轨道交通综合监控系统架构设计
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轨道交通信号控制系统的设计与实现研究随着城市化进程的加速,城市交通压力越来越大,如何解决交通拥堵问题,提高出行效率已成为重中之重的课题。
轨道交通作为城市交通体系中的重要组成部分,其发展正日益受到各个城市的高度重视。
而轨道交通信号控制系统的设计与实现,更是轨道交通运营安全和效率的重要保障。
一、轨道交通信号控制系统的概述轨道交通信号控制系统是指一种自动化控制系统,主要负责指挥和监控轨道交通线路和车辆运行,确保列车安全顺畅地通过路段。
它由信号设备、计算机控制系统和监控设备等组成,主要用于控制路段长、车站间的信号、调车及列车进路,为旅客提供安全、高效、一致的运输服务。
轨道交通信号控制系统的主要作用是通过各路段信号设备和计算机控制系统,根据列车运行状态、线路和车站情况,自动化地控制信号机、道岔、安全门和站台标志等,确保列车在规定的速度和安全间隔内行驶,同时保障旅客的出行安全和效率。
二、轨道交通信号控制系统的设计与实现轨道交通信号控制系统的设计与实现相对复杂,需要依据不同的场景进行综合考虑,以满足城市交通运营的需求。
轨道交通信号控制系统的设计和实现包括以下几个方面:1、系统架构设计轨道交通信号控制系统的架构设计是整个系统建设的第一步,它通过对系统功能、数据流和数据结构的分析,确定系统的组成部分、功能模块和服务接口。
系统架构设计需要考虑的方面包括:系统的可靠性、可扩展性、兼容性和安全性等。
2、信号控制系统的硬件设计信号控制系统的硬件设计主要包括信号设备、控制器、电力系统和通信网络等。
其中,信号设备是控制列车行驶的关键部件,一般包括信号机、道岔和限速器等。
3、信号控制系统的软件设计信号控制系统的软件设计是整个系统建设的核心环节,主要包括控制算法的设计、编码实现、模拟与测试等。
信号控制系统的软件设计需要严格按照相关标准和规范进行,以确保系统的安全可靠性。
4、系统集成与测试系统集成与测试是信号控制系统建设的最后一步,也是最重要的一步。
城市轨道交通综合监控系统的设计发表时间:2016-11-03T17:02:14.390Z 来源:《基层建设》2016年15期作者:何文凯[导读] 摘要:研究目的:城市轨道交通监控系统是运营阶段管理工作的核心,其监控范围的广度和深度直接影响轨道交通运营质量。
目前国内的监控系统,关键设备和技术大都从国外全盘引进,很不经济,也造成了隐患。
实现监控系统国产化势在必行。
广东省东莞市轨道交通有限公司 523000摘要:研究目的:城市轨道交通监控系统是运营阶段管理工作的核心,其监控范围的广度和深度直接影响轨道交通运营质量。
目前国内的监控系统,关键设备和技术大都从国外全盘引进,很不经济,也造成了隐患。
实现监控系统国产化势在必行。
关键词:城市轨道交通;智能综合监控系统;设计理念引言随着我国城市轨道交通和铁路的大规模建设,以及日益提高的运营管理要求,轨道交通的自动化程度越来越高、越复杂,而为了更好地提高运营管理效率及服务水平,需要为各自动化系统搭建一个统一的自动化监控平台。
这个平台可以实现各系统的资源共享、信息互通,支持轨道交通的综合监控管理,这就是综合监控系统。
目前综合监控系统在城市轨道交通的应用越来越广泛,但在综合监控系统设计中存在着设计思想不统一、运营需求不明确、系统功能与运营需求脱节等问题,本文依据综合监控系统的发展趋势及多年的设计和工程经验对综合监控系统的设计思路和方法进行了归纳和总结,为综合监控系统的工程设计提供一个初步的设计思路及方法。
一、城市轨道交通智能综合监控系统的涵义城市轨道交通智能综合监控系统是指将彼此孤立的各类设备控制系统通过网络有机地连接在一起,监控和协调各相关子系统设备的工作,充分提高各类设备的效率,降低城市轨道运营成本,提高综合决策水平,为乘客提供一个便利、快捷、舒适的乘车环境,并在灾害发生的情况下最大限度地保护人的生命和财产安全,实现“高安全、高效率、高品质服务”的智能型城市轨道交通。
综合监控系统云平台⽅案发展历程在2000年以前,各机电系统是独⽴建设的,造成重复投资及资源浪费;2000年~2015年,综合监控系统蓬勃发展,集成互联多数地铁机电⼦系统,实施容易,建设周期快,减少重复投资,节约了建设成本;2015年⾄今,综合监控系统逐渐进⼊云平台时代。
云平台的建设可以解决硬件资源的统⼀管理和维护,降低⼯程实施⼯作量和风险度,提⾼服2015年⾄今,综合监控系统逐渐进⼊云平台时代。
云平台的建设可以解决硬件资源的统⼀管理和维护,降低⼯程实施⼯作量和风险度,提⾼服务器硬件资源的利⽤率。
在数据存储商,云存储平台基于分布式存储,规模可以横向扩展,未来可以扩展为线⽹级⼤数据平台,为⼤数据分析提供了有效的数据⽀撑。
并且使硬件设备更加精简,提升运维效率、降低运维成本,建设投资集约化,⼤幅降低造价。
综合监控集中式⽅案综合监控系统集中式云平台⽅案架构图如下:⽅案说明:集中式⽅案所有的综合监控服务器放置在控制中⼼,车站不需要再放置服务器机柜,节约了车站空间。
⽽且车站不配置实时历史服务器,降低了成本。
⽅案缺点:只有中央级控制,如果⾻⼲⽹中断,会导致综合监控系统⽆法降级运⾏,造成运营事故。
应⽤场景:适⽤于建设规模⼩,站点少的场合。
综合监控分布式⽅案(备⽤服务器)综合监控系统分布式云平台⽅案(备⽤服务器)架构图如下:⽅案说明:分布式⽅案所有的综合监控服务器放置在控制中⼼,车站再放置备⽤的物理服务器,并虚拟化⼀台应⽤服务器,车站⼯作站采⽤瘦客户机模式。
⽅案特点:当与⾻⼲⽹中断,车站备⽤服务器升为主服务器,进⼊降级运⾏模式并进⾏监控。
服务器性能⾼,稳定性强,运维相对⽅便。
应⽤场景:适⽤于建设规模⼤,站点较多的场合。
(备⽤⼯控机)综合监控分布式⽅案(备⽤⼯控机)综合监控分布式⽅案综合监控系统分布式云平台⽅案(备⽤⼯控机)架构图如下:⽅案说明:分布式⽅案所有的综合监控服务器放置在控制中⼼,车站再放置备⽤的物理⼯控机,运⾏车站监控服务(热备),车站⼯作站采⽤瘦客户机模式。
1简介南京地铁三号线综合监控系统采用国电南瑞科技股份有限公司自主研发的RT21_ISCS系统,该系统针对轨道交通领域特点,采用先进的计算机、网络、通讯、自动控制技术设计完成。
南京地铁三号线综合监控系统是一个大型分布式系统,共有29个车站、1个控制中心(南京南站)、1个车场、1个车辆段,网络系统比较庞大,网络规模属于城域网。
整个综合监控网络设计分为三层:中央级ISCS系统(CISCS)、骨干网、车站级ISCS系统(SISCS)。
骨干网由南京熊猫信息产业有限公司负责建设,CISCS和SISCS由南瑞自行设计完成。
南瑞采用了双机双网的冗余网络结构,很好的保证了ISCS系统的实时性、鲁棒性、灵活性、互联性,从而保证整个系统拥有可靠、稳定的数据传输能力。
2网络整体设计这个网络设计分为内部网络和外部网络两部分,内部网络实现中心、车站互联以及站内互联,外部网络实现ISCS与子系统的互联。
南京三号线综合监控网络结构复杂,内部网络拓扑结构为分布式(逻辑结构为树型、物理结构为星型),骨干网网络拓扑结构为环型,外部网络拓扑结构多样,参见详细介绍。
2.1内部网络结构(不包含PSCADA)综合监控保证每一个车站域(有可能多个车站为一个车站域,一个车站域只能有一组服务器)都是一个独立的广播域,中心可以和所有的车站进行点对点的互联,车站可以和中心进行点对点的互联,同属于一个车站域内的车站可以进行组播以及点对点的互联。
所有车站均为独立车站域的系统且无复式工作站或者复式工作站不通过综合监控网络,组播不通过骨干网传输。
有多个车站为一个车站域的系统或者复式工作站需要通过综合监控网络,组播需要经过骨干网传输。
南京三号线属于前者。
