綜合監控系統控制權移交的設計與實現

華寅飛 胡波 沈廣澤

摘要：本文介紹了在軌道交通綜合監控系統（ISCS）中如何進行控制中心和車站之間的內部權限移交，以及ISCS與外部系統之間的外部權限移交。權限移交有兩種方式：正常權限移交和強制權限移交。結合實際工程需求，針對BAS子系統設計了控制權移交的方案及實現方法。實踐表明，該方案能夠滿足需求，保證控制的唯一性，使得操作員在控制中心、車站、子系統均能對受控對象進行安全的控制操作。

關鍵詞：綜合監控系統；內部權限移交；外部權限移交；正常權限移交；強制權限移交Design and Realization of Control Authority Transfer in Integrated Supervision and Control System

Hua YinfeiHu boSheng Guangze(NARI Technology Development Co. Ltd.,Nanjing 210061)

Abstract:This ariticle describes how to transfer the internal authority between control center and station in rail transit integrated supervision and control system(ISCS) and how to transfer the external authority between ISCS and external systems.There are two ways of authority transfer: normal authority transfer and forced authority transfer. Based on actial project requirements of BAS,we designed the program of control authority transfer and realization method. Practice shows that the method can meet the requirements,ensure the uniqueness of control,makes the operator at control center,station or subsystem can control the controlled object safety.

Key words:ISCS、internal authority transfer；external authority transfer；normal authority transfer；forced authority transfer在目前我國地鐵行業中，軌道交通綜合監控系統（ISCS）得到了廣泛應用。綜合監控系統是一個十分龐大的的分布式系統，在控制中心和各個車站/停車場都設有操作員工作站，因而在中心操作員、車站操作員等多個位置均能對某個受控對象進行控制操作；而在綜合監控系統外部，子系統工作站和現場也能對受控對象進行控制操作。如果不進行有效的控制權限管理，有可能造成人為操作事故。為了同時對受控設備進行控制操作，保證控制的唯一性，需要對控制權限進行管理，協調中心操作員、車站操作員、子系統工作站操作員等多個位置對受控對性進行安全的控制操作。

綜合監控系統操作人員從地理位置上分為中央OCC操作員、備用OCC操作員、車站級操作員。由于中央OCC操作員和備用OCC操作員所在的都是同一個域，所以中央OCC操作員和備用OCC操作員之間不需要進行權限移交。若系統正常運行情況下控制權配置在中央OCC/BCC，車站級操作人員沒有權限對設備進行操作；或者控制權按系統的配置屬于車站，那么中央OCC和備用OCC操作員沒有權限對設備進行操作。對于綜合監控外部系統（如子系統），若系統正常運行情況下控制權配置在綜合監控，子系統操作人員沒有權限對設備進行操作；或者控制權按系統的配置屬于子系統，那么ISCS操作員沒有權限對設備進行操作。

在正常情況或者異常情況下，系統可以將控制權限移交給另一方，控制權限移交一般必須由雙方確認。在緊急情況下，系統可以進行強制權限移交。

1控制權移交

對于綜合監控系統而言，控制權移交分為系統內部權限移交和外部權限移交，內部權限移交是指綜合監控系統內部中心和車站之間的操作權限移交；外部權限移交是指綜合監控系統與外部系統（例如單獨子系統工作站，如BAS、PSCADA等）之間的操作權限移交。

1.1 內部權限移交

在綜合監控內部進行權限移交時，權限移交組的權限所在地可以是中心或者車站。當某個設備的權限所在地為中心時，車站的操作員沒有權限對設備進行操作；同樣，當某個設備的權限所在地為車站時，中心的操作員沒有權限對設備進行操作。當權限發生移交時，系統可以將設備所屬的內部權限所在地設為希望的狀態（OCC，車站）。

1.2 外部權限移交

在綜合監控系統與外部系統（如子系統）進行權限移交時，權限移交組的權限所在地可以是ISCS或者子系統。當某個設備的外部權限所在地為子系統時，綜合監控中心或車站的操作員均沒有權限對設備進行操作，只有子系統的工作站維護員有權限對設備進行操作。當某個設備的外部權限所在地為綜合監控時，須再根據綜合監控內部權限判斷控制權限是在綜合中心還是車站。當權限發生移交時，擁有內部權限的一方（中心或車站）才可以和子系統進行移交，系統須通過遙控的方式將設備所屬的外部權限所在地設為希望的狀態（ISCS，子系統）。

1.3 權限移交方式

權限移交主要包括兩種方式，正常權限移交和強制權限移交。

在正常情況下，系統可將控制權限由一方移交到另一方（如中心到車站），控制權移交必須由雙方確認。當請求方發出權限移交請求，接受方必須在預定時間內接受權限，才能完成權限移交；如果對方在預定時間內沒有接受權限，則認為權限移交超時，權限仍為請求方所有。在移交過程中，權限所在地設置為一個中間狀態，如從中心向車站進行權限移交時，中心發出移交請求，權限所在地由“中心”變為“中心至車站”，當車站接受權限后，權限所在地才變為“車站”；否則，權限移交超時后，權限所在地仍變回為“中心”。

