4 綜合監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成
構(gòu)建城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)須遵從一些基本原則,需要首先建立一些新的設(shè)計理念。
4.1 綜合監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)建原則
綜合監(jiān)控系統(tǒng)是全線的信息共享平臺,對地鐵線路建設(shè)至關(guān)重要,構(gòu)建綜合監(jiān)控系統(tǒng)須遵從以下原則:
(1) 綜合監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)圍繞列車安全穩(wěn)定運行、地鐵經(jīng)營效率提高、機電設(shè)備良好運轉(zhuǎn)、旅客服務(wù)完善等目標(biāo)進(jìn)行設(shè)置。綜合監(jiān)控系統(tǒng)面向OCC電調(diào)、環(huán)調(diào)、行調(diào)、維調(diào)、總調(diào)及車站值班長和值班員,滿足這些崗位功能需求。
(2) 綜合監(jiān)控系統(tǒng)采取分層分布式結(jié)構(gòu),由中央監(jiān)控中心級(OCC)中央監(jiān)控系統(tǒng)、車站級車站監(jiān)控系統(tǒng)以及車站內(nèi)的基礎(chǔ)自動化(設(shè)備自動化)系統(tǒng)組成,三層網(wǎng)絡(luò)、三層管理。
(3) 綜合監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)建的基本原則是:系統(tǒng)須采用先進(jìn)的計算機網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建硬件平臺,并設(shè)置網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)提供對網(wǎng)絡(luò)的性能管理、配置管理和故障管理。系統(tǒng)須采用先進(jìn)的計算機集成系統(tǒng)軟件體系對各子系統(tǒng)進(jìn)行集成。軟件體系支持所有子系統(tǒng)的功能要求,支持綜合自動化監(jiān)控系統(tǒng)高性能指標(biāo)的實現(xiàn)。系統(tǒng)必須具備完善的人機界面體系支持綜合監(jiān)控功能實現(xiàn)。
(4) 綜合監(jiān)控系統(tǒng)須采用可靠性設(shè)計,系統(tǒng)設(shè)備和系統(tǒng)構(gòu)成應(yīng)安全可靠。硬、軟件技術(shù)先進(jìn)成熟、能夠高可靠高穩(wěn)定運行。系統(tǒng)采用主備冗余分層分布結(jié)構(gòu),盡可能采用光纖傳輸介質(zhì)。系統(tǒng)須采用行之有效的抗干擾措施。車站內(nèi)的子系統(tǒng)一般采用工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)或現(xiàn)場總線,分散控制結(jié)構(gòu),自律式控制器保證基礎(chǔ)自動化層的安全可靠。
(5) 綜合監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)為開放系統(tǒng),硬件設(shè)備通信接口、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、數(shù)據(jù)庫等均采用國際標(biāo)準(zhǔn),具有ODBC、OPC標(biāo)準(zhǔn)接口功能;系統(tǒng)應(yīng)具有較大的擴展能力,支持分期施工。系統(tǒng)可采用多媒體技術(shù)為地鐵工程提供更強的功能。系統(tǒng)應(yīng)提供較廣闊的集成平臺,能接入其他的系統(tǒng)也能對地鐵工程進(jìn)程中新出現(xiàn)的項目進(jìn)行集成。系統(tǒng)具有集成第三方設(shè)備和軟件的能力。