工作站工作站维调工作站大屏幕控制器大屏幕系统工作站C I S C S 系 统 结 构 示 意 图FEP 2FEP 110站报表打印机×3彩色图形激光彩色事件激光网管工作站2网管服务器网管工作站1交换机黑白激光打印机NMS图 1 CISCS 系统结构图 2 典型站ISCS 系统结构2.2 子系统互联网络结构综合监控与子系统互联有两种方式:交换机直连和C306L 转接。
contents •CTC系统概述•CTC系统主要功能•CTC系统技术特点•CTC系统应用场景•CTC系统发展趋势•CTC系统挑战与解决方案目录01CTC系统概述定义与背景定义背景CTC系统组成调度中心车站子系统区间子系统通信网络CTC系统工作原理列车运行计划管理调度中心根据铁路运输需求和实际情况,制定列车运行计划,并通过通信网络下发给各车站子系统。
列车进路控制车站子系统根据接收到的列车运行计划和实际列车位置信息,自动或手动排列列车进路,控制信号设备的动作。
列车运行监督CTC系统通过区间子系统实时监测区间内的列车运行状况,包括列车位置、速度等信息,并将这些信息反馈给调度中心和相邻车站。
调度指挥调度中心根据实时信息和运输需求,对列车运行进行调整和指挥,确保列车按照计划安全、高效地运行。
02CTC系统主要功能列车进路控制列车速度控制列车间隔控制030201列车运行控制调度指挥调度计划管理调度命令下达实时监控与调整车站联锁道岔位置表示信号设备控制实时显示道岔位置,为车站值班员提供准确的现场情况。
进路排列与锁闭旅客服务旅客信息显示通过车站和列车的显示屏向旅客提供实时的列车运行信息和到站信息。
广播服务提供车站和列车的广播服务,包括列车到发、安全提示、服务信息等。
旅客咨询与投诉处理设立旅客咨询台和投诉电话,及时解答旅客疑问和处理投诉。
03CTC系统技术特点分布式架构高可靠性设计采用冗余设计,确保系统的高可用性关键设备、模块支持热备份,实现无缝切换提供故障检测、隔离、恢复机制,确保系统稳定运行优化数据处理流程,减少数据传输延迟提供实时监控功能,方便用户及时了解系统运行状态采用实时通信技术,确保数据传输的实时性实时性保障安全性考虑采用多种安全防护技术,确保系统安全稳定运行对关键数据进行加密处理,防止数据泄露提供安全审计功能,方便用户对系统安全进行监管04CTC系统应用场景调度集中管理实现高速铁路全线列车的集中调度,提高运输效率。
城市轨道交通监控系统(二)引言概述:城市轨道交通监控系统(二)是对城市轨道交通系统进行监控和管理的重要组成部分。
通过采集、处理和分析相关数据,该系统能够实时监测车辆运行状态、人员流量情况、设备运行状况等信息,为城市轨道交通运营和管理提供有效支持。
本文将从以下五个大点展开讨论城市轨道交通监控系统的功能和应用。
一、实时监测车辆运行状态1. 轨道交通车辆位置定位技术2. 列车运行速度计算与监测3. 线路信号状态监控与分析4. 车辆距离控制和调度5. 异常情况报警与处理策略二、人员流量监测与管理1. 车站人流量采集技术2. 乘车人员统计与分析3. 安全疏导与应急预案4. 区域人员密度监测与调节5. 车站人员行为分析与研判三、设备运行状况监控1. 轨道设备运行状态监测与报警2. 信号设备故障自动检测与修复3. 能源消耗监控与优化4. 设备维护预测与计划5. 轨道交通设备故障追溯与修复记录四、智能预测与优化调度1. 数据驱动的交通流预测2. 轨道交通调度决策支持3. 轨道交通网络拓扑优化4. 车辆运行时间和频次优化5. 高峰期和特殊事件的应急调度措施五、应急响应与安全保障1. 突发情况监测与处理机制2. 恐怖袭击和火灾预警系统3. 治安和执法支持功能4. 逃生通道和紧急疏散指引5. 技术与人员培训、演练与考核总结:城市轨道交通监控系统(二)在城市轨道交通运营和管理中发挥着重要作用。
通过对车辆运行状态的实时监测、人员流量的监测与管理、设备运行的监控、智能预测与优化调度以及应急响应与安全保障功能的提供,该系统可以实现轨道交通的高效、安全和可持续运营。
未来,城市轨道交通监控系统将继续发展,应用新技术,提升城市轨道交通系统的运营管理水平。
浅谈地铁FAS、BAS系统设计中几个问题作者:盖跃磊来源:《信息化建设》2015年第06期摘要:随着城市化进程不断加快,地铁建设的规模日益扩大。
相应地,在地铁结构设计方面,FAS和BAS系统是不可或缺的部分,发挥着关键性的作用。
因此,本文以地铁FAS和BAS系统为基点,对它们在设计中的问题予以分析。
关键词:地铁 FAS BAS;系统设计;问题;分析1、地铁FAS和BAS系统概述在地铁运行中,综合监控系统是其重要的组成部分。
综合监控系统是一个集成系统,包含了具有多项功能以及专业的子系统。
并为其提供重要的信息共享平台。
在地铁综合监控系统中,FAS以及BAS系统是其中占据特殊位置的部分。
FAS被称作火灾自动报警系统,其主要负责监视系统管辖范围以内的火灾灾情并提供相应的预警报警。
BAS即为环境及设备监控系统,其主要负责读取车站范围内的环境数据,比如温湿度等,同时监控相关自动化设备的运营状态,并根据需要进行设备联动。
FAS系统有不依赖于其它系统的网络结构以及布线系统,能够独立地完成感温感烟探测器报警等操作。
相应地BAS系统能够对地铁工程周围环境的相关数据予以准确地掌握。
一旦有事故发生,该系统会转换成紧急模式,对事故的处理起到重要协调作用。
总的来说,地铁FAS和BAS系统联动协作,能够对地铁运行中可能发生的火灾事故及时进行预警。
在此基础上,对这些灾害事故进行自动化的处理。
这样在地铁轨道运行中,就可以防止灾害事故的发生。
进而,减少地铁运营方面的经济损失,使地铁运行更加安全和可靠。
相应地,下图便是其中主控制系统结构图。
2、可靠性分析为保证可靠性,FAS以及BAS系统设备必须提供准确、详细的技术参数,特别是明确与外界接口的条件和规定及对环境的要求。
可靠性主要有几项有关的原则:1)系统不易发生故障原则系统设备必须有严格的可靠性设计和保证措施,能适应地铁车站内特殊的工作环境。
2)系统运行受故障影响最小原则系统设备部分出现故障时,应具备故障隔离特性,保证单一设备的部份故障不易扩散,系统的整体控制运行不受到影响,或受到的影响尽可能小。
轨道交通车载视频监控方案1. 系统概述1.1 行业背景随着轨道交通在我国各大城市的迅猛建设和开通运营,也随之引发各类安全防恐问题。
轨道交通列车安全作为关系到国家和旅客生命财产的大事,也是各类问题中较突出的,一直受到地铁公安和地铁运营部门的重视。
因此,如何采用现代信息技术与轨道交通传统行业相融合,改进车上治安监控管理手段,以适应维护列车客运安全的需要,是一个急需解决的现实问题。
1.2 设计目的轨道交通车载系统是一个完整的运营体系。
为实现全方位、无死角的安全监控目标,轨道交通系统不仅要监控车内的状况,对列车供电线路等都有安全监控要求。
需针对轨道交通制定监控方案,通过传输系统上传至控制中心,实现控制中心视频监控系统对监控点的集中监视、管理。
大华轨道交通车载监控系统是专门针对轨道交通行业设计的一整套端到端视频监控解决方案,系统由车载监控高清摄像机、车载监控存储和车载监控平台三大系统组成。
系统可独立工作,也可在控制中心与车站视频监控系统进行无缝的融合,把车载视频监控系统与车站专用视频监控系统成为集成一体化的解决方案2. 系统总体设计2.1 系统架构2.1.1 集中存储架构每节车厢布置2个(或2个以上)高清摄像机,司机室布置2个摄像机,采用交错监控方式,实现对车箱全覆盖;车头车尾分别安装1套车载NVR,对列车车载视频进行集中存储;车头车尾分别安装车载监控软件,列车员可以对列车视频监视及回放;PIS中心设置1台车载视频服务器,对线路列车视频监控系统进行集中管理;2.1.2 分布存储架构每节车厢布置2个(或2个以上)高清摄像机,司机室布置2个摄像机,采用交错监控方式,实现对车箱全覆盖;每接车厢分别安装1套车载NVR,对列车车载视频进行分布式存储;车头车尾分别安装车载监控软件,列车员可以对列车视频监视及回放;PIS中心设置1台车载视频服务器,对线路列车视频监控系统进行集中管理;2.2 系统组成2.2.1 视频信号采集单元视频信号采集单元主要包括高清摄像机,通过布置多台摄像机,对车内各个方位进行视频摄像,视频信号通过数字化处理、压缩后在车载存储设备的硬盘中存储并通过车地无线网络系统以及传输网络,把车内的视频图像上传至控制中心。
