.255.255.0、網(wǎng)關(guān)179.x2.a0.253，以及IP 179.x2.a0.72、掩碼255.255.255.0、網(wǎng)關(guān)179.x2.a0.253，從而實(shí)現(xiàn)6號(hào)線一期工程OCC遠(yuǎn)程的連接。

(7) 將龍洞站臨時(shí)電調(diào)和環(huán)調(diào)工作站的2號(hào)網(wǎng)口通過網(wǎng)絡(luò)分別連接到龍洞站原有交換機(jī)相應(yīng)網(wǎng)口。通過輸入“route add 179.a0.b0.0 mask 255.255.255.0 179.x4.b0.92”，在臨時(shí)電調(diào)2號(hào)網(wǎng)卡添加1條靜態(tài)路由；通過輸入“route add 179.90.50.0 mask 255.255.255.0 179.x4.b0.91”，將臨時(shí)環(huán)調(diào)2號(hào)網(wǎng)卡添加1條靜態(tài)路由。這樣不僅實(shí)現(xiàn)了6號(hào)線二期工程ISCS的數(shù)據(jù)交互，還將6號(hào)線一期工程和二期工程的主干網(wǎng)相隔離。

(8) 在潯峰崗OCC的電調(diào)和環(huán)調(diào)工作站，以及龍洞站的臨時(shí)電調(diào)和環(huán)調(diào)工作站分別安裝和配置VNC遠(yuǎn)程控制軟件，即使?jié)》鍗廜CC電調(diào)和環(huán)調(diào)工作站能分別通過龍洞站臨時(shí)電調(diào)和環(huán)調(diào)工作站來遠(yuǎn)程監(jiān)控6號(hào)線二期工程ISCS、PSCADA子系統(tǒng)和BAS的相關(guān)設(shè)備。

2.2 實(shí)際應(yīng)用效果

配置完成后，潯峰崗OCC的電調(diào)和環(huán)調(diào)工作站通過VNC遠(yuǎn)程控制軟件即可監(jiān)控6號(hào)線二期工程全線10座車站ISCS的PSCADA子系統(tǒng)和BAS相關(guān)設(shè)備。廣州地鐵6號(hào)線應(yīng)用遠(yuǎn)程連接技術(shù)后，調(diào)度人員下發(fā)的指令能快速到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，并準(zhǔn)確反饋執(zhí)行結(jié)果，且不對(duì)6號(hào)線一期項(xiàng)目的正常運(yùn)營(yíng)造成影響，極大方便了調(diào)度人員對(duì)6號(hào)線二期10座車站實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一調(diào)度指揮，又避免了6號(hào)線二期在綜合調(diào)試期間產(chǎn)生的大量報(bào)警、故障事件對(duì)六號(hào)線一期已運(yùn)營(yíng)線路網(wǎng)絡(luò)造成影響，提高了運(yùn)營(yíng)安全，也確保了新線調(diào)試進(jìn)度。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著地鐵延長(zhǎng)線建設(shè)的現(xiàn)象越來越普遍，地鐵延長(zhǎng)線在過渡期間的ISCS中央調(diào)度管理成了地鐵建設(shè)者們迫需解決的問題。本文巧妙利用VLAN技術(shù)和靜態(tài)路由技術(shù)，用極少的硬件改動(dòng)量，成功實(shí)現(xiàn)了既有線OCC對(duì)延長(zhǎng)線ISCS、PSCADA子系統(tǒng)和BAS相關(guān)設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，同時(shí)又成功避免了延長(zhǎng)線可能存在網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定或者調(diào)度期間產(chǎn)生較多的報(bào)警和事件對(duì)既有線路的正常運(yùn)行造成的影響。

[1] 高萍.軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)分段開通貫通方案討論[J]. 中國(guó)科技信息，2012(24): 129.

[2] 徐忠.地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)交互共享方案研究[J].信息安全與技術(shù)，2012(3): 79.

[3] 付芳蓉, 戴軍, 洪超.地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].科技資訊，2013(26): 26.