(6) 綜合監(jiān)控系統(tǒng)須采用先進(jìn)的計算機集成系統(tǒng)軟件對各相關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行無縫地接口。系統(tǒng)軟件支持所有相關(guān)系統(tǒng)的功能要求,支持綜合監(jiān)控系統(tǒng)性能指標(biāo)的實現(xiàn)。各被集成或互聯(lián)的子系統(tǒng)保證相對獨立工作。
(7) 當(dāng)出現(xiàn)異常情況由正常運行方式轉(zhuǎn)為災(zāi)害運行方式時,綜合監(jiān)控系統(tǒng)能迅速轉(zhuǎn)變?yōu)闉?zāi)害模式,為防災(zāi)、救援和事故處理的指揮提供方便。
(8) 綜合監(jiān)控系統(tǒng)采用工業(yè)級產(chǎn)品,保證能全天候7×24小時不間斷地遠(yuǎn)行。綜合監(jiān)控系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計,易于擴展。綜合監(jiān)控系統(tǒng)不僅滿足線路本身運營和管理的要求,并能為今后線路的擴展以及其它線的接入和與更高一級管理系統(tǒng)連接預(yù)留一定的條件。
(9) 綜合監(jiān)控系統(tǒng)須在信息的處理上堅持實時監(jiān)控信息和事務(wù)信息嚴(yán)格分開的原則,保證信息安全和網(wǎng)絡(luò)安全。
(10) 綜合監(jiān)控系統(tǒng)需采用深度集成模式構(gòu)建,采用同一軟件平臺集成子系統(tǒng)、實現(xiàn)綜合監(jiān)控和聯(lián)動控制。
4.2 綜合監(jiān)控系統(tǒng)總構(gòu)架設(shè)計的基本問題
建設(shè)地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)時總體設(shè)計構(gòu)架尤為重要。在工程的設(shè)計階段,必須確立綜合監(jiān)控系統(tǒng)是為地鐵運營提供信息共享平臺的這一設(shè)計總原則。
由此,工程的設(shè)計須考慮:
? 信息共享平臺已成為將來運營服務(wù)的基礎(chǔ)工具。
? 在OCC和車站控制室必須一體化考慮綜合監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)備的安裝和布置。
? 系統(tǒng)的綜合功能的全面發(fā)揮,克服傳統(tǒng)設(shè)計基于系統(tǒng)分立帶來的種種問題。
? 在總體設(shè)計階段要考慮采用了綜合監(jiān)控系統(tǒng)后的一系列新理念,及對工程的一系列良好影響。
綜合監(jiān)控系統(tǒng)的總體構(gòu)架設(shè)計應(yīng)該解決兩大基本問題:
? 集成哪些系統(tǒng)?互聯(lián)哪些系統(tǒng)?
? 軟件平臺的范圍與集成深度。
4.2.1 集成哪些系統(tǒng)?互聯(lián)哪些系統(tǒng)?
綜合監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)集成哪些子系統(tǒng)互聯(lián)哪些子系統(tǒng)這是總體設(shè)計首當(dāng)其沖的大問題。解決這一總體設(shè)計的問題只能是依據(jù)具體工程環(huán)境與條件的要求來確定。
(1) 機電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)是共享平臺的基礎(chǔ),電力SCADA、BAS、FAS三大子系統(tǒng)應(yīng)該集成到綜合監(jiān)控系統(tǒng)中。但FAS系統(tǒng)又要依據(jù)當(dāng)?shù)叵拦芾聿块T的規(guī)定作出決策。
(2) SIG、AFC應(yīng)該保持其獨立性,僅僅通過接口裝置與綜合監(jiān)控系統(tǒng)互聯(lián)。
(3) 其它的專業(yè)子系統(tǒng),應(yīng)視具體情況集成或互聯(lián),如門禁系統(tǒng)。