轨道交通控制保护区高位智能视频监控系统(1.郑州地铁集团有限公司 450000)(2.郑州铁塔股份有限公司 450000)(3.深圳市天龙科技有限公司450000)摘要:轨道交通控制保护区高位智能视频监控系统是郑州地铁集团有限公司与郑州铁塔股份有限公司联合开发的地铁地面保护区监控系统。
目前该系统应用于郑州轨道交通控制保护区,该系统的终端智能球机架设在通信铁塔顶端,对地铁轨道沿线上方进行监控,全天候自动拍照,通过AI智能分析系统发现轨道交通保护区内的危险物识别并进行预警,自动分发给巡视人员进行处理,“第一时间”起到实现保护轨道交通控制保护区的作用。
同时高位智能视频监控能实现镜头拉伸、旋转、变焦,能够实现远程半径数公里范围内的违法行为观测得清清楚楚,足不出户即可通过监控点高清摄像头对轨道交通保护区内进行24小时全天候、多角度的监控。
关键词:轨道交通控制保护区、AI智能分析、GIS地理信息、智能视频监控正文随着城市建设的不断提速,大量的新建工程进入到轨道交通控制保护区内,使地铁结构设施不可避免地受到外部工程建设影响。
因此加强轨道交通控制保护区安全管理十分必要。
线路管理问题也日益严峻,管理的要求也在不断提高,数据通信、图像监控已是现代化地铁线路管理中必不可少的一个部分。
因此,地铁线路高位监控系统应用需求呼之而出。
根据《城市轨道交通运营管理规定》第三十一条和《郑州市轨道交通条例》第三十七条中指出运营单位有权进入作业现场进行巡查,发现危及或者可能危及城市轨道交通运营安全的情形,运营单位有权予以制止,并要求相关责任单位或者个人采取措施消除妨害;逾期未改正的,及时报告有关部门依法处理。
在以往的巡查工作中,巡查人员会在地铁沿线进行日常巡检,发现对轨道交通存在安全隐患的情况会依法制止或上报。
随着郑州地铁的发展,保护区的范围也随之增大,传统的人工巡查已经满足不了庞大的交通网的需求,因此采用高位智能视频监控解决这个问题。
城市轨道交通综合监控系统工程技术标准本工程技术标准适用于城市轨道交通综合监控系统的设计、建设、调试、验收和维护等全过程。
本标准旨在规范城市轨道交通综合监控系统工程的技术要求和实施规范,确保系统具有可靠性、安全性、实用性、先进性和维护性。
本标准包括以下方面的内容:
1.系统总体设计:包括系统功能设计、系统架构设计、系统界面设计、系统约束条件设计等。
2.系统硬件设计:包括电源系统设计、传输系统设计、控制系统设计、监控设备设计等。
3.系统软件设计:包括监控软件设计、控制软件设计、数据处理软件设计等。
4.系统测试与调试:包括系统集成测试、系统运行测试、系统调试和优化等。
5.系统验收与交付:包括系统验收标准、验收测试等。
6.系统维护与管理:包括系统维护策略、维护保障措施、维护管理制度等。
7.系统安全保障:包括系统安全评估、安全防护措施等。
本标准适用于城市轨道交通综合监控系统的设计、建设、调试、验收和维护等全过程,并可作为相关工程技术标准的参考依据。
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地铁综合监控系统的数据备份与恢复系统研究摘要:近几年,伴随着我国信息化技术的进步和发展,在地铁工程中采用的是地铁综合监控系统。
这项综合监控系统具有灵活性和自动化的特点,可以满足地铁工程中的各种需求。
我国城市轨道建设逐渐地发展,因此地铁综合监控系统的应用范围也越来广。
地铁综合监控系统是一个复杂且具有多种功能的信息系统。
基于此,文章主要探究分析地铁综合监控系统在数据备份与恢复系统的应用。
关键词:地铁;综合监控系统;数据备份;数据恢复引言地铁综合监控系统是一个庞大的信息处理系统,且信息处理系统的基础是分层分布,于地铁运营的各个环节都具有密切的联系,把各个分散的环节联系成为一个有机整体,从而实现各个运营系统之间信息共享。
而且地铁综合监控系统是整个地铁运营中处理信息设备的核心。
其储存数据主要包括各个分支系统之间的数据、操作记录、以及其他的数据信息,具有很强的时效性。
如果地铁综合监控系统出现了故障或者由于其他的因素导致运营中出现问题和意外的情况造成数据缺失,就会对整个地铁信息系统的运营产生极大的负面影响,而且对群众的出行造成不便。
所以,地铁综合监控系统必须要具备可以进行数据备份的功能,以防在意外情况出现时,可以对数据及时的追踪,恢服系统的正常,保证地铁的正常运营。
一、分析地铁综合监控系统数据备份与恢复系统(一)综合监控系统的组成部分1.中央级监控系统地铁综合监控系统是一个庞大的信息处理系统,且信息处理系统的基础是分层分布。
其硬件结构主要可以分为两个层面的内容。
首先是第一层主要是中央级监控系统,其也是一个比较复杂的信息处理系统。
它主要包括实时和历史服务器,和应用、WEB等各类服务器,以及外部磁盘库和中央前置处理等。
其中网络交接机器设备是地铁综合监控系统的核心网络处理系统,保证所有地铁运营中中央级网络资源的相互联系。
实时服务器的工作核心任务是对实时的数据进行收集和处理。
从中央系统向各个分支站点发送模式以及控制的命令。
第15期2023年8月无线互联科技Wireless Internet TechnologyNo.15August,2023作者简介:孟娜娜(1987 ),女,山东济宁人,工程师,硕士;研究方向:控制理论与控制工程㊂基于超融合云平台架构的综合监控系统部署方案设计孟娜娜,王志心,窦㊀刚(国电南京自动化股份有限公司,江苏南京211100)摘要:文章基于超融合云平台架构,结合城市轨道交通的特点,设计了一种综合监控系统云化部署方案,采用云平台对全线服务器㊁存储设备㊁网络设备等硬件资源进行集中式管理,通过云平台统一部署虚拟的中心㊁车站服务器,并对所有软硬件设备进行监控㊂文章对比了两种典型的硬件架构方案,考虑到主备中心异地部署以及车站降级运营的需求,提出一种新的主㊁备双云中心+车站云服务器+降级物理服务器架构㊂搭建测试环境对该方案进行了测试,能够满足设计要求㊂关键词:综合监控系统;云平台;主备中心;车站降级中图分类号:U231+.92;TP391㊀㊀文献标志码:A 0㊀引言㊀㊀云化综合监控系统部署方案主要是依据轨道交通行业标准完成的私有云方案[1]㊂业务上云后,应重点考虑可靠性,基于超融合云平台架构的综合监控系统部署方案设计时,需要考虑并解决以下技术难题:对于单业务或者单节点,能否自动检测故障并实现无感切换;对于多业务或者整个主中心云出现重大故障时,能否在最短时间恢复或者启用备中心云;对于部署在中心云的车站云服务器故障后,车站的业务是否受到影响,能否自动降级运行,如何降级运行㊂1㊀综合监控系统云平台架构设计1.1㊀云平台部署架构设计㊀㊀系统采用超融合云计算平台架构,在主备中心分别构建超融合云平台,为中央级实时服务器㊁站级服务器㊁接口服务器㊁应用服务器等提供计算㊁存储资源;主备中心也可以部署在同一个超融合云内,车站服务器可以选择全云化或者部分云化[2]㊂如图1所示为一种典型的部署架构㊂1.2㊀技术架构㊀㊀云化综合监控系统从逻辑上可以分3层结构,如图2所示㊂云IT 基础设施层:包括虚拟资源㊁硬件资源㊂系统内的所有资源都由云平台统一管理,并对各类资源进行监控,同时提供报警和分析;在资源池中使用虚拟化技术分配计算㊁历史存储等资源㊂用户在使用该系统时对硬件无感知,能够在热迁移时,不影响综合监控系统的使用㊂利用云平台的虚拟化技术从资源池中指定计算㊁存储和网络资源,使用户在使用硬件资源时对硬件无图1㊀综合监控系统云化部署架构感知,在虚拟机发生热迁移时,用户业务能够无中断地平滑过渡㊂综合监控系统平台层:包括平台基础和平台支撑服务,主要是利用虚拟资源部署综合监控系统的各类平台软件,并对应用程序提供平台支撑㊂综合监控系统应用层:部署综合监控系统的应用软件,按专业划分有PSCADA㊁BAS㊁FAS㊁AFC㊁PA㊁PIS㊁ATS㊁NMS 