地鐵延長線過渡期的中央級綜合監(jiān)控系統(tǒng)調(diào)度管理方案

陳班賢

(廣州地鐵集團有限公司，510038,廣州//工程師)

隨著我國城市軌道交通的快速發(fā)展，地鐵延長線建設的現(xiàn)象越來越普遍[1]。為節(jié)省建設成本和統(tǒng)一調(diào)度管理要求，地鐵延長線通常不另建控制中心，而是延用既有線路的控制中心。因此,不得不面對一個非常現(xiàn)實而又迫切需要處理的問題：延長線網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)應在何時接入既有線路？如果接入過早，延長線網(wǎng)絡可能存在的不穩(wěn)定性或者調(diào)試期間產(chǎn)生的報警和事件會影響既有線的正常運營；如果接入過晚，則屬地管理權、設備操作維護使用權和調(diào)度指揮權(以下簡稱“三權”)在由建設單位移交運營單位后，會影響中央級綜合監(jiān)控系統(tǒng)(ISCS)對延長線供電系統(tǒng)和機電系統(tǒng)設備的監(jiān)控功能[2-3]。

1 過渡期調(diào)度管理方案

根據(jù)建設經(jīng)驗，地鐵延長線在三權移交、正式接入既有線路后通常會有一個過渡期。針對地鐵延長線在過渡期的ISCS調(diào)度管理問題，主要有3種解決方案。

1.1 軟件屏蔽方案

軟件屏蔽方案即在中央級ISCS軟件中增加報警和事件過濾功能。當中央級ISCS接收到延長線車站的報警或者事件時，由屏蔽軟件自動進行過濾，不再顯示在系統(tǒng)報警欄和事件列表中。由于火災報警彈圖功能無法篩選和屏蔽，如要屏蔽延長線火災報警彈圖，則需對延長線所有車站的FAS(火災報警系統(tǒng))的火災彈圖路徑進行暫時刪除操作，待正式開通運營后再添加回去。

軟件屏蔽方案的優(yōu)點為：無需增加任何硬件設備，即可在三權移交后立即接入既有線路，受中央級ISCS統(tǒng)一調(diào)度管理。缺點為：軟件修改工作量大，無法避免延長線路網(wǎng)絡不穩(wěn)定對既有已運營線路的影響。

1.2 獨立主干網(wǎng)方案

如既有線通信傳輸網(wǎng)有充足的備用光纖通道，而且延長線ISCS主干網(wǎng)已完成組網(wǎng)工作，則可采用獨立主干網(wǎng)方案。首先，利用既有線通信傳輸網(wǎng)的備用光纖通道，從既有線控制中心開始逐站跳接延長線起點站，從而形成獨立于既有線的物理通信通道(如圖1所示)；然后，在既有線控制中心ISCS設備房增加1臺交換機，在既有線控制中心的調(diào)度大廳增加2臺服務器、2臺工作站和1臺交換機，搭建延長線的中央級ISCS,即延長線的運營控制中心(OCC)；最后，從控制中心ISCS設備房敷設1根網(wǎng)線連接到調(diào)度大廳，該網(wǎng)線二端分別連接2臺新增的交換機，從而將延長線OCC連接到延長線ISCS主干網(wǎng)。

圖1 獨立主干網(wǎng)實現(xiàn)原理圖

該方案優(yōu)點為：一方面，既有線和延長線的ISCS主干網(wǎng)及OCC均相互獨立、互不干擾；另一方面，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)互連，便于工作人員在既有線OCC實現(xiàn)統(tǒng)一調(diào)度。

該方案缺點為：施工量巨大。首先，要從既有線搭建獨立的物理通信通道并接到延長線，需耗費較大的人力成本開展既有線各站光纖通道的跳接和通信測試工作；其次，要搭建并配置延長線OCC；此外，如果既有線OCC的ISCS設備房和調(diào)度大廳的距離較遠，還會極大增加網(wǎng)線敷設的工作量和難度。

1.3 遠程連接技術方案

軟件屏蔽方案和獨立主干網(wǎng)方案的現(xiàn)場實施難度較大，本文提出了1種相對較為簡單，且易于實現(xiàn)的方案，即遠程連接技術方案。遠程連接技術方案的實現(xiàn)原理如圖2所示。

注:VLAN為虛擬局域網(wǎng)

由圖2可見，遠程連接技術方案有如下特點：

(1) 站點1是既有線終點站；站點2是延長站與既有線的連接站點，通常是起點站。

(2) 站點1新增了1臺交換機，站點2新增了1臺交換機和2臺雙網(wǎng)卡工作站；站點1在原有網(wǎng)絡基礎上再添加了VLAN 1，并將新增的設備配置在VLAN 1網(wǎng)段內(nèi)，以便既有線OCC能遠程連接新增設備。

(3) 站點2新增工作站的另1個網(wǎng)卡通過靜態(tài)路由器配置在站點2原局域網(wǎng)內(nèi)，從而實現(xiàn)新增工作站與延長線的網(wǎng)絡互連。

(4) 既有線OCC的相關工作站和站點2新增工作站分別安裝和配置了VNC遠程控制軟件，不僅可實現(xiàn)既有線OCC遠程監(jiān)控新增工作，又可將既有線和延長線網(wǎng)絡相隔離。

該方案優(yōu)點為：無需任何軟件修改，施工量小，可避免延長線路網(wǎng)絡的不穩(wěn)定或者調(diào)度期間報警事件過多對既有已運營線路的影響，實現(xiàn)過程簡單，現(xiàn)場可執(zhí)行性強。