(4) 在(3)中的大部分子系統(tǒng),其硬件可直接聯(lián)入綜合監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò),軟件保持獨立。這種類型的接入有人稱之為“網(wǎng)聯(lián)”。但因軟件獨立仍屬于互聯(lián)范疇。有的設(shè)計中,要求這些子系統(tǒng)的功能界面在完全綜合監(jiān)控中實現(xiàn),稱為“界面集成”,但因軟件獨立也屬互聯(lián)范疇。
以上四點可謂解答問題的基本答案。但每一條地鐵線路有其具體情況,需要設(shè)計師們,認(rèn)真調(diào)查研究、與業(yè)主充分協(xié)商作出選擇。但是切不可為集成而集成,生硬地將一些子系統(tǒng)勉強集成到綜合監(jiān)控系統(tǒng)中來。一般來講,(1)中的三個系統(tǒng)監(jiān)控點數(shù)占了總監(jiān)控點數(shù)的80%以上,是基本的底層實時元素。(3)中的小系統(tǒng),或集成或互聯(lián)不影響大局。但對CCTV(Closed-circuit television,閉路電視),如為模擬信息一定不要集成。
4.2.2 綜合監(jiān)控系統(tǒng)的工程范圍與集成深度
綜合監(jiān)控系統(tǒng)的范圍對總體架構(gòu)的影響較大,一般綜合監(jiān)控系統(tǒng)的范圍包括OCC中央綜合監(jiān)控系統(tǒng),車站級監(jiān)控系統(tǒng)及被集成子系統(tǒng)的控制系統(tǒng),范圍從OCC各調(diào)度總站到被集成子系統(tǒng)控制器的端子排。包括將車站級監(jiān)控網(wǎng)與中央監(jiān)控網(wǎng)聯(lián)在一起的綜合監(jiān)控系統(tǒng)的骨干網(wǎng),也包括連接各互聯(lián)子系統(tǒng)的網(wǎng)關(guān)裝置(或稱互聯(lián)接口裝置)。
本文闡述的綜合監(jiān)控系統(tǒng)是指深度集成的綜合監(jiān)控系統(tǒng),綜合監(jiān)控系統(tǒng)的軟件平臺可在車站級集成被集成的各子系統(tǒng)。軟件平臺伸至被集成子系統(tǒng)的控制層。綜合監(jiān)控系統(tǒng)的軟件取代了原來各個被集成子系統(tǒng)的軟件,綜合監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)他們的全部功能。被集成子系統(tǒng)已被融入綜合監(jiān)控系統(tǒng)中不再單獨存在,但各被集成子系統(tǒng)在獨立操作基礎(chǔ)上又可實現(xiàn)綜合監(jiān)控功能和聯(lián)動功能。
4.3 地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)的總體架構(gòu)
地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)的總體構(gòu)架如圖7所示。它由中央綜合監(jiān)控系統(tǒng)、車站綜合監(jiān)控系統(tǒng)(包括車輛段綜合監(jiān)控系統(tǒng))以及將它們連接的綜合監(jiān)控骨干網(wǎng)組成。中央綜合監(jiān)控系統(tǒng)和車站綜合監(jiān)控系統(tǒng)的支持網(wǎng)為局域網(wǎng),骨干網(wǎng)為廣域網(wǎng)。骨干網(wǎng)分布在各地(車站)的節(jié)點與節(jié)點所支持的本地局域網(wǎng)構(gòu)成了綜合監(jiān)控系統(tǒng)的總體網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。
4.3.1 中央綜合監(jiān)控系統(tǒng)
中央綜合監(jiān)控系統(tǒng)安裝在線路監(jiān)控中心,用于監(jiān)視全線各個車站(包括車輛段)的各個子系統(tǒng)的運行狀態(tài),完成中心級的操作控制功能。
中央綜合監(jiān)控系統(tǒng)由中央監(jiān)控網(wǎng)、OCC實時服務(wù)器、歷史和事件服務(wù)器、磁盤陣列、磁帶記錄裝置、各類操作員工作站、中心互聯(lián)系統(tǒng)、UPS、OPS、打印機、機柜和附件等部分組成。此外,還有全系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)(NMS)、大屏幕(OPS)系統(tǒng)。