等㊂1.3㊀硬件架构㊀㊀在综合监控系统中,使用云平台将控制中心和车站的服务器进行虚拟化,集中完成综合监控系统的各种业务㊂在实际的安装部署过程中,可根据不同现场的需求,搭建不同的硬件架构,常见的有以下两种架构㊂1.3.1㊀纯虚拟化架构在纯虚拟化架构方式下,将综合监控系统所有的物理机进行虚拟化,在中心云中整合历史服务器㊁中㊀㊀图2㊀综合监控系统 云化 平台逻辑架构心实时服务器和车站服务器,然后在控制中心部署运算能力㊁历史存储能力强大的云平台资源集群㊂在该集群中划分出中心历史服务器㊁中心实时服务器㊁车站服务器等,然后安装云桌面服务,通过云桌面对综合监控系统进行管理,完成综合监控系统的各种业务[3]㊂此种方式下,中心历史服务器和中心实时服务器仍然采用的是一主一备的冗余方式,和传统物理架构下的综合监控系统一致㊂和传统的综合监控系统进行比较,这种虚拟化架构下主备服务器的冗余可靠性增加,因为在划分虚拟机时,将主备服务器划分在不同的物理机上,依靠云平台自身的迁移和重生功能,在主服务器失效时会迅速迁移到其他物理机上㊂但是,此种方式将所有的服务器均部署在中心云上,对主干网络和云平台的可靠性提出了更高的要求,一旦云平台故障或者主干网络发生异常,综合监控系统将不能正常采集和控制站下的设备,车站无法做到降级运行,因此不太适合工程场景,适合用于测试场景㊂1.3.2㊀云中心+车站云服务器+车站降级物理服务器架构这种方式构建了一个中心云,虚拟中心的所有节点,此外将综合监控系统各车站均部署一台物理服务器,另一台物理服务器进行虚拟化,集中在中心云管理㊂当主干网络或者云平台发生故障时,车站能够降级运行,保证正常的综合监控系统业务不受影响㊂此外,车站还需要部署一台物理工作站,用来对综合监控系统进行操作㊂此种方式可实现降级运行,即使中心云失效,也可通过综合监控系统的应用层实现运营模式切换,保障了车站业务的可靠性㊂但是只适合用于只有一个控制中心的综合监控应用现场,而且中心云或者网络异常会导致中心的业务不可用㊂对比这两种综合监控系统云平台方案,结合主备中心分层分布式现场的实际需求,提出了一种适用于主备中心异地部署和车站降级需求的云化部署方案:主㊁备双云中心+车站云服务器+降级物理服务器架构[4]㊂综合监控系统云平台采用主备云的方式实施,总体结构如下:在中心设立两个云平台集群,分别为主云和备云,主备云之间通过主干网络进行数据交互㊂主云和备云对部署的地理位置要求不高,将主云部署在主控制中心,备云部署在备控制中心,能够实现远程异地部署,使得备云平台起到备控制中心机监控的效果㊂主云的虚拟机包括中心历史主服务器㊁中心实时主服务器和车站(包括停车场㊁车辆段)主服务器;而备云平台上的虚拟机主要是中心㊁车站(包括停车场㊁车辆段)的备服务器㊂此外,为了满足综合监控系统可靠性的要求,在主干网络发生问题时,综合监控系统能够顺利降级运行,需要将各车站的一台工作站兼用作车站的备用服务器㊂其主要责任是在主干网或云平台出现问题时,该工作站能承担器车站服务器的工作,实现车站服务器的功能,收集和处理车站数据,并且在主干网和云平台故障恢复后,能实现实时㊁历史数据的同步㊂此种架构方式能够保证主中心完全失效的情况下,备中心顺利接管车站和中心的业务,部分车站虚拟节点失效也可以实现降级运行㊂现在的轨道交通综合监控现场都是异地双中心模式,更加符合工程现场使用,但是也存在一定缺点,在车站较多的情况下,备中心虚拟车站备服务器节点过多会造成一定资源浪费,主备中心之间的业务迁移需要同时迁移节点过多,对云平台的性能要求较高㊂对比这3种综合监控系统云平台方案,不难发现方案三的可靠性最高,最适用于工程现场的部署;方案二适用于无备云中心的现场;而方案一适用于实验室测试验证㊂2㊀实施方案㊀㊀本设计方案中,主中心构建超融合云平台,为中央级实时服务器㊁站级服务器㊁接口服务器㊁应用服务器等提供计算㊁存储资源;备中心云平台,为中央级实时服务器㊁接口服务器㊁培训运维服务器等提供计算㊁存储资源;车站仅配置一台物理实时服务器作为主服务器,同时在主中心超融合云平台上设置一台虚拟实时服务器作为备服务器,当中心云失效时,由车站物理机承担降级运行任务㊂云化综合监控系统平台的硬件拓扑如图3所示㊂图3㊀综合监控系统 云化 平台硬件拓扑3㊀结语㊀㊀本文提出的综合监控系统云化部署方案,能够结合主备中心+车站降级运营的需求,在主中心完全失效的情况下,备中心顺利接管车站和中心的业务,部分车站虚拟节点失效也可以实现降级运行㊂该方案能够减少系统成本,降低硬件的安全隐患,极大程度地提高了系统的可靠性㊁安全性㊂参考文献[1]李明,何治达.城市轨道交通综合监控系统云平台架构设计方案比较[J ].城市轨道交通,2018(9):64-66.[2]曾啸,王强.南京地铁综合监控系统云平台设计方案研究[J ].电气化铁道,2020(增刊1):209-212,218.[3]柴军.城市轨道交通基于云平台的综合监控系统与传统综合监控系统的对比分析[J ].交通世界,2021(4):19-20,38.[4]褚红健,李佑文,蔡一磊,等.基于云平台部署的城市轨道交通综合监控系统研究[J ].现代城市轨道交通,2020(8):58-64.(编辑㊀沈㊀强)Design of integrated monitoring system deployment scheme based on hyperfusioncloud platform architectureMeng Nana Wang Zhixin Dou GangGuodian Nanjing Automation Co. Ltd. Nanjing 211100 ChinaAbstract Based on the hyper -converged cloud platform architecture combined with the characteristics of urban rail transit this paper designs a cloud deployment scheme of integrated monitoring system which adopts the cloud platform to centrally manage all hardware resources such as servers storage devices and network devices and uniformly deploys virtual center and station servers through the cloud platform and monitors all software and hardware devices.In this paper two typical hardware architecture schemes are compared and a new architecture of dual cloud center +station cloud server +degraded physical server is proposed considering the requirements of remote deployment of primary and standby centers and degraded operation of stations.The test environment is built to test the scheme which can meet the design requirements.Key words integrated supervisory control system cloud platform main and standby center station demotion。
