Faiveley屏蔽门监控数据库与监控界面关系剖析*

宋蕴璞 赵 炯 徐博铭

(同济大学机械工程学院,200092,上海∥第一作者,讲师)

Faiveley屏蔽门监控数据库与监控界面关系剖析*

宋蕴璞 赵 炯 徐博铭

(同济大学机械工程学院,200092,上海∥第一作者,讲师)

以上海轨道交通4号线所采用的Faiveley屏蔽门监控系统为研究对象,采用现场数据测试试验和后台数据分析的研究方法,剖析了该屏蔽门监控系统的SQL Server数据库的具体结构、各数据表的功能、数据表中各字段的含义与属性、数据库与监控界面之间的接口和对应关系,以及数据库表与表之间的内在关联关系;以实例进行了具体描述,为屏蔽门监控系统的国产化以及在现有的屏蔽门站级监控系统之上建立网络级监控打下基础。

Faiveley屏蔽门;监控系统;数据库;监控界面;关联关系

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

目前的屏蔽门均采用站级监控方式。随着轨道交通网络化的日益发展,屏蔽门的这种监控布置方式已显得相对落后,在实际运营过程中由于站级监控的局限性,经常导致一些故障不能得到及时有效的解决。开发行之有效的屏蔽门网络级监控是目前屏蔽门监控发展的一个重要课题。

目前轨道交通所采用的屏蔽门监控系统均由国外进口,其内部诸如数据库以及数据库与监控界面接口等核心技术资料厂家并未提供。因此,要在这些站级监控系统之上建立网络级监控,首要的任务就是剖析站级监控系统的数据库以及数据库与监控界面的接口等关键信息。

本文以上海轨道交通4号线所采用的Faiveley屏蔽门监控系统为例,剖析其数据库与监控界面的接口以及数据库表间的内在关联关系[1-4]。

1 Faiveley数据库简析

经过对Faiveley屏蔽门监控系统的剖析发现,Faiveley数据库中共有22个数据表。其中多数都是具有固定内容的基本信息表。数据库中用于记录动态信息或日志信息的数据表共有 5个,如表 1所示。

表1 Faiveley数据库表

2 数据库表与监控界面间的内在联系分析

2.1 监控界面信息

各监控界面主要呈现站台的总体运行情况和各扇门的运行情况,不同的运行情况用不同的颜色加以区分。

状态:橙色——状态激活;绿色——状态未激活。

报警:红色——一个或多个组件出现报警;橙色——一个或多个组件出现报警,但已确认;黄色——一个或多个组件的报警未经确认但已消失;绿色——没有出现报警。通过双击报警指示器来确认报警。

总监控界面(见图1)分上行线和下行线两部分显示区域。两部分显示的内部机理完全相同,因此本文仅对上行线显示区域进行分析。上行线显示区域又分为站台状态、站台警报、屏蔽门三个部分。

图1 总监控界面

监控界面本身并不难理解,需要进行分析的是监控界面与数据库表的内在联系机制。例如,对于出现在数据库Evenement事件表中的某条单扇门的警报事件,如何确定其对应的界面图框的显示颜色;或者反过来,监控界面上的门显示橙色,它相对应的数据库表在哪里,其内部各项数据又如何;等等。

2.2 数据库表与站台状态间的内在关联分析

总监控界面上共给出了11种站台状态。经分析发现,这 11种状态与 SQL Server数据库的Evenement事件表中的站台类状态事件对应。含有具体数据的Evenement表(部分列、行)如表2所示。

经剖析发现,站台状态事件在Evenement表中对应的NomEvt(事件名称)关键字分别为:

(1)自动开门——IOM_STAT US_LTS;

(2)自动关门——IOM_STAT US_LTD;

(3)全部门关闭锁定——IOM_STATUS_EL3;

(4) 互 锁 解 除 ——MCS_INTERLOCK_OVERRIDE;

(5)PEC(车控室屏蔽门紧急控制面板)激活——IOM_STAT US_EL6;

(6)PEC就地控制——IOM_STATUS_EL7;

(7)PEC开列车门——IOM_STATUS_EL8;

(8)PSL(站台端头屏蔽门控制盒)激活——IOM_STATUS_EL1;

(9)PSL 开 列 车 门— —IOM_STATUS_EL3E2;

(10)PST(系统测试模式)激活——IOM_STATUS_LT4;

(11)TC FREE POBT — —IOM_STATUS_LT1。

表2 含有具体数据的Evenement表(部分列、行)

当Evenement表中新增记录的NomEvt字段符合以上11种关键值之一时(同时还要满足Source、APG、TypeEvt等字段要求),会使监控界面相对应的站台状态框发生变化,然后再根据该记录的EtatEvt(事件状态)字段判断该站台状态框应显示的颜色:

EtatEvt=1,显示橙色,状态激活;

EtatEvt=0,显示绿色,状态未激活。

2.3 数据库表与站台警报间的内在关联分析

与站台状态信息相同,当站台发生某种警报时,实时警报信息同样传送至SQL Server数据库的Evenement事件表中,该表会因此增加一条记录。此时该记录的NomEvt项对应的是各种站台警报事件名。

总监控界面共提供7种站台警报事件。这7种站台警报事件在 Evenement表中对应的NomEvt(事件名称)关键字分别为:

(1)驱动电源故障——DRIVING_PS_FAILURE;

(2)电源故障——PS_FAILURE;

(3)控制电源故障——CONTROL_PS_FAULT;

(4)PSDIP(屏蔽门接口面板)故障——PSDIP_FAILURE;

(5)命令故障——ORDER_FAILURE;

(6)监控故障——MONITORING_FAULT;

(7)输入输出模块——IOM_ALARM_AL1——AL21,都可激活界面上监控故障。

当Evenement表中新增记录的NomEvt字段符合以上7种关键值之一时(同时还要满足Source、APG、TypeEvt等字段要求),会使监控界面相对应的站台警报框颜色发生变化。至于变化为何种颜色,则需要根据Evenement表中FK_Contexte项对应的键值关联至 SQL Server数据库的另一张表Contextequai中Id值与该键值相同的一行记录来确定。该记录的第二列和第三列决定了该警报框应该显示的颜色。含有具体数据的Contextequai表(部分列、行)如表3所示。

表3 含有具体数据的Contextequai表(部分列、行)

Contextequai表第二列字段为DateDisparition(消失(完成)日期),第三列字段为DateAcquittement(响应日期)。通过分析发现,根据此2列有无具体日期可以产生4种组合,分别代表4种不同的颜色,同时也表示警报的4种状态。其对应关系如表4所示。

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2.4 数据库表与站台屏蔽门的内在关联分析

当某扇屏蔽门发生故障时,其DCU(门控单元)通过监测网络将实时故障信息传送至SQL Server数据库的Evenement事件表中。该表会因此增加一条记录,此时该记录的NomEvt项对应的是各种单扇门警报事件名。单扇屏蔽门共有22种故障警报事件,对应数据库中 Evenement事件表的NomEvt关键字段分别为ALARM_AL1,ALARM_AL2,…,ALARM_AL21。当 Evenement表中新增记录的NomEvt字段符合以上21种关键字段之一时(同时还要满足Source、APG 、TypeEvt等字段要求),会使监控界面相对应的某个屏蔽门(门号由APG确定)的图框颜色发生变化;至于变化为何种颜色,则需要根据Evenement表中FK_Contexte项对应的键值关联至SQL Server数据库的另一张表Contexteporte中Id值与该键值相同的一行记录来确定。该记录的第二列和第三列决定了该屏蔽门图框应该显示的颜色。含有具体数据的Contexteporte表(部分列)如表5所示。

Contexteporte表第二列字段为DateDisparition(消失(完成)日期),第三列字段为DateAcquittement(响应日期)。根据有无具体日期此2列可以产生4种组合,分别代表4种不同的颜色,同时也表示门的4种维保状态。经比较分析知,Contexteporte表中DateDisparition和DateAcquittement两列的组合关系对于界面屏蔽门图框颜色显示的影响与站台警报相同,如图2所示。

表5 含有具体数据的Contexteporte表(部分列)

图2 Contexteporte表中第二、三列字段与屏蔽门图框颜色的对应关系

总监控界面上的屏蔽门除图框颜色会发生变化外,还会跟随实际情况实现开关动画动作。此开关动作同样与Evenement事件表中的相关记录有关。每次开关门时,Evenement事件表均会增加NomEvt(事件名)关键字为以下字段的连续记录:

(1)MCS_OPEN_AUTO;

(2)IOM_STATUS_LTS;

(3)MCS_CLOSE_AUTO;

(4)IOM_STATUS_LTD;

(5)MCS_CLOSE_STAT US,1-30,分别对应上/下行线的30扇门;

(6)MCS_OPEN_STAT US,1-30,分别对应上/下行线的30扇门。

根据这些连续记录的EtatEvt(事件状态)字段判断各扇门应该是开还是关。

3 数据库表与表之间的内在关联关系分析

监控界面中还有许多实时或历史信息需要通过数据库中多个数据表的组合来获取。例如:为了查出某时某刻某个设备的某个模拟量值,仅根据一张模拟值登记表EnregistrementVA并不行,它需要多个表间的配合作用。因此,就需要分析表与表之间的内在关联关系。

