综合监控系统接入控制中心的方案研究——以南宁地铁2号线东延线为例

尉怀亮

（中铁十一局集团电务工程有限公司，湖北 武汉 430074）

1 概 述

南宁市轨道交通2号线一期工程线路全长21 km，包含18座车站、1座车辆段、两座主变电站。2号线东延工程有5座车站与停车场。根据线路的需求，2号线一期工程已正式开通，2号线东延线将在后续开通，届时将进行2号线一期工程（后面简称“一期工程”）与2号线东延工程（后面简称“延长线”）的综合监控系统贯通。

为保证一期工程车站的正常运营，延长线接入调试时不得对一期工程既有系统造成不利影响和干扰，特制定此方案指导延长线与一期工程的网络贯通工作，保证延长线各车站ISCS接入控制中心ISCS时应尽可能少的影响控制中心既有系统的运行，同时实现全线ISCS系统功能平稳过渡上线。

2 系统接入总体部署

综合监控系统的贯通接入主要包括一期工程和延长线网络的贯通、软件数据接口的集成及硬件设备的整合3个部分。可以按以下4步来逐步完成贯通的工作。

（1）贯通准备：包括2号线一期工程软件工程的打包备份与锁定；交换机等设备的配置文件进行备份；贯通前的网络测试等工作内容。

（2）网络贯通：包括物理链路的贯通；信息流的通道打通；贯通后的网络与软件测试等内容。

（3）软硬件整合：包括利用控制中心网管室培训测试平台搭建中央级测试环境，进行中央级数据与接口的集成与测试。

（4）软件上线：包括临时中央软件工程打包备份；软件的性能与功能测试；相关接口调试等内容。

以上每一步都环环相扣，只有在完成上一项工作才能开展下一步工作，保证系统接入贯通的顺利进行。

3 系统网络情况介绍

3.1 一期工程网络情况

每个环网上有一个交换机用于进行环网的冗余管理，该交换机的两个连接环网的端口中有一个端口是不传输用户数据的，只是用于避免网络风暴和检测环网闭环状态，因此该节点可视为逻辑上的断点。一旦有物理断点出现，则该逻辑断点自动闭合。逻辑断点可设置在任意一台环网交换机上。

一期工程将玉洞至西津的18个车站，控制中心和车辆段组成一个千兆冗余双环网，其中江南客运站交换机配置为环网的管理节点。一期工程环网拓扑如图1所示。

图1 一期工程主干网络拓扑

3.2 东延工程网络情况

东延工程是将东风路至坛兴路共5个车站和1个停车场组成一个千兆冗余双环网，其中停车场交换机配置为环网的管理节点。东延工程环网拓扑如图2所示。

图2 东延工程主干网络拓扑

3.3 接入贯通后的网络情况

（1）根据一期工程网络的拓扑结构和光纤的铺设方式，通过综合监控系统主干网络交换机的冗余连接技术，将东延工程的5座车站、1座停车场组成独立的双环以太网，在玉岭路交换机A和东风路交换机B分别接入一期工程冗余双环网的中央交换设备，形成环与环之间的信息互通，这样可在不涉及原环、不影响原网络正常工作的情况下，实现后续线路的安全接入，完成系统的扩展。延长线接入一期工程冗余双环网的中央交换设备通道示意如图3所示。

图3 延长线接入一期工程网络的通道示意

（2）延长线和一期工程网络均使用动态路由协议三层互联，从根本上隔绝二层网络风暴。当延长线的网络接入一期骨干环网后，将由控制中心的网管工作站进行统一管理。由于骨干环网为千兆网络，足够承担新增加的车站对于网络的负荷。延长线接入一期后形成的主干网络拓扑如图4所示。

图4 贯通后主干网络拓扑

4 网络贯通接入方案

4.1 贯通前置条件

（1）延长线及临时中央部分：接入之前延长线已形成独立的千兆双环网，且环网无链路中断；接入之前分别完成东风路、玉岭路综合监控机房至通信机房的链路通道测试，主要包括光纤的通断、光功率等参数；接入之前已经完成东风路—控制中心、玉岭路—控制中心的链路通道测试，主要包括光纤的通断、光功率等参数；接入之前确保传输设备上的各个光接口的实际接收光功率正常；接入之前必须确保延长线5个车站、1个停车场的交换机配置正确以及工作正常；延长线5个车站、1个停车场的加电调测完成。