收稿日期:2021G11G04作者简介:王治学(1963 ),男,高级工程师,主要从事轨道交通机电研究.第37卷第1期徐州工程学院学报(自然科学版)2022年3月V o l .37N o .1J o u r n a lo f X u z h o uI n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y (N a t u r a lS c i e n c e s E d i t i o n )M a r 2022基于V 2V 网络的城市轨道交通综合监控系统设计王治学(北京瑞拓电子技术发展有限公司,北京㊀100400)㊀㊀摘要:针对P S C A D A 综合监控系统与P A 广播综合监控系统数据包过期大量丢弃而导致碰撞概率高的问题,设计了基于V 2V 网络的城市轨道交通综合监控系统.系统硬件结构综合决策层负责信息决策;监控层结合数字化网络监控系统,对交通线路的运营进行监测;网络层部署V 2V 网络通信平台和网关,监测通信链路故障;维修层负责收集现场信息及设备的维修与管理.信道占用模式用于信道管理和信道访问控制;通过最小竞争窗口消除信息,避免信息传递中的冲突;制定监测数据传递流程,对异常信息进行预警.实验结果表明:系统数据包最小碰撞概率为0.05,最大过期概率为0.27.该系统监控效果良好.关键词:V 2V 网络;城市轨道交通;综合监控;网关中图分类号:T P 273+.5;U 216.3㊀文献标志码:A㊀文章编号:1674G358X (2022)01G0069G07随着城市化进程的加快,从建设㊁运营㊁管理等方面以信息共享平台为核心的综合监控系统的实现,促使城市轨道交通的自动化水平进入到了一个新的阶段.轨道交通的运行是建立在高度安全基础之上的,为了实现这一目的,除了提供质量可靠的车辆㊁供电㊁机电等设备外,还必须对这些设备进行监视和控制,使之运行在可控制的范围内,从而保证轨道交通运行的安全㊁高效[1].竺方辉等[2]将城市轨道交通系统内部分散㊁独立的自动化系统有机地结合在一起,实现了各专业系统之间的信息交换和资源共享.蔡佳妮[3]指出由于城市轨道交通综合监控系统与其他系统之间存在着大量的接口和数据交互,使其安全可靠性问题日益突出.为了兼顾城市轨道交通的安全与便捷,目前多使用基于P S C A D A (电力监控系统)的综合监控系统.该系统是一个可与多种机电一体化设备系统互联的综合自动化系统,其功能设计较为全面.在实际工程中,I S C S (信息业务计算机系统)软硬件的安装调试都比较顺利,但是接口调试较为困难,直接影响了监控的效果.为此,在扩音系统的基础上,提出了P A (放大电路)广播综合监控系统.该系统采用一体化监控模式,实现与信号系统的互联互通,但由于系统接口的复杂性和数据交换的复杂性,使得监测效果较差.为了解决以上问题,设计了基于V 2V 网络的城市轨道交通综合监控系统,以求为我国城市轨道交通自动化系统的工程设计提供理论参考.1㊀系统硬件结构设计通过V 2V 网络控制流与数据流的相关度分析,可以为城市轨道交通综合监控提供服务.系统硬件结构如图1所示.系统硬件结构主要由4个层次组成,即综合决策层㊁监控层㊁网络层和服务层.其中,综合决策层负责信息决策,监控层负责监测轨道交通线路运营情况,网络层负责通信链路故障监测信息传输,服务层负责收集现场信息[4].系统还结合V 2V 网络通信平台,为各个层次提供网络支持,保证数据快速共享,使得驾驶员遇到紧急情况能够及时反应[5].96图1㊀系统硬件结构1.1㊀综合决策层该层负责监控全线系统,主要用于各种应用系统中的信息决策,制定交通运行计划,与外部系统的数据和信息进行交互.该通讯平台通过网络通讯平台和共享架构提供数据传输支持.1.2㊀监控层该层负责监测站内各子系统,协调各子系统之间的联系,并根据信息设计相应的决策层,确保各子系统的相对独立性,便于根据实际情况进行扩展分析[6].该层设备主要是监控器,对车站㊁车辆段㊁列车及主变电所进行实时监控.全数字化网络监控系统[7]如图2所示.该系统根据轨道交通运营管理模式,采用二级控制方式,即以车站和值班人员控制为主,在发生紧急事故时,将O C C 一级控制转换为中心调度控制,实现对整个城市轨道交通线路运营监测.图2㊀全数字化网络监控器1.3㊀网络层在监控层和服务层之间部署V 2V 网络通信平台和网关.综合监控系统网关结构[8]如图3所示.由图3可知,设备层1的装置与设备层2高级网关相连,设备层2高级网关与设备层3通信服务器相连,设备层3通信服务器均与设备层4后台服务器相连.网关管理员负责对每个网关的设备进行配置和管理,同时在设备层2上安装了高级网关和网关管理器.客户机通过接收网关的定时广播包来决定连接哪个网关,如果某个网关发生故障,则每个客户机都不能接收到故障网关的广播包,也不能连接该网关,从而避免了设备层2通信链路上的单点故障.高级网关通过V 2V 网络通信平台与后台系统通信,每个高级网关可以同时连接4个通07 徐州工程学院学报(自然科学版)㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀2022年第1期王治学:基于V2V网络的城市轨道交通综合监控系统设计信服务器[9].V2V网络通信平台主要用于各种应用系统的信息传输,并对监控系统中各个模块产生的异构数据源进行管理,实现各个模块之间的数据互联[10].平台通过V2V网络将短信和多媒体数据信息进行集成与传输,通过物理链路,网络将各个独立的工作站或主机连接起来,形成数据链[11].通过统一处理,在单终端上达到了资源共享.利用V2V网络通信技术,通过专业网络将车辆的位置和速度信息发送给另一辆车,这样当另一辆车的驾驶员收到报警信息时,事故的可能性就会降低[12].V2V是一种传输㊁捕获㊁中继信号的节点网络,跳转5~10个网络节点,可探测1m i l e外的流量,使得驾驶员有足够的时间采取应急措施;利用通信平台收集站内的各种信息,形成数据共享平台,为综合决策提供数据支持[13].如在正常运行1线程500m s的周期中,网关管理器定期向通信服务器维护链路心跳检测包,若连续接收不到通信服务器响应包的心跳检测包,则表明通信服务器的通信链路连接失败,由此就可确定设备层2通信链路故障.图3㊀综合监控系统网关结构1.4㊀服务层该层的系统服务器包括综合旅游服务子服务器㊁自动售票机子服务器,运营服务器包括列车自动控制子服务器和电力调度子服务器,安全服务器包括火警预报子服务器和环境控制子服务器[14].该层负责收集现场信息,维护和管理现场设备,根据不同的运行状态,更好地协调车站设备运行,充分发挥设备的作用,保障轨道交通正常运行.2㊀系统软件设计在车辆上安装强大的车载设备,通过V2V网络,与其他车辆进行无线通讯,将车辆定位㊁状态信息采集和无线通讯等功能结合起来,使车辆之间能够进行广泛的通讯,并及时向驾驶员提供周围情况或查看道路信息㊁交通信息等,保证驾驶员有足够的时间做出正确决定.2.1㊀V2V网络M A C层协议栈信道管理在基于MA C层协议通信环境的V2V网络中,城市轨道交通综合监测设备的节点必须采用协议栈信道,实现数据传输.根据可同时使用的MA C实体数,城市轨道交通综合监测将天线装置分为单天线装置和多天线装置两种[15].单天线装置能够稳定在单一信道上传输信号,而多天线装置则能够在C C H公用传输信道和S C H同步信道上同时实现介质访问控制和信号同步传输.为确保2个信道能稳定地传输信号,需要采取交替协调措施,以实现对信道的访问控制.交替协调措施主要有4种信道占用模式,如图4所示.1)单一信道连续占用模式.