整個中央監(jiān)控網(wǎng)應(yīng)設(shè)計為冗余的100/1000Mbps交換式以太網(wǎng),符合IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn),采用TCP/IP協(xié)議。
控制中心實時數(shù)據(jù)服務(wù)器由2套服務(wù)器冗余配置組成,共同完成實時數(shù)據(jù)、配置數(shù)據(jù)和文件管理的服務(wù)。OCC歷史服務(wù)器由2套冗余服務(wù)器組成,共同完成歷史數(shù)據(jù)、報警記錄、操作記錄、報表等與歷史相關(guān)的數(shù)據(jù)和文件服務(wù)。兩個歷史服務(wù)器通過2GB光纖共享同一個磁盤陣列(可選)。
控制中心可提供下列調(diào)度員工作站:1套電調(diào)工作站;1套環(huán)調(diào)工作站;1套維調(diào)工作站;1套總調(diào)工作站;綜合監(jiān)控系統(tǒng)可為行車調(diào)度員提供共享信息,設(shè)計行調(diào)工作站列為可選項。
外圍設(shè)備可配置:中心彩色事件打印機1套;中心報表打印機1套;中心彩色圖形打印機1套。
控制中心配置一對冗余的互聯(lián)網(wǎng)關(guān)裝置(或稱FEP),負(fù)責(zé)在OCC接入綜合監(jiān)控系統(tǒng)的互聯(lián)子系統(tǒng),在OCC實現(xiàn)互聯(lián)PIS、AFC、ATS、報警系統(tǒng)、FAS、CLK、CCTV、PA等子系統(tǒng)。
服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)交換機和互聯(lián)網(wǎng)關(guān)裝置采用標(biāo)準(zhǔn)機柜安裝。
中央綜合監(jiān)控系統(tǒng)還包括網(wǎng)管系統(tǒng)(NMS),由1臺服務(wù)器、2臺NMS工作站級外圍設(shè)備組成。
中央綜合監(jiān)控系統(tǒng)還包括大屏幕系統(tǒng)(OPS);大屏幕系統(tǒng)可選DLP投影墻及相應(yīng)控制器組成,也可選用混合式投影墻。實踐表明:DLP投影墻的運營成本較高,應(yīng)采用有效措施加以控制。
4.3.2 車站綜合監(jiān)控系統(tǒng)
車站綜合監(jiān)控系統(tǒng)包括:
? 車站級監(jiān)控網(wǎng)為雙冗余高速交換式以太網(wǎng),數(shù)據(jù)傳輸率為100Mbps,IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn),TCP/IP協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)交換機為冗余配置;
? 冗余的車站服務(wù)器1套;
? 車站雙屏值班站長操作站、車站雙屏值班員操作站各1臺;
? 車站互聯(lián)系統(tǒng)的網(wǎng)關(guān)裝置(也稱FEP或通信控制器)1套;
? 車站彩色激光網(wǎng)絡(luò)打印機1套;
? 綜合后備盤(IBP)1套;為保證中央級自動化集成系統(tǒng)或車站級自動化集成系統(tǒng)在災(zāi)害及阻塞等特殊情況下出現(xiàn)癱瘓時,重要監(jiān)控對象仍能被控制,在車站車控室設(shè)置綜合后備盤(IBP),實現(xiàn)緊急情況下相關(guān)設(shè)備的后備控制功能。IBP為以下控制功能提供后備控制操作,它們包括但不限于:SIG的緊急停車、扣車和放行;環(huán)控通風(fēng)排煙系統(tǒng)和消防聯(lián)動控制以及阻塞模式下的控制;PSD緊急開門控制;AFC閘機釋放控制;ACS的釋放;FG控制;消防水泵;扶梯停止控制。
? 車站機柜及附件。
4.3.3 綜合監(jiān)控系統(tǒng)的骨干網(wǎng)