2 遠程連接技術的應用

2.1 實現(xiàn)過程

遠程連接技術方案已應用于廣州地鐵6號線二期工程。廣州地鐵6號線二期于2016年9月20日完成了三權移交。當時6號線二期部分設備仍在進行系統(tǒng)聯(lián)調(diào)。為避免聯(lián)調(diào)期間產(chǎn)生的大量報警和事件沖刷了6號線一期有用的信息，6號線二期的ISCS并未立即接入6號線一期中，而是采用遠程連接技術來實現(xiàn)了6號線一期潯峰崗站OCC對6號線二期ISCS PSCADA(電力監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集)子系統(tǒng)和BAS(環(huán)境與設備監(jiān)控)子系統(tǒng)的監(jiān)控功能。該工程的遠程連接技術工作原理見圖3，具體實現(xiàn)過程為：

(1) 在長湴站新增1臺二層交換機，并將該交換機電口模塊的1個端口通過網(wǎng)線連接至長湴站ISCS原有交換機1電口模塊的6號端口。新增交換機光口模塊中的1個端口連接到ISCS主干網(wǎng)的備用17號及18號光纖通道。

(2) 將長湴站原有交換機1電口模塊的6號端口配置成VLAN 150，IP(互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議)地址設置為179.x2.a0.253。VLAN 150是長湴站ISCS在原有局域網(wǎng)基礎上新添加的網(wǎng)段，其IP地址范圍為179.x2.a0.1～252，掩碼為255.255.255.0。

圖3 廣州地鐵6號線二期工程遠程連接技術工作原理

(3) 將長湴站和龍洞站新增的2臺交換機和2臺工作站均設置在該VLAN 150段內(nèi)，以實現(xiàn)6號線一期工程OCC可遠程連接這部分設備，避免了VLAN 150 出現(xiàn)故障時對6號線一期和二期的ISCS其他VLAN段造成影響。

(4) 在龍洞站新增1臺二層交換機，并將該交換機光口模塊的其中1個端口連接到ISCS主干網(wǎng)的備用17、18號光纖通道，從而建立長湴站到龍洞站的物理傳輸通道。

(5) 在龍洞站新增2臺工作站，分別用于實現(xiàn)6號線二期工程的臨時電調(diào)和環(huán)調(diào)功能。

(6) 將龍洞站新增交換機電口模塊中的2個端口通過網(wǎng)線分別連接到龍洞站臨時電調(diào)和環(huán)調(diào)工作站的1號網(wǎng)口，同時將相應網(wǎng)卡IP地址分別設定為：IP 179.x2.a0.73、掩碼255.255.255.0、網(wǎng)關179.x2.a0.253，以及IP 179.x2.a0.72、掩碼255.255.255.0、網(wǎng)關179.x2.a0.253，從而實現(xiàn)6號線一期工程OCC遠程的連接。

(7) 將龍洞站臨時電調(diào)和環(huán)調(diào)工作站的2號網(wǎng)口通過網(wǎng)絡分別連接到龍洞站原有交換機相應網(wǎng)口。通過輸入“route add 179.a0.b0.0 mask 255.255.255.0 179.x4.b0.92”，在臨時電調(diào)2號網(wǎng)卡添加1條靜態(tài)路由；通過輸入“route add 179.90.50.0 mask 255.255.255.0 179.x4.b0.91”，將臨時環(huán)調(diào)2號網(wǎng)卡添加1條靜態(tài)路由。這樣不僅實現(xiàn)了6號線二期工程ISCS的數(shù)據(jù)交互，還將6號線一期工程和二期工程的主干網(wǎng)相隔離。

(8) 在潯峰崗OCC的電調(diào)和環(huán)調(diào)工作站，以及龍洞站的臨時電調(diào)和環(huán)調(diào)工作站分別安裝和配置VNC遠程控制軟件，即使?jié)》鍗廜CC電調(diào)和環(huán)調(diào)工作站能分別通過龍洞站臨時電調(diào)和環(huán)調(diào)工作站來遠程監(jiān)控6號線二期工程ISCS、PSCADA子系統(tǒng)和BAS的相關設備。

2.2 實際應用效果

配置完成后，潯峰崗OCC的電調(diào)和環(huán)調(diào)工作站通過VNC遠程控制軟件即可監(jiān)控6號線二期工程全線10座車站ISCS的PSCADA子系統(tǒng)和BAS相關設備。廣州地鐵6號線應用遠程連接技術后，調(diào)度人員下發(fā)的指令能快速到達現(xiàn)場，并準確反饋執(zhí)行結果，且不對6號線一期項目的正常運營造成影響，極大方便了調(diào)度人員對6號線二期10座車站實現(xiàn)統(tǒng)一調(diào)度指揮，又避免了6號線二期在綜合調(diào)試期間產(chǎn)生的大量報警、故障事件對六號線一期已運營線路網(wǎng)絡造成影響，提高了運營安全，也確保了新線調(diào)試進度。

3 結語

隨著地鐵延長線建設的現(xiàn)象越來越普遍，地鐵延長線在過渡期間的ISCS中央調(diào)度管理成了地鐵建設者們迫需解決的問題。本文巧妙利用VLAN技術和靜態(tài)路由技術，用極少的硬件改動量，成功實現(xiàn)了既有線OCC對延長線ISCS、PSCADA子系統(tǒng)和BAS相關設備的遠程監(jiān)控功能，同時又成功避免了延長線可能存在網(wǎng)絡不穩(wěn)定或者調(diào)度期間產(chǎn)生較多的報警和事件對既有線路的正常運行造成的影響。

[1] 高萍.軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)分段開通貫通方案討論[J]. 中國科技信息，2012(24): 129.

[2] 徐忠.地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)交互共享方案研究[J].信息安全與技術，2012(3): 79.

[3] 付芳蓉, 戴軍, 洪超.地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[J].科技資訊，2013(26): 26.