智能化集成系統在綜合交通樞紐配套工程中的實現

吳海君

本文主要論述智能化集成系統在深圳北站綜合交通樞紐配套工程中的實現，闡述了智能化集成系統的構成、實現方式和效果。

【關鍵詞】深圳北站 配套工程 智能化集成 工業控制軟件

深圳北站綜合交通樞紐配套工程是深圳北站綜合交通樞紐除國鐵站房外的重要配套部分，建筑面積39.8萬平米，包括地鐵4/5/6號線車站、樞紐東西廣場（含換乘大廳、監控中心B1a建筑、長途汽車站E1建筑、公交場站、出租場站、社會車輛停車場等）、4棟配套建筑（A1寫字樓＼B1b酒店＼C1邊檢樓＼D1商業）、新區大道改造工程、4條市政道路等。

深圳北站綜合交通樞紐配套工程信息化集成系統包括23個子系統，火災自動報警系統（FAS）、環境與設備監控系統（BAS）、變配電監控系統（PSCADA）、停車場管理系統（PMS）、智能化集成系統（也叫綜合監控系統）、旅客資訊信息系統（PIS）、視頻監控系統（CCTV）、門禁系統、入侵報警子系統、緊急告警子系統、保安巡更系統、大屏幕顯示系統、應急指揮系統、電源供電和防雷接地系統、通信傳輸網絡系統、計算機網絡系統、時鐘系統、有線電視系統、日常及應急廣播系統、公眾及公務電話系統、專用電話系統、無線對講系統、公安通信系統。監控中心設在西廣場的B1a建筑內，東廣場設有分控中心，4棟配套建筑（A1寫字樓＼B1b酒店＼C1邊檢樓＼D1商業）、長途汽車站E1和新區大道改造工程隧道分別設有監控室。地鐵4/5/6號線車站系統設備納入全線考慮，不在樞紐配套工程內。

智能化集成系統采用施耐德公司的CitectSCADA系列工業控制軟件，將相對獨立的信息化集成各子系統集成在統一的網絡平臺和人機界面環境上，從而實現各系統之間的信息資源的共享與管理。

1 智能化集成系統構成

智能化集成系統采用分層分布式體系結構，三級控制（中央級、區域級、現場級）、兩級管理運行方式（中央級、區域級），體系結構示意圖如圖1所示。

中央級智能化集成子系統設置在西廣場B1a建筑的監控中心，由2臺冗余實時數據服務器、2臺冗余歷史數據服務器（含磁盤陣列、信息化集成系統共用）、1臺STP（軟件測試）服務器、1臺集中告警服務器（服務器均采用IBM X3650 M2產品）、6套雙屏調度工作站、2臺雙屏維護工作站、1臺集中告警工作站（工作站均為HP400）、6臺MOXA DA682通訊控制器FEP、3臺HP打印機、西門子SCALANCE X系列冗余1000M環形工業以太網（信息化集成系統共用）組成。

區域級智能化集成子系統由9套HP400系列雙屏調度工作站組成，分別設置在東廣場分控中心3套、四棟配套建筑消防控制室各1套、長途汽車站消防控制室和新區大道控制室各1套。

現場級為被集成或互聯的相關信息化集成子系統，本文不詳述。

2 智能化集成系統功能的實現

2.1 智能化集成系統集成及互聯原則

智能化集成系統采用施耐德公司CitectSCADA工業控制軟件深度集成技術，將火災自動報警系統（FAS）、環境與設備監控系統（BAS）、變配電監控系統（PSCADA）、停車場管理（PMS）誘導子系統四個系統深度集成，采用相同的CitectSCADA監控平臺的應用軟件實現被集成子系統的全部管理功能，避免了不同軟件間接口對系統可靠性和實時性的影響，完全滿足運營管理的要求。采用CitectSCADA監控平臺的智能化集成系統具備時間表控制、模式控制、群組控制以及點控制等功能，能反映各監控對象的實時工作狀態，各相關系統的安全聯鎖由各相關系統控制層完成，與火災密切關聯的重要聯動也由控制層完成。控制層保持相對獨立工作，即控制層脫離智能化集成系統的信息管理層時仍能獨立運行。

互聯系統包括視頻監控系統（CCTV）、門禁系統、乘客咨詢系統（PIS）、廣播系統、無線對講系統、UPS等。每個被互聯系統都是一個獨立運行的系統、具有自身的完整結構，智能化集成系統通過通訊控制器FEP與互聯系統進行必要的信息交互以支持信息共享平臺的構建。