綜合監(jiān)控系統(tǒng)骨干網(wǎng)(MBN)可采用地鐵工程通信骨干網(wǎng)的傳輸信道,也可單獨組建骨干網(wǎng)。如單獨組建骨干網(wǎng)、應(yīng)采用數(shù)據(jù)傳輸速率為1000Mbps的工業(yè)級以太網(wǎng)方式或電信級彈性分組環(huán)(RPR)方式構(gòu)建,應(yīng)滿足地鐵工程的數(shù)據(jù)傳輸、交換的要求,還需要為今后延伸,以及其他線路的接入和更高層綜合集成系統(tǒng)預(yù)留一定的條件。
4.3.4 OCC和車控室的一體化設(shè)計
綜合監(jiān)控系統(tǒng)作為全線的信息共享平臺對運營的支持主要體現(xiàn)在運營中心(OCC)和各車站車控室實現(xiàn)的監(jiān)控管理功能。由于有了信息共享平臺,OCC和車控室的設(shè)計和所實現(xiàn)的功能將與傳統(tǒng)做法應(yīng)有較大的變化,需對OCC和車控室做一體化設(shè)計,提高線路運營水平、實現(xiàn)綜合監(jiān)控系統(tǒng)對運營的更強支持。
4.3.4.1 OCC的一體化設(shè)計
中央運營管理中心的設(shè)計應(yīng)考慮以下原則:
(1) OCC設(shè)計須按地鐵設(shè)計規(guī)范,建立行調(diào)工作站(包括行調(diào)操作員站和相應(yīng)的打印機、專用電話、麥克等),環(huán)調(diào)工作站,防災(zāi)調(diào)度工作站,維調(diào)工作站和總調(diào)工作站。其中行調(diào)操作員站含兩個站一個是SIG行調(diào)操作員站為主站,另一個是自動化集成系統(tǒng)為運營提供的行調(diào)操作站(可選)。這些工作站按照地鐵規(guī)范的要求實現(xiàn)信息溝通,不僅如此,還要在信息共享平臺的基礎(chǔ)上實現(xiàn)這些工作站的綜合監(jiān)控功能。因此,這些工作站要做統(tǒng)一的配置設(shè)計,既顯現(xiàn)代化風(fēng)貌,又便于操作管理。
(2) OCC設(shè)計須圍繞大屏幕系統(tǒng)和各工作站的設(shè)計和布置展開。大屏幕系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)適應(yīng)綜合監(jiān)控的需求,既成為自動化運營管理系統(tǒng)的顯示屏,又要簡潔、實用。各工作站的設(shè)計與布置應(yīng)具有現(xiàn)代化監(jiān)控中心的水平。OCC設(shè)計,要考慮與整個地鐵線路的設(shè)計建設(shè)水平匹配,考慮與自動化集成系統(tǒng)的先進(jìn)水平相適應(yīng),因此,要在機房建筑設(shè)計階段考慮OCC總體設(shè)計與布置。
(3) OCC各工作站功能設(shè)計是OCC一體化設(shè)計的基礎(chǔ),綜合監(jiān)控系統(tǒng)的軟件平臺需支持各工作站的人機界面體系實現(xiàn)綜合監(jiān)控功能,按照權(quán)限管理可進(jìn)入各自站的人機界面體系,特殊情況下,也可通過獲得權(quán)限實現(xiàn)對其他站功能的操作。
(4) OCC設(shè)計應(yīng)與參觀通道、貴賓室、會議室、展示室的設(shè)計統(tǒng)一考慮。
(5) OCC一體化設(shè)計與運營模式和管理規(guī)范密切相關(guān),OCC的設(shè)備配置和布置、操作權(quán)限的設(shè)計、管理功能的分配應(yīng)統(tǒng)一考慮。應(yīng)考慮電源和引入線的防雷電措施,要做OCC大廳的防靜電設(shè)計,要做OCC大廳內(nèi)電子設(shè)備的接地設(shè)計。
4.3.4.2 車站綜控室的一體化設(shè)計
地鐵各車站的綜控室既是車站站務(wù)管理中心又是車站級信息共享平臺的操作指揮中心,需進(jìn)行一體化設(shè)計。擬考慮以下原則:
(1) 車站綜控室設(shè)計應(yīng)將站務(wù)管理工作和綜合監(jiān)控系統(tǒng)車站監(jiān)控功能實現(xiàn)統(tǒng)一考慮,做出一體化設(shè)計,使信息共享平臺充分支持站務(wù)管理。
(2) 車站綜控室設(shè)計應(yīng)圍繞站務(wù)管理工作臺和IBP盤進(jìn)行統(tǒng)一設(shè)計與布置,IBP盤的設(shè)計應(yīng)與車控室設(shè)計相和諧。