多天线装置在1条信道上工作,即C C H公用传输信道或S C H同步信道,当在1条信道上工作时,另外1条信道停止传输.2)信道交替占用模式.多天线装置在2条信道上工作,即C C H公用传输信道和S C H同步信道往复交替传输信号,交替周期为信号同步传输的一半.3)抢占模式.多天线装置在2条信道上后采用不固定的交替方式传输信号,当C C H公用传输信道处于17空闲状态时,S C H 同步信道可提前占用时隙,但在下个交替周期时,应再次切换到C C H 公用传输信道.4)扩展模式.多天线装置在2条信道上工作时,S C H 同步信道在多天线设备同时工作的情况下,不需要在同步间隔时间开始时切换到C C H 公共传输信道,就可以请求多个同步间隔时间的占用,从而实现信道的相对自由切换.图4㊀V 2V 网络MA C 层协议栈4种信道占用模式2.2㊀V 2V 网络窗口丢包退避算法由于每个节点在V 2V 模式下都可以检测到信道资源分配过程中的数据包丢失情况,所以该模式下V 2V 网络节点通过固定最小竞争窗口进行退避,有效减少了网络拥塞不确定性.图5㊀一维M a r k o v 模型由于每个节点都有1个唯一媒体访问控制地址,因此所有车辆和广播新闻媒体的访问控制地址信息都与源节点相关,从而使接收节点能够接收来自源节点的媒体访问控制地址信息.媒体存取控制地址和接收时间信息存在于本地邻居中,如果是媒体存取控制地址信息,则更新接收时间;否则,则添加MA C 地址和接收时间.同时,如果通信范围内的某个节点离开了该范围,则不会发送通知,因此应设置观察间隔,以更新本地邻居信息,删除过期的邻居信息,并在观察周期结束时获得竞争节点的数量.为保证最小竞争窗口选择结果的准确性,初始观测值应为本次监测和前2次监测的平均值,判别其结果是否小于设定的阈值:若是,则不满足最小竞争窗口与节点数之间的函数关系,此时最小竞争窗口的初始值为常数,否则,按最小竞争窗口与节点数之间的函数关系取整数.在确定最小竞争窗口初始值后,构建一维M a r k o v 模型,以减小碰撞概率,如图5(W 0为退避系数)所示.由图5可知,通过离散M a r k o v 链,节点在某个时刻传送数据的概率τ是独立的退避过程.用{k }描述每个节点传送数据状态,k 为退避计数值,设传送数据状态转移概率为P {b (t )=k },由此得到的M a r k o v 链极限平稳分布公式为P k =l i m t ңɕP {b (t)=k },(1)式中:P k 为稳态概率,t 为时间段,k ɪ[0,W 0-1].可推导出某个时刻传送数据的概率27 徐州工程学院学报(自然科学版)㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀2022年第1期τ=2W0+1.(2)结合式(2),每次发送之前,需先等到退避计数值降为0.通常在信道繁忙的情况下,其概率表达式为P b=1-(1-τ)nᶄ,(3)式中nᶄ表示节点竞争信道.该公式表达的是当信道忙概率为1的情况下,减去所有竞争节点都空闲时的概率.在信道不存在误码情况下,碰撞信号传输概率P c=P b-P s,(4)式中P s表示节点成功传输且不发生碰撞的概率.当某个时刻传送数据的概率P cɤ1,可以确定碰撞信号传输概率最小,此时的最小竞争窗口与节点数之间的函数关系是1个单调递增函数.在节点间竞争通道被选择时,只有1个对应的竞争窗口.随着节点数目增加,最小竞争窗增大,碰撞概率减小.2.3㊀监控数据传送流程设计将有效监测节点中的数据传送到主机,通过主机对城市轨道交通进行实时综合监控.中央监控系统中的状态数据直接上传到主机,数据由站级存储转化为站级,并选择性地传输到中央层.其具体过程如下:S t e p1:各子系统将设备运行状态信息发送到中央监控系统并存储.S t e p2:中央监控系统是在预定可控性的基础上实现的,按照预先设定的自我管理协调模式,主动上传需要集中协调的数据.S t e p3:所有工作站和控制中心的设备状态通过事件服务更新.S t e p4:各个位置或控制中心负责监督或协调,一旦发现有异常数据,则应立刻发出预警信号.3㊀仿真实验3.1㊀实验环境与参数以某市3号线地铁交通为例.该地铁系统为全封闭运行,车辆平均运行速度>36k m/h.A型车辆长度为21.0m,宽度为2.9m,轴重<17t;B型车辆长度为18.0m,宽度为2.7m,轴重<15t.两者的线路半径分别大于210㊁260m.动力系统监控平台如图6所示.图6㊀动力系统监控平台3.2㊀仿真实验设计在仿真实验环境下,影响监控结果的指标主要有两种,分别是数据包碰撞概率P1和数据包过期丢弃概率P2,即P1=n N,(5)P2=m N,(6)式中:n表示发生碰撞的数据包总数,m表示过期丢弃数据包总数,N表示发送数据包总数.数据包碰撞概率 37王治学:基于V2V网络的城市轨道交通综合监控系统设计徐州工程学院学报(自然科学版)㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀2022年第1期低㊁数据包过期丢弃概率高,说明监控系统获取的数据是真实有效的,在真实有效数据支持下,该系统监控效果较好.3.3㊀结果与分析分别使用P S C A D A综合监控系统㊁P A广播综合监控系统和基于V2V网络监控系统对比数据包碰撞概率和数据包过期丢弃概率.对比结果如图7所示.图7㊀系统数据包碰撞概率和数据包过期丢弃概率对比由图7可知,P S C A D A综合监控系统受到测控单元㊁监控单元及整流器监控单元等接口调试不及时影响,节点出现丢包现象,最小碰撞概率为0.17,最大过期概率为0.18.P A广播综合监控系统结合工控机软件,与信号系统直接相连,有人工广播㊁预录音广播㊁P A界面㊁主控与屏蔽门接口等,接口众多,数据交互量大,也出现了丢包问题,最小碰撞概率为0.18,最大过期概率为0.18.基于V2V网络的监控系统采用了V2V网络窗口丢包退避算法,使信道资源分配公平,最小碰撞概率为0.05,最大过期概率为0.27.通过上述对比结果可知,使用基于V2V网络的监控系统数据包碰撞概率低㊁数据包过期丢弃概率高,系统监控效果较好.4㊀结语综合监控系统层之间的数据传输是多层㊁复杂的网络环境中的重要环节,在设备层和通信服务器层之间设置网关设备,可以保证监控业务的持续稳定运行.在V2V网络广播模式下,通过对最小竞争窗口丢包进行算法研究,有效地减少了网络拥塞的不确定性.在V2V网络中应用改进的媒体访问控制层协议是一种新的部署方式.该系统虽然能进行精确监控,但车辆节点间的通信距离并不能被控制,因此建议采用无线信号功率来控制车辆节点间的通信距离,根据网络的状态动态调整信号传输功率,以提高网络性能.参考文献:[1]汤石男,李冰.基于云平台的城市轨道交通综合监控系统方案[J].城市轨道交通研究,2020,23(5):84G89.[2]竺方辉,宋真祥,魏源,等.基于云平台的城市轨道交通线网综合指挥调度系统设计[J].城市轨道交通研究,2019,22(4):104G107.[3]蔡佳妮. 互联网+ 时代城市轨道交通自动售检票系统设计[J].城市轨道交通研究,2020,23(3):199G203.[4]史聪灵,车洪磊,李源,等.基于多数据融合的城市轨道交通客流监测系统研究[J].中国安全生产科学技术,2019,15(S1):7G11.[5]竺方辉,华寅飞,方晖,等.地铁环境与设备监控系统节能控制的设计与实现[J].城市轨道交通研究,2020,23(10):56G59.[6]丛丛,李俊辉,秦凯.城市轨道交通行车作业虚拟仿真实训系统的设计与应用[J].城市轨道交通研究,2020,23(8):62G67.[7]杨凯宇,姚顺雨,刘澜,等.基于轨道交通整体网络的市域铁路线路规划研究[J].铁道运输与经济,2020,42(5):97G102.[8]元进辉,江开雄,王刚.城市轨道交通综合监控系统云的应用探索[J].