大石河东实验室综合监控测试应用研究

杨艳艳，刘 晴

（北京城市轨道交通咨询有限公司，北京 100068）

1 概述

大石河东实验室是城市轨道交通全自动运行系统与安全监控北京市重点实验室，目前是国内首个且唯一一个具有全自动运行（Fully Automatic Operation，FAO）核心系统功能、接口测试能力及进行FAO 运营服务培训能力的综合型实验室。

FAO 系统的功能测试验证能力聚焦于全自动运行3 大核心系统，即车辆、信号及综合监控。本文依托城市轨道交通系统安全保障技术国家工程实验室北京实验室基地合同项目，以北京新机场线实际工程线路为背景，通过分析实验室的现有设备资源，搭建最小测试平台，最终达到验证新机场线综合监控系统功能指标是否符合规范标准要求的目标，为后续的城轨装备认证打下坚实的基础。

2 测试平台部署

2.1 测试环境设备比对

从现场设备实际查看，大石河东实验室当前具备新机场线列车自动监督（Automatic Train Supervision，ATS）的测试环境，包括网关计算机主备、应用服务器主备、数据库服务器、行调工作站、正线3 个集中区的现地工作站、车站分机、单机版联锁、仿真区域控制器（Zone Controller，ZC），卡斯柯车载、仿真轨旁、仿真输入/输出（Input/Output，I/O）和轨旁电子单元（Lineside Electronic Unit，LEU）。同时具备燕房线的中心冗余前置处理机（Front End Processor，FEP）和车站FEP、中心实时服务器供电冗余和机电冗余，车站实时服务器冗余。如图1 所示综合监控最小测试环境，对比信号ATS 的测试环境，所需历史服务器设备即数据库服务器那台DL380 机器。中心实时服务器ATS 冗余设备即应用服务器A 和B 机。因此不使用云平台搭建，在现有测试环境基础上进行改造是最简捷快速的通道。

图1 综合监控最小测试环境Fig.1 Minimum test environment of integrated monitoring

2.2 测试环境搭建

1）测试平台网络搭建

为被测产品设备接入方式统一，查看测试平台主要构建的6 个网络，包括：

a.红网、蓝网，用于传输ZC/车载控制器（Vehicle On-Board Controller，VOBC）/ 计 算机联锁（Computer Interlocking，CI）等设备的信息以及传输仿真软件交互信息；

b.黄网、紫网，用于传输ATS 信息；

c.主备设备冗余的直连网两个。

网络部署在交换机上，综合监控相关软件同样搭建在黄网和紫网中。根据现有网络环境增加3 层交换机进行网络配置如图2 所示，达到网络划分的目的。

图2 测试环境网络配置Fig.2 Network configuration of test environment

2）测试平台软件部署

软件运行环境的配置情况直接影响着软件运行的性能，由于除了HMI 人机界面外，其他设备均使用燕房线的，经分析所有要复用的设备软硬件配置均可以满足 MACS-SCADA V4.0 软件所支持平台的需求。

综合监控测试平台安装顺序：操作系统软件、SCADA 系统软件、应用软件、城轨应用的补丁包。测试所用软件版本包括 Windows 安装盘（中心和车站的服务器以及工作站）、Linux 安装盘FEP，数据版本为工程组态数据。安装完软件后需要使用Ctool工具将数据下装到所选域或中心域的下装服务器上。

MACS-SCADA 系统调试工具Ua 专家（uaexpert.exe）可以查看各个服务的在线运行状态、实时服务运行数据等信息，通过使用Uaexpert 软件置点进行综合监控涉及的各个专业的功能模拟测试。

3 综合监控测试阶段

3.1 测试案例编制

在综合监控系统中主要功能包括：电力监控系 统（Power Supervisory Control And Data Acquisition，PSCADA）、环境与设备监控系统（Building Automation System，BAS）、广播系统（Public Address System，PA）、乘客信息系统（Passenger Information System，PIS）、闭路电视监视系统（Closed Circuit Television，CCTV）、火灾报警系统（Fire Alarm System，FAS）、屏蔽门系统（Platform Screen Doors，PSD）等，结合 ATS 人机交互功能，实现系统间的联动功能。

输入文件为《城市轨道交通综合监控系统工程技术标准》（GB/T 50636-2018）、《北京新机场线TIAS 系统-软件详细设计规格说明书》；输出文件为综合监控产品测试案例。