经分析知,监控系统中的模拟量数据与SQL Server数据 库的 ENregistrementVA 表、ValeursAnalogiques表(固定内容的基本信息表)和LRUs表中(固定内容的基本信息表)的各项相关联。

经反复测试分析后发现,EnregistrementVA表的功能是给出各模拟量的阈值。对该表中各字段的含义、字段类型和属性的分析结果如表6所示。

表6 EnregistrementVA表各字段含义、字段类型和属性分析结果

由于在实时运行中每隔2 s就会有5条记录添加进该表,因此EnregistrementVA表有上万条记录。实时添加进来的5条记录分别是:

(1)OPENING_TIME;

(2)CLOSING_TIME;

(3)AVE_OPENING_CURRENT;

(4)AVE_CLOSING_CURRENT;

(5)DCU_VOLTAGE。

其中Valeur项所对应的值即是具体的电流、电压、时间等模拟量值。而该值指向哪个门控单元,则需要根据该条记录所对应的键值FK_VA查询ValeursAnalogiques表,然后再根据 ValeursAnalogiques表中对应的键值FK_LRU查询LRUs表。

LRUs表各记录则用于说明车站中的各个LRU(在线可更换部件)。对于该表中各字段的含义、字段类型和属性的分析结果如表7所示。

表中共有固定的记录667条[3×12+3×(30×7)+1]。最后一条记录标记结束。前36条记录中每12条属于1个站台(Quai=1,2,3)。从第37条记录开始,每7条记录描述一个站台的一个DCU。因此这7条记录的DCU号都相同,而Quai字段对于前30×7条记录为1,对于随后30×7条记录为2,对于最后30×7条记录为3。

表7 LRUs表各字段含义、字段类型和属性分析结果

ValeursAnalogiques表实际上给出了LRUs表中类型为DCU(共90个)的部件的6个名称代号。对于该表中各字段的含义、字段类型和属性的分析结果如表8所示。

表8 ValeursAnalogiques表各字段含义、字段类型和属性分析结果

ValeursAnalogiques表中的 Id对应 EnregistrementVA表中的外键值 FK_LRU,而ValeursAnalogiques表中的外键值FK_LRU则对应表LRUs中的Id。

下面以一具体实例来说明某一模拟量信息的具体关联步骤。

(1)根据ENregistrementVA表(表9)中某条记录的Valeur值获得该记录的登记值,即模拟量值。

对于EnregistrementVA表中Id=10这行,可知某一设备在2007年5月13日18:36时的模拟量值是69个预设单位,但是何设备的模拟量值、是设备的哪个模拟量值,在此表中并未给出。

(2)根据ENregistrementVA表中某条记录的键值FK_VA,查表 ValeursAnalogiques(表 10)中Id序号=FK_VA字段的记录,获得登记值(模拟量值)的代码名称。

根据ENregistrementVA表中该条记录所对应的键值FK_VA =9,查询表 ValeursAnalogiques中 Id=FK_VA=9的记录。由表ValeursAnalogiques可以获知,EnregistrementVA表中的模拟量值的名称为AVE_OPENING_CURRENT(平均开门电流)。

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(3)根据 LRUs表(表 11)中 Id序号 =表ValeursAnalogiques中FK_LRU字段的记录,查出对应的DCU(哪个站台、第几号DCU)。

根据模拟值表ValeursAnalogiques中该条记录所对应的键值FK_LRU=37,查询到LRUs表中Id=FK_LRU=37的记录。

由此可得完整信息为:上行线(Quai=1)的001号DCU在2007年5月13日18:36的平均开门电压为69个预设电压单位。

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4 结语

本文剖析Faiveley屏蔽门监控系统数据库与监控界面的接口以及数据库表间的内在关联关系。分析时发现,其数据库核心内容安排尚存在条理不够清晰、结构性欠佳的不足。鉴于此,应根据实际情况对该部分内容进一步展开细致的梳理、优化和扩充工作,并在此基础上建立网络化监控体系。

[1]李春葆,曾平,赵丙秀.数据库系统开发教程——基于 SQL Server 2005+VB.NET 2005[M].北京:清华大学出版社,2006.

[2]杨志强.专家精讲:SQ L Server数据库管理、升级与转移[M].北京:电子工业出版社,2008.

[3]Robert Vieira.SQ L Server 2005高级程序设计[M].北京:人民邮电出版社,2008.

[4]何文华.SQL Server数据库案例教程[M].北京:电子工业出版社,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

*上海市自然科学基金资助项目(06ZR14160)

2009-09-10)