城市轨道交通研究,2019,22(11):146G149.[9]周超,林湛,李樊,等.城市轨道交通视频监控系统云边协同技术应用研究[J].铁道运输与经济,2020,42(12):110G114.[10]吴家文,史丰收,叶红霞,等.基于线路层次的城市轨道交通网络末班车衔接优化研究[J].城市轨道交通研究,2020,23(5):90G93.[11]顾洋,陈青云.基于双活架构的城市轨道交通自动售检票系统设计[J].城市轨道交通研究,2020,23(10):129G133. 47王治学:基于V2V网络的城市轨道交通综合监控系统设计[12]田斌.基于无线感应技术的城市轨道交通高精度列车定位系统设计[J].城市轨道交通研究,2020,23(11):130G133.[13]王树文.基于客流时空分布的城市轨道交通线路行车计划优化方案[J].都市快轨交通,2019,32(5):82G88.[14]唐继孟,孙全欣,杜鹏,等.基于标记边的城市轨道交通网络K S P算法[J].计算机工程,2019,45(1):292G296.[15]陈乐明,陈磊,白才人,等.基于互联网的项目多方协同管理技术在城市轨道交通项目中的应用[J].施工技术,2020,49(S1):546G547.(责任编辑㊀徐永铭)D e s i g no f I n t e g r a t e dM o n i t o r i n g S y s t e mo fU r b a nR a i l T r a n s i t B a s e do nV2VN e t w o r kWA N GZ h i x u e(B e i j i n g R u i t u oE l e c t r o n i cT e c h n o l o g y D e v e l o p m e n tC o.,L t d.,B e i j i n g100400,C h i n a)㊀㊀A b s t r a c t:I nv i e wo f t h e p r o b l e mt h a t t h ed a t a p a c k e t so fP S C A D Ai n t e g r a t e dm o n i t o r i n g s y s t e ma n d P Ab r o a d c a s t i n g i n t e g r a t e dm o n i t o r i n g s y s t e ma r e d i s c a r d e d a f t e r e x p i r a t i o n,w h i c h l e a d s t oh i g h c o l l i s i o n p r o b a b i l i t y,t h ed e s i g no f i n t e g r a t e d m o n i t o r i n g s y s t e m o fu r b a nr a i l t r a n s i tb a s e do n V2V n e t w o r ki s p r o p o s e d.T h ec o m p r e h e n s i v ed e c i s i o nGm a k i n g l a y e ro f t h es y s t e m h a r d w a r es t r u c t u r e i sr e s p o n s i b l e f o r i n f o r m a t i o n d e c i s i o nGm a k i n g,w h i l et h e m o n i t o r i n g l a y e ro p e r a t e sa n d m o n i t o r st r a f f i cl i n e s w i t ht h e c o m b i n a t i o no f t h e f u l l d i g i t a l n e t w o r k m o n i t o r i n g s y s t e m.T h en e t w o r k l a y e rd e p l o y s t h eV2V n e t w o r k c o m m u n i c a t i o n p l a t f o r m a n d g a t e w a y t o m o n i t o rt h ef a u l to fc o m m u n i c a t i o nl i n k.M a i n t e n a n c e l a y e r i s r e s p o n s i b l ef o rc o l l e c t i n g s i t ei n f o r m a t i o n a n d m a i n t e n a n c e a n d m a n a g e m e n t o fe q u i p m e n t.C h a n n e l o c c u p a n c y m o d e i su s e d f o r c h a n n e lm a n a g e m e n t a n dc h a n n e l a c c e s sc o n t r o l,e l i m i n a t i n g t h e i n f o r m a t i o n t h r o u g h t h e m i n i m u m c o m p e t i t i o n w i n d o w,a v o i d i n g t h e c o n f l i c ti n t h ei n f o r m a t i o n t r a n s m i s s i o n, d e v e l o p i n g t h e m o n i t o r i n g d a t a t r a n s m i s s i o n p r o c e s s,a n d g i v i n g e a r l y w a r n i n g t o t h e a b n o r m a l i n f o r m a t 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基于云架构的地铁综合监控系统设计摘要:伴随着社会经济的快速发展,我国的城市轨道交通也迎来了一个蓬勃的发展阶段。
同时随之应运而生的地铁综合监控系统也快速发展起来,并日渐受到各地地铁建设单位的追捧。
因此文章就基于云架构的地铁综合监控系统设计进行相关探讨。
关键词:云架构;地铁综合监控系统;设计地铁作为一个监控设备繁多,监测数据庞大的系统,需要一个高性能的综管理平台对其进行监控与管理,地铁综合监控系统作为近年来快速发展的新技术已成为城市轨道交通建设的发展潮流,每一个地铁建设项目都要配备一个与之相应的地铁综合监控系统。
地铁综合监控系统是一种大型的数据采集与监视控制系统。
它基于系统骨干网,通过专业接口装置,在SCADA系统软件平台上实现多专业、多系统的数据采集、信息集成和信息共享,为城市轨道交通科学、高效的运营及管理提供先进的技术手段。
一、云计算的概述云计算是一种能够将动态伸缩的虚拟化资源通过互联网以服务的方式提供给用户的计算模式,用户不需要知道如何管理那些支持云计算的基础设施。
云是一类并行和分布式的系统,这些系统由一系列互联的虚拟计算机组成,这些虚拟计算机是基于服务级别协议(供应者和消费者之间协商确定)被动态部署的,并且作为一个或多个统一的计算资源而存在。
云计算是一种基于因特网的超级计算模式,它可以不受物理资源的限制按照用户对计算能力和资源的需求动态部署虚拟资源。
二、地铁综合监控系统设计目标地铁综合监控系统作为地铁内各子系统的综合管理平台,应该实现对所有子系统的统一营理,将分散的各子系统集成到同一个系统界面上来进行集中监控。