2.2 智能化集成系統實現過程

智能化集成系統采用的CitectSCADA是基于Windows環境的工業控制軟件，采用冗余分層分布式的Client/Server結構，通過組態對各項任務（如I/O處理、報警、趨勢、報表等）進行分配來平衡和協調系統的負荷，各項任務可按需要運行在不同的計算機來分擔負荷。中央級和區域級采用基于TCP/IP或UDP/IP的網絡協議。

中央級智能化集成子系統的冗余實時服務器配置CitectSCADA V7.0 Server，是CitectSCADA服務器端的運行平臺，通過雙冗余1000Mbps工業以太網，實時服務器利用軟件內嵌的驅動（或先期通過通訊控制器FEP的協議轉換）來處理、存儲、管理從被集成或互聯系統傳送來的實時數據，同時又為網絡中的其它服務器和工作站提供實時數據。實時服務器是數據集中采集和監控中心的數據處理中心，利用CitectSCADA的標準功能實現I/O Server冗余、報警冗余、趨勢冗余，兩臺冗余服務器間無縫切換在后臺自動完成，保證了系統在復雜繁重的任務下穩定運行。

冗余歷史數據服務器配置內嵌SQL Server 2005的CitectSCADA Historian軟件，使用CITECT API方式快速將實時數據經過壓縮放入關系數據庫中。歷史服務器實現系統歷史數據存儲、分析整理，報表服務等功能。

通訊控制器FEP是嵌入式工業計算機，配置有4個以太網接口和10個RS232＼RS422＼RS485接口，通訊控制器安裝有CitectSCADA數據通信及協議轉換功能模塊來完成接口的處理，具有轉換各種硬件接口、軟件協議的能力，實現智能化集成系統與被集成/互聯系統之間相關信息的轉發。

調度員工作站配置CitectSCADA V7.0 Display Client，提供一個豐富友好的人機界面（HMI），通過訪問實時服務器來監控現場的實時情況，并隨時可以在用戶登錄權限允許的范圍進行的操作控制。其中中央級調度工作站可以管理整個樞紐配套工程范圍內設備監控，而區域級調度工作站只能管理本區域內的設備監控，中央級調度員工作站操作權限高于區域級調度員工作站。

集中告警服務器配置有CitectSCADA維護軟件，維護管理功能主要包括生成報表（操作記錄統計、模擬量統計、設備維護報表統計）、設備故障率分析、設備全貌列表、用戶管理和權限管理、運營數據備份與恢復等，維護人員通過維護工作站對系統運行狀態及時掌握、處理和日志記錄，保證系統安全穩定運行。

STP服務器是整個軟件平臺的測試平臺和開發平臺，配置CitectSCADA軟件的仿真程序，對智能化集成系統的全部系統軟件和應用軟件的功能進行測試，滿足軟件安裝兼容性測試及相關系統的接口實現測試要求，保證系統的安全運行。

通訊信輸網絡系統是信息化集成系統共用設備網絡平臺，該網絡主干采用1000M環形冗余工業以太網，智能化集成系統通過該網絡平臺與被集成或互聯系統進行數據通信，雙冗余網絡特性為數據傳送提供可靠保障。

2.3 智能化集成系統實現成果

智能化集成系統采的CitectSCADA是一套開放、冗余、完整的工業控制軟件，在統一網絡平臺和人機界面環境上實現對火災自動報警系統（FAS）、環境與設備監控系統（BAS）、變配電監控系統（PSCADA）、停車場管理（PMS）誘導子系統、視頻監控系統（CCTV）、門禁系統、乘客咨詢系統（PIS）、廣播系統、無線對講系統、UPS等運行狀態進行監控、設備信息采集，處理系統內各種報警事件，解決各系統之間的異構互聯問題，實現跨系統的聯動控制，提高了深圳北站綜合交通樞紐運營服務水平、監控水平、防災能力及管理水平。

3 結束語

經過精心組織、高效管理，深圳北站綜合交通樞紐配套工程信息化集成系統得以順利按期竣工和投入運營使用，為深圳北站綜合交通樞紐提供了安全、節能、舒適、便捷、環保、健康的運營環境，并為深圳北站綜合交通樞紐獲得2012-2013年度中國建設工程魯班獎和第十一屆中國土木工程“詹天佑獎”作用貢獻。

參考文獻

[1]《智能建筑設計標準》GB50314-2015，中華人民共和國住房與城鄉建設部，2015.

[2]楊建軍.新時期大型公共建筑智能化集成系統的實現[J].智能建筑，2013.

作者單位

深圳市地鐵集團有限公司 廣東省深圳市 518000