強制權限移交是指在緊急情況下監控等級高的一方可以強制收回監控等級低的一方的權限，進行強制權限移交的時候不需要對方進行確認。如當權限在綜合監控車站時，綜合監控中心可以強制收回車站的權限，強制移交后，權限所在地直接由“車站”變為“中心”。

2實現方案

下面結合BAS子系統權限移交的實例來分析ISCS控制權移交過程。

BAS子系統的控制權所在地可以為綜合監控中心、綜合監控車站或者BAS維護工作站（子系統），控制權限在可以在這三個地方之間，也可以由中心強制收回車站的權限，或者綜合監控強制收回子系統的權限。權限移交邏輯圖如圖1所示：

2.1 創建權限移交分組

實現如上圖所示的權限移交，首先要創建描述BAS專業所包含的控制權移交分組（如通風空調系統權限、動力照明系統權限、給排水系統權限），要求BAS專業的所有受控對象都屬于這幾個控制權移交分組中。

2.2 內部權限移交的實現

在權限移交組中設置“權限所在地”這個屬性，默認配置為“車站”（BAS專業要求），可選項還包括“中心”、“中心至車站”、“車站至中心”。對BAS專業的受控對象進行操作時，首先會判斷設備所屬權限移交組的權限所在地，若權限所在地不在本地，則不能對設備進行操作。

在綜合監控系統中，通過人機界面（HMI）下發權限移交命令，系統后臺操作進程收到命令后，修改當前權限移交組的“權限所在地”，從而實現內部權限移交。

移交過程描述如下：

2.2.1 由中心向車站移交

中心的操作員在HMI上點擊“移交至車站ISCS”，限所在地由“中心”置為“中心至車站”，同時車站HMI上的“接受權限”變為可選；車站的操作員點擊“接受權限”，權限所在地由“中心至車站”置為“車站”，權限移交完成。

2.2.2 由車站向中心移交

方式一：車站的操作員在HMI上點擊“移交至中心ISCS”，限所在地由“車站”置為“車站至中心”，同時中心HMI上的“接受權限”變為可選；中心的操作員點擊“接受權限”，權限所在地由“車站至中心”置為“中心”，權限移交完成。

方式二：中心的操作員在HMI上點擊“強制收回”，權限所在地由“車站”置為“中心”，權限強制移交完成。

2.3 外部權限移交的實現

綜合監控系統與外部系統之間的權限移交需要通過遙控的方式實現，權限移交同樣包括兩種方式：正常權限移交和強制權限移交。如控制權限可以在綜合監控側和BAS子系統側之間正常移交，也可以從綜合監控側強制收回BAS子系統側的權限。要實現這種移交，在綜合監控側需定義3個DO（遙控）點和2個DI（遙信）點，如表1所示：

表1

點類型 含義

DO 控制權移交命令

DO 控制權接受命令

DO 控制權強制收回命令

DI 外部權限所在地

DI 是否有權限移交請求

分別用于描述ISCS側控制權移交（DO1）、控制權接受（DO2）和控制權強制移交（DO3）三個控制命令以及外部權限所在地（DI1）、是否有權限移交請求（DI2）兩個遙信。

同時，在BAS子系統側需定義2個DO（遙控）點和2個DI（遙信）點，如表2所示：

表2

點類型 含義

DO 控制權移交命令

DO 控制權接受命令

DI 外部權限所在地

DI 是否有權限移交請求

分別用于描述BAS側控制權移交（DO4）和控制權接受（DO5）兩個控制命令以及外部權限所在地（DI3）、是否有權限移交請求（DI4）兩個遙信。

在控制權移交組中，設置“外部權限移交點”屬性，將這個屬性與DI1（外部權限所在地）關聯。對BAS專業的受控對象進行操作時，會判斷設備所屬權限移交組的外部權限所在地，若權限所在地不在本系統，則不能對設備進行操作。

假定綜合監控的內部控制權在控制中心，移交過程描述如下：

2.3.1 由綜合監控向子系統移交

中心的操作員在HMI上點擊“移交至車站BAS”，發控制命令DO1，使DI4被置為“有移交請求”，使車站HMI上的“接受權限”變為可選；子系統工作站的操作員點擊“接受權限”，發控制命令DO2，使DI1和DI3同時被置為“BAS子系統”，權限移交完成。

2.3.2 由子系統向綜合監控移交

方式一：子系統工作站的操作員在HMI上點擊“移交至ISCS”；發控制命令DO4，使DI2被置為“有移交請求”，使中心HMI上的“接受權限”變為可選；中心的操作員點擊“接受權限”，發控制命令DO5，使DI1和DI3同時被置為“ISCS”，權限移交完成。

方式二：中心的操作員在HMI上點擊“強制收回”，發控制命令DO5，使DI1和DI3同時被置為“ISCS”，權限強制移交完成。

將以上內部權限移交和外部權限移交結合起來使用，就可以實現BAS各控制權移交的分組在綜合監控中心、車站以及BAS子系統工作站之間的高效移交，保證同時只有一處對設備進行控制操作，降低了人為誤操作的可能性。

3結語

上述控制權移交的方案設計，經過實踐證明，能夠滿足綜合監控各專業權限移交的需求，保證了對各專業受控對象控制的唯一性，同時可以方便、高效地進行控制權移交，使得操作員在中心、車站、子系統等多個位置均能對受控對象進行安全的控制操作。

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