作为所有设备运行信息的处理中也,地铁综合监控系统应该采用最优化的控制手段对所有设备的各类信息进行统计、分析和处理,形成一个开放的工作平台,实现各子系统之间的数据资源共享,使得不同子系统么间的监控数据可以建立联动关系,从而实现跨子系统的联动,这也可以在很大程度上提升地铁综合监控系统的集成管理水平,同时节省系统能耗和日常管理费用。
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。
轨道交通综合监控系统架构设计
发表时间:2017-07-19T11:48:01.783Z 来源:《电力设备》2017年第8期作者:朱美娟
[导读] 摘要:对轨道交通综合监控系统进行深入的研究,推动城市轨道交通的信息化、自动化建设,提高城市轨道交通系统的运行效率,保障城市轨道交通系统的安全运行是实施城市轨道交通合监控系统的最终目的
(国电南瑞科技股份有限公司江苏南京 210032)
摘要:对轨道交通综合监控系统进行深入的研究,推动城市轨道交通的信息化、自动化建设,提高城市轨道交通系统的运行效率,保障城市轨道交通系统的安全运行是实施城市轨道交通合监控系统的最终目的。
轨道交通综合监控系统是以综合监控软件平台为信息处理手段,综合集成了各个轨道交通子系统的各类相关信息,为轨道交通系统的高效稳定运行提供了可靠的信息化自动化手段,因此进一步加强对其的研究非常有必要。
基于此本文分析了轨道交通综合监控系统架构设计。
关键词:轨道交通;综合监控系统;设计
1、城市轨道交通综合监控系统的任务
城市轨道交通综合监控系统的主要任务是满足轨道交通运营的“调度管理”和“维护管理”两个层面的需求。
调度管理主要面向控制中心的调度人员和各车站的车站值班员,实现行调、电调、环调、维调和总调度间的信息沟通,保证行车安全。
维护管理主要面向轨道交通各专业的维护工程师和维护人员,实现对系统设备的监控,有效避免不同类型的报警信息对操作人员的影响,最大限度地发挥综合监控系统的作用。
2、城市轨道交通综合监控系统功能
目前,城市轨道交通系统中装备了复杂多样的机电设备和相应的监控设备,如列车运行的通信信号、供电及电力监控、自动售检票(AFC)、通风空调、低压配电及照明、给排水及消防、电扶梯、火灾自动报警、屏蔽门和环控(BAS)设备等。
由此可见,综合监控系统的监控对象包括了移动设备和固定设备两大类,运行中的列车是移动设备,其余各车站和控制中心的多种设备是相对固定的。
按照这些设备信息的实时响应要求,综合监控系统应完成实时监控和事务数据管理两大功能,其中供电及电力监控、列车运行的通信信号、BAS和防灾报警等系统都是要求能实时监控的,而如AFC、办公自动化系统、火灾自动报警等则是以事务性数据的处理传输为主。
在相当长的时间,这些设备是相对独立运行的,有自己不同结构的通信网络和各不相同的控制软件,属于分立系统,信息不能互通,造成很大的资源和人员浪费。
集成化综合监控系统通过构建共享信息资源的平台解决了这个问题,该系统具有以下五个方面的功能:一是建立了一个综合监控平台,实现了多专业的系统集成,信息互通,提高了工作效率;二是可完成系统之间的业务和事件联动,提高了对事件的准确反应能力和速度,进而提高了服务质量;三是通过数据库系统共享,优化运行管理,提高了数据利用率;四是通过通信网络简化了结构布局,提高了系统的可靠性和安全性;五是为设备管理和维护集于一个平台提供的网络基础。
3、综合监控系统的架构设计与实现
3.1、综合监控系统的服务对象
综合监控系统的出发点和落脚点都是为轨道交的运营服务,其目的是提高轨道交通系统的信息化和自动化程度,降低操作人员的劳动强度提高工作效率。
所以综合监控系统的实现过程中一定要考虑运营的需求,围绕正常、灾害、故障、阻塞等模式进行功能设计。
从信息化角度来说,从数据的采集,数据的处理数据的使用以及人机界面的设计都要考虑到运营的需要,做到人机界面友好,操作简便,报警提示明确醒目。
提供软件二次开发功能满足不同用户的个性化需求。
从自动化角度来说,要根据轨道交通系统的工作流程,提供丰富的系统间联动功能,减少人工操作。
提供联动预案编辑功能,适应运营的需求。
具体来说综合监控系统主要的运行模式有正常模式、灾害模式、故障模式、阻塞模式等。
按照综合监控系统联动的实现方式,可以将联动分为自动控制联动和人工干预联动控制。
在实际运行中系统根据不同情况转入相应的运行模式。
在正常运营模式下,综合监控系统监控各个车站的运营状态,监控个车站内设备的运行状态,保证各系统的正常运行。
正常状态下的联动模式主要包括早间启运、晚间停运、空调季节运行、过季节运行、客流高峰运行、恶劣天气运行等。
灾害模式主要包括火灾、水灾等灾害。
在灾害模式下灾害探测器探测到灾害发生并确认后将发出报警并将报警信号传送至车站、控制中心、路网指挥中心。
综合监控系统进入灾害模式并根据预案在操作人员确认后执行相应的联动控制。
阻塞模式、故障模式与灾害模式类似,综合监控系统根据据其不同的模式要求启动相应的工作模式。
下面是火灾模式下综合监控系统联动模式的逻辑关系图。
从图1可以看出在火灾模式下各个专业子系统需要完成一系列复杂的操作。
各个子系统需要相互配合共同完成。
作为神经中枢的综合监控系统既能够实现对火灾的探测和报警,同时也能够协调各个专业子系统完成一系列的联动操作。
这些功能的实现有效的减轻了调度人
员和操作人员的工作强度,提高了灾害处置能力,缩短了灾害处置时间。
为轨道交通系统安全高效运行提供了技术支持。
3.2、综合监控系统软件平台实现
综合监控系统软件平台进行架构设计的出发点是轨道交通综合监控系统的使用需求,根据使用的需求来确定综合监控软件平台的架构。
因此在架构设计时就要考虑下面几个问题;首先,软件平台需要充分考虑到了系统开放性、可扩展性、可移植性、易维护性、可靠性和安全性的要求,为用户提供一套易于维护和使用、遵循国际标准、采用面向对象技术、开放分布式的开发和运行的软件平台。
其次,综合监控系统软件平台设计时应该采用面向对象的、组件化的分层、分布设计思想,全面遵循国家相关标准,保障电力监控、环境监控、防灾监控等应用业务在开放软件平台基础之上的即插即用集成。
再次,在此系统平台基础之上,需要为用户提供(PSCADA)、环境监控系统(BAS)、火灾报警系统(FAS)、门禁系统(ACS)、系统操作员培训仿真系统(TMS),网络管理系统(DNS)等丰富的应用软件。
此外,软件平台需要为其它第三方应用系统之间的互联、互操作提供中间件接口支持,以方便用户接入其他第三方应用系统。
从软件平台的纵向架构上来看,软件平台划分为应用层、中间件层、基础软件层以及各层之间采用规范的接口设计,以保障整个软件平台的可扩展性、可维护性要求。
从软件平台的横向上来看,各个子系统采用相对独立的模块化设计,各模块在统一的应用软件接口上高效集成,以保障系统的稳定性、适用性、可扩展性以及支持但三方接入的要求。
在上面分析的基础之上,阐述综合监控系统的构架设计及其实现过程。
下图是综合监控软件平台系统分层架构图。
采用标准化设计,向上层应用提供预定义的、完整的、支持应用信息模型。
从而在具体工程实现中,能够以模板库方式建模,缩短工程时间,提高工程质量。
也为系统中包含的各种上层应用模块间的交互与协作,为系统与其他系统间的互联,奠定了基于互操作基础,为多系统联动提供支持。
总之,轨道交通综合监控系统是轨道系统发展的产物也是技术进步的结果,所以展望轨道交通综合监控系统的未来必然与轨道交通系统的发展和科技的进步相联系,进一步加强对其的研究非常有必要。
参考文献
[1]彭辉,徐志修,周文华.城市轨道交通智能综合监控系统设计[J].铁道工程学报,2006,01:15-18+26.
[2]巩大力,虎啸.城市轨道交通综合监控系统前端研究[J].铁道运输与经济,2009,01:34-37.。