3.2 典型测试案例执行

1）话筒广播

测试案例如表1 所示。

表1 话筒广播Tab.1 Microphone broadcast

测试过程分析如下。

a.登录HMI，切换到车载广播界面后，选择列车，话筒“开始”按钮置灰不使能，寻找按钮激活状态的前置条件。

由于新机场的测试环境没有安装车辆网关，使得PA 和PIS 系统中车载设备（使用卡斯柯的9 号车）通信正常的条件：

b.满足上述条件后，点击话筒“开始”按钮，将话筒广播执行成功点位：TRN：LCD0009.DIGK.PV 置为1。

c.查看状态反馈区及事件记录，测试通过。

2）广播监听

测试案例如表2 所示。

测试过程分析如下。

a.以角色 A 登录 HMI，切换到车站广播页面。选中一个广播区，点击广播监听“开始”按钮，提示发起操作成功。

b.将用例中的点位值置为1，有“开始广播监听执行成功”的提示，但是所选的广播区上未显示广播监听图标，测试不通过，提交缺陷。

3）车站火灾

测试案例如表3 所示。

表3 车站火灾Tab.3 Station fire hazard

测试过程分析如下。

a.大兴机场公共区防烟分区烟火报警：将INST(ns=1104;s=FYFQ0001).DIHJ.PV 值置为1，HMI 联动图标红色闪烁，防烟分区烟火报警联动自动执行，执行完成后联动图标停止闪烁。事件格式如下，联动：监视器（行调、环调监视器），显示方式（画面2），摄像机（对应烟分区烟火报警CCTV序列）。

b.现场确认有火灾，大兴机场烟火报警：将INST(ns=1104;s=FAS_0001).DIFA.PV 值置为1，联动图标红色一直闪烁。点击联动，可以看到联动动作列表，点击执行（PA 和PIS 属于半自动执行方式，需要人工确认），联动开始执行，反馈联动动作列表的执行结果。查看事件，联动：大兴机场烟火报警激活；联动：大兴机场烟火报警开始执行；联动：广播：广播区域（站台、站厅），预录广播（车站火灾），广播次数（2）成功；联动：乘客信息：信息ID（1588096965），发布区域（站台、站厅），信息名称（车站火灾），发布方式（紧急模式），持续时间（2 min）发送成功；联动：大兴机场烟火报警执行结束，联动图标停止闪烁。测试通过。

4 综合监控测试问题

1）电力PSCADA 功能——保护复归

描述：车站S 中的设备A 具有保护事故总信号，用户以角色A 登录 HMI，对车站S 做整站复归操作，只有发起保护复归，整站复归无反校。据跟踪，目前只是燕房线和新机场线没有做整站复归的反校，由于具有保护事故总信号的设备A 故障肯定会人为查看并恢复，所以安全风险系数较小。后期的工程线路都是做了反校的。

2）BAS 功能——BAS 设备控制禁止

描述：角色B 具有相同专业（BAS 专业）设备挂/摘牌操作权限，在车站以角色B 登录 HMI 在线。中心置点挂牌，车站点击摘牌，提示摘牌成功，实际没有摘牌，摘牌无反校有问题；另外车站挂牌后控制位仍然使能存在问题。

3）PA 功能——广播区状态

描述：具有车站广播权限的角色A 登录 HMI，打开广播页面，制造广播区预录广播状态，事件日志正确，图形显示的为自定义广播TTS 的图标。

4）PA 功能——广播监听

描述：车站广播界面选择一个正在进行广播的广播编组，点击广播监听“开始”按钮，修改对应点值，有执行成功提示，但是无监听图标。

5）系统间联动功能——牵引断电

描述：模拟列车休眠，点位OCCRTDBTRAIN:TRN9.ACKSleep 的PV 值置为1，查看事件记录，无事件产生。

5 测试展望

通过搭建综合监控专业的半实物仿真测试环境，将大量室外测试工作移至实验室进行，一方面有效缩短现场调试工期，另一方面通过实验室大量测试确保现场运行安全。在未来，相信通过更多专业的集成或互联，更多联动场景的设计，故障处理场景的增加，给中心操作人员提供更多的信息和更便捷的操作，这也进一步要求测试人员具备多专业知识和多系统操作能力，为轨道交通提供更好的检测服务。