（2）一期工程及控制中心部分：所有网络设备无断纤或异常事件，控制中心交换机工作正常，控制中心综合监控机房至通信机房链路通道正常，一期工程各业务系统正常工作。

4.2 贯通操作步骤

（1）控制中心、东风路和玉岭路交换机的配置文件备份；

（2）控制中心、东风路和玉岭路交换机的环网光口配置；

（3）控制中心，东风路和玉岭路的光纤分别进行连接；

（4）网络测试以及软件功能测试。

4.3 贯通后测试

网络贯通后测试主要包括网络测试与软件测试部分，测试项包含以下内容：在接入完成后做好网络测试工作，包括测试网络连通性和冗余性验证；使用ping、tracert、netstat等命令测试，测试网络设备上的telnet、vrrp、route等服务，并做好记录；查看交换机中各端口的广播报文数量，防止广播风暴发生；在中央通过网管工作站的NMS画面查看各站交换机状态，检查各个子系统与综合监控系统的通讯状态；软硬件性能测试，包含数据反应时间、硬件相关内存占用率；软件功能测试，包括BAS全线隧道通风功能等；DATA及SOE等功能测试。

5 软件整合方案

延长线与一期工程的软件整合方案主要为测试贯通后控制中心延长线综合监控系统功能。

延长线调试阶段，车站级ISCS的调试范围限定在延长线站点范围内，不会对一期既有线路产生影响。同时将停车场实时服务器作为延长线临时中央服务器，停车场内的两台工作站设置为延长线临时中央级ISCS工作站，进行延长线车站级ISCS接入控制中心的预调试，确保延长线ISCS中央级功能的完整性、稳定性与可靠性，并将调试的影响范围限制在延长线站点范围内。

临时中央级ISCS预调试完成后，将2号线延长线ISCS配置与2号线一期既有线路ISCS配置合并，形成具备2号线一、二期工程完整配置的中央级ISCS，并在2号线一期软件测试平台进行模拟功能测试。同时需要在网络、软件及硬件等方面做好准备，准备好相关的应急处理预案，以便在上线时出现异常情况下采取相关措施保证一期既有线路的正常运营。

5.1 前置条件

5.1.1 车站级部分

（1）完成延长线各站ISCS子系统设备单体调试，且各站主干环网打通。

（2）完成延长线各站子系统及接口设备的单体调试及ISCS与所有的接口调试。

5.1.2 中央级部分

2014年，天津水务将全面贯彻党的十八届三中全会、全国水利厅局长会和市委十届四次全会精神，围绕水资源、水环境、水安全“三位一体”和统筹城乡协调发展的思路，突出深化改革，全面正确履行好水务管理职能，管好水资源，改善水环境，保障水安全，为全市经济社会发展作出新贡献。

（1）完成延长线临时中央的搭建，完成各站子系统HMI集成及功能的实现。

（2）临时中央上各子系统集成及功能测试正常。

（3）延长线临时中央调试期间各系统最新的点类表、驱动配置、画面、属性框。

（4）延长线IP规划表。

（5）一期既有线路备份的相关软件配置。

5.2 整合内容

5.2.1 车站级接口

ISCS 与 BAS、PSCADA、FAS、ACS、PSD、AF、站级PA、站级PIS及站级AFC系统与控制中心ISCS不存在中央级的接口，所以在延长线贯通时不需进行接口的集成，只需要进行数据的内容集成即可。

5.2.2 中央级接口

中央级接口位置分为两类：ISCS中央FEP和ISCS中央交换机。其中接入FEP的系统包括SIG、PIS、AFC、TEL/ALARM，直接接入ISCS中央交换机的系统包括PA。由于各系统在一期工程和延长线采用统一的设备通信协议，FEP和ISCS实时服务器的接口软件均无需修改。

