軌道交通綜合監控系統與站臺門接口設計

解 濤

（蘇州市軌道交通集團有限公司運營分公司，江蘇蘇州 215000）

0 引言

蘇州市軌道交通1 號線綜合監控（以下簡稱ISCS）站級系統與站臺門（以下簡稱PSD）子系統通過網絡接口互聯，接入ISCS 站級局域網中，并通過OTN 傳輸網完成PSD 的中央級和車站及監視的功能[1]。車站PSD 監視功能是中心PSD 監視功能的子集。OCC 的調度員可以監視全線所有車站的PSD 信息，在車站工作站可以監視本站的PSD 信息；1 號線綜合監控系統中明確ISCS 對PSD 的監視信息包括：站臺端門、滑動門、應急門、PSL 控制箱、系統驅動電源、系統現場總線的狀態和報警信息[2]。

1 綜合監控系統站臺門子系統實現的功能

1 號線綜合監控系統能夠實現站臺門的狀態監視和報警功能，功能內容如下：中央級ISCS 能監視全線各車站站臺門的開、關、故障狀態；并對每個門的動作站臺進行事件記錄。ISCS 工作站不具有對站臺門的控制功能；車站級ISCS 能監視車站范圍內站臺門的開、關、故障狀態，同時可以對每個門的運行情況進行統計，ISCS 工作站不具有對站臺門的控制功能。

具體監控內容包含但不限于表1。

表1 車站及ISCS 對站臺門系統的監視及報警信息

2 接口解決方案

2.1 接口功能描述

綜合監控與站臺門的接口位置設置在各車站通信設備室綜合監控接線端子外側。全線24 座車站，共24 處接口，每處提供2 個獨立的以太網接口，網口類型為10 M/100 M 以太網接口，TCP/IP，使用MODBUS TCP/IP 協議[3]，實現ISCS 系統與PSD 系統的數據交換，實現對PSD 系統的監視功能；ISCS 為PSD 提供對時信息。

2.2 接口責任劃分

站臺門專業：傳送PSD 狀態及報警信息給綜合監控；確認接口文件包括接口通信協議（冗余方案）、測試大綱、測試結果；提交PSD 設備類表和數據點表；按照ISCS 提供的通信地址進行通信設備的IP 地址設定；提供PSD 系統的真實設備/模擬器（接口設備），配合ISCS 進行接口調試；提供到ISCS 綜合監控系統配線架接線端子帶標識的通信電纜，并負責兩端的端子連接、電纜敷設等工作；配合ISCS 進行接口測試。

綜合監控專業：實現PSD 系統中央級及車站級監視功能；提供接口文件包括接口通信協議（冗余方案）、測試大綱、測試結果；提供PSD 設備列表和數據點表模板；提供PSD 系統通信設備的IP 地址；負責接口測試，進行測試記錄；配合PSD 進行現場接線指導（圖1）。

圖1 綜合監控系統與站臺門系統接口示意

2.3 接口原理

PSD 的狀態和報警信息經過ISCS 的前置機（FEP）進行協議轉換后接入ISCS主體系統。ISCSFEP 為雙機雙網冗余配置。ISCS與PSD 的電氣連接原理如圖2 所示：PSD 的以太網口⑤通過交換機A 分別與FEP A（以太網口①）、FEP B（以太網口③）相連；PSD 的以太網口⑥通過交換機B 分別與FEP A（以太網口②）、FEP B（以太網口④）相連。

圖2 ISCS 與PSD 原理

2.4 冗余切換基本原則

（1）接到交換機A 的以太網口①③⑤屬于同一IP 網段，稱為A 網；接到交換機B的以太網口②④⑥屬于同一IP 網段，稱為B 網；A 網與B網屬于不同IP 網段。

（2）PSD 系統與ISCS 之間的通信采用MODBUS on TCP/IP 協議，為“主從通信”方式。ISCS－FEP 作為“主機”即客戶端，向PSD 系統發起數據請求；PSD 系統作為“從機”，即服務器端，應答ISCS－FEP 的數據請求。

（3）PSD 系統確保以太網口⑤⑥必須是兩路獨立的以太網接口。

（4）ISCS 確保ISCS 側的以太網口①②③④在同一時刻只有一個以太網口與PSD 系統側的以太網口⑤或⑥建立TCP鏈接。

（5）通信路徑切換由ISCS 側主動發起，PSD 側被動響應。

（6）PSD 系統以太網口⑤⑥是對等的，不存在主備關系，且保證數據一致性。

（7）無論ISCS－FEP 向PSD 的⑤口或⑥口發起TCP 鏈接請求，PSD 都無條件接受，并能向ISCS－FEP 應答數據請求。

2.5 冗余切換測試步驟

（1）正常情況下FEP－A 與PSD 通過鏈路⑤建立鏈接。

（2）斷開PSD 鏈路⑤網絡連接。

（3）查看FEP 與PSD 是否正常通信。

2.6 詳細的協議測試

詳細協議測試旨在對ISCS 與PSD 接口協議中所提供的所有命令內容進行檢測，以確保雙方對協議內容理解一致。測試內容包括：

（1）根據ISCS 與PSD 通信協議文件內容，ISCS FEP 向PSD控制器發送讀寄存器組命令。

（2）PSD 控制器根據通信協議文件內容，向ISCS FEP 返回數據信息。

2.7 報文舉例

FEP Send：ad 02 00 00 00 06 ff 04 00 00 00 14

FEP Recv：ad 02 00 00 00 2b ff 04 28 00 01 00 03 00 03 00 05 00 05 00 06 00 07 00 08 00 09 00 10 00 11 00 12 00 13 00 14 00 00 15 00 00 00 00 00 00 00 00 00

FEP Send：ae 02 00 00 00 06 ff 04 00 00 00 14

FEP Recv：ae 02 00 00 00 2b ff 04 28 00 01 00 03 00 03 00 05 00 05 00 06 00 07 00 08 00 09 00 10 00 11 00 12 00 13 00 14 00 00 15 00 00 00 00 00 00 00 00 00

FEP Send：af 02 00 00 00 06 ff 04 00 00 00 14

FEP Recv：af 02 00 00 00 2b ff 04 28 00 01 00 03 00 03 00 05 00 05 00 06 00 07 00 08 00 09 00 10 00 11 00 12 00 13 00 14 00 00 15 00 00 00 00 00 00 00 00 00

3 總結

城市軌道交通綜合監控系統通過MODBUS TCP/IP 協議完成對PSD 的監視與報警功能，通過冗余功能的設計提高系統通信穩定性與可靠性，通過接口測試，完整驗證系統通信功能，實現對PSD 系統的管理功能。