（1）信号系统（SIG）：在延长线开始列车运行时，SIG应将延长线的数据与一期工程的数据统一上传到ISCS，由ISCS进行过滤。控制中心ISCS不处理延长线SIG数据，临时中央同时处理一期工程和延长线SIG数据。临时中央完成调试后，去除控制中心ISCS的过滤限制，完成一期工程全线SIG数据的整合处理。

（2）闭路电视系统（CCTV）：CCTV集成商应提供统一的SDK接口，供控制中心ISCS获取全线（一期工程、延长线）任意一个车站的摄像头列表，进行视频获取及操作。延长线ISCS接入控制中心ISCS时，由CCTV集成商配合ISCS集成商完成对应的配置和调试工作。

（3）广播系统（PA）：PA集成商在一期工程ISCS接入控制中心ISCS时，已要求同时为延长线ISCS预留点地址。控制中心ISCS通过过滤不处理延长线PA数据，通过临时中央对中央级进行与PA接口的调试。待临时中央完成调试后，去除控制中心ISCS的过滤限制，完成一期工程全线PA数据的整合处理。

（4）乘客信息系统（PIS）：PIS集成商在一期工程ISCS接入控制中心ISCS时，已要求为延长线ISCS预留点地址。控制中心ISCS通过过滤不处理延长线PIS数据，通过临时中央对中央级进行与PIS接口的调试。待临时中央完成调试后，去除控制中心ISCS的过滤限制，完成一期工程全线PIS数据的整合处理。

（5）自动售检票系统（AFC）：AFC集成商在一期工程ISCS接入控制中心ISCS时，已要求为延长线ISCS预留点地址。控制中心ISCS通过过滤不处理延长线AFC数据，通过临时中央对中央级进行与AFC接口的调试。待临时中央完成调试后，去除控制中心ISCS的过滤限制，完成一期工程全线AFC数据的整合处理。AFC系统提供的全线客流量数据，应由AFC系统确保其准确性。

（6）通信集中告警系统（TEL/ALARM）：在延长线ISCS接入控制中心ISCS前，TEL/ALARM集成商应提供延长线通信系统的相关资料，配合ISCS集成商完成对应的配置和调试工作。在延长线通信系统开始运行时，TEL/ALARM应将延长线的数据与一期工程的数据统一上传到ISCS，ISCS进行过滤，控制中心ISCS不处理延长线TEL/ALARM数据，临时中央同时处理一期工程和延长线TEL/ALARM数据。临时中央完成调试后，去除控制中心ISCS的过滤限制，完成一期工程全线TEL/ALARM数据的整合处理。

5.2.3 中央级数据

中央数据集成包括基础数据整合、历史数据存储、报表数据整合等。

延长线ISCS接入控制中心ISCS时，中央数据集成首先通过临时中央的历史数据库进行预调试，调试通过后，将基础数据整合到历史服务器的历史数据库中，历史数据与报表数据为2号线延长线调试期间产生的调试数据，因此不对历史数据与报表数据进行整合。

6 软件上线方案

待完成网络贯通、软件与硬件整合后，需要将软件测试平台整合并验证通过的软件配置部署到控制中心，同时相关的HMI画面同步迁移到调度工作站上，实现综合监控系统的全部贯通，具体包括以下部分内容。

（1）将控制中心、延长线临时中央以及软件测试平台的软件配置进行整体打包备份。其中控制中心、延长线临时中央软件配置备份仅作为还原数据备份使用，软件测试平台备份作为软件上线配置使用。

（2）清空延长线临时中央（停车场）的软件配置。

（3）将软件测试平台的软件配置备份，更新至一期控制中心设备，并对延长线站点设备进行配置部署。

（4）进行软硬件性能与功能的测试。（5）进行48 h软件监测。

7 结 论

一期综合监控系统需要开放数据接口，东延线需要与一期工程保持数据互联互通，并保持人机界面的一致性。东延线综合监控系统与一期工程控制中心的贯通接入不应影响一期既有车站和控制中心运营，应利用夜间非运营时间接入，承包应采用成熟可靠地技术方案实现平滑无缝接人，并确保在接入东延线后全线综合监控系统整体性能不低于一期原有运营能力。