(3) 車控室的各自動化系統(tǒng)操作站和終端裝置不宜太多,應(yīng)以綜合監(jiān)控系統(tǒng)車站操作員站為核心,盡可能由信息共享平臺的功能畫面代替分立終端的畫面。
(4) 車站綜控室設(shè)計要在機房建筑設(shè)計階段統(tǒng)一設(shè)計,合理布置車控室IBP盤和其他設(shè)備以及文件箱柜、工作臺等。既顯現(xiàn)代化水平又有人性化體現(xiàn)。
(5) 車站綜控室設(shè)計要充分考慮現(xiàn)代化站務(wù)管理需求和為乘客服務(wù)要求。
5 地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)的軟件
地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)中最關(guān)鍵點之一是系統(tǒng)軟件,關(guān)于地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)軟件的要求目前業(yè)界存在著許多模糊觀念,斷然地用操作系統(tǒng)來判定系統(tǒng)的穩(wěn)定性,迷信地引用過時的技術(shù)觀念,給技術(shù)規(guī)格書的制定、綜合監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)帶來不利影響。為此,總結(jié)多年來工業(yè)自動化系統(tǒng)和城市軌道交通自動化系統(tǒng)工程建設(shè)中的實際經(jīng)驗,提出下列觀點,供地鐵自動化系統(tǒng)建設(shè)者們參考。
實質(zhì)上,地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)的軟件主要由該軟件的成熟度以及系統(tǒng)集成商對綜合監(jiān)控系統(tǒng)軟件的把握能力、應(yīng)用能力決定。
5.1 軟件成熟度
綜合監(jiān)控系統(tǒng)軟件的成熟度從下列幾方面分析:
(1) 軟件系統(tǒng)的穩(wěn)定性與成熟性。綜合監(jiān)控系統(tǒng)軟件平臺的穩(wěn)定性不僅取決于操作系統(tǒng)的穩(wěn)定性,更多地取決于建立在操作系統(tǒng)平臺之上的系統(tǒng)軟件以及裝配的硬件和相關(guān)驅(qū)動程序是否成熟和穩(wěn)定,并不全在操作系統(tǒng)本身。傳統(tǒng)的設(shè)計思想認(rèn)為UNIX的穩(wěn)定性強于Windows NT。實質(zhì)上,Windows平臺近十年在穩(wěn)定性與安全性方面的進(jìn)步極大,2003年進(jìn)行了安全性升級。Windows平臺在工業(yè)控制領(lǐng)域甚至安全系統(tǒng)的應(yīng)用份額已超過UNIX平臺。不管是哪一個操作系統(tǒng),整體軟件平臺的穩(wěn)定性是根本的。在操作系統(tǒng)之上的系統(tǒng)軟件,應(yīng)用軟件的成熟度更為重要。這方面,Windows的應(yīng)用軟件組件更為成熟,影響范圍更大。如工作站軟件、接口軟件組件、人機界面軟件,Windows幾乎占有絕對的市場份額。
同時,系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件和相關(guān)的接口驅(qū)動程序?qū)Σ僮飨到y(tǒng)的匹配、運行的工程實證性對軟件系統(tǒng)更為重要。因此,在對綜合監(jiān)控系統(tǒng)軟件提出需求時,不宜輕易地否定某種操作系統(tǒng)和以某操作系統(tǒng)為基礎(chǔ)的整體軟件體系。例如,近年,倫敦地鐵對150個地鐵車站進(jìn)行大規(guī)模改造,包括中央控制(OCC)、線控系統(tǒng)(LCS)、區(qū)域控制(GCS)和站控系統(tǒng)(SCS),明確要求軟件平臺采用以Windows為基礎(chǔ)的Wonderware平臺。
綜合監(jiān)控軟件平臺的成熟性是指工程應(yīng)用的實證性。這里,不僅要考察軟件在系統(tǒng)開通后的運行穩(wěn)定性和有效性業(yè)績,更要考察其應(yīng)用水平,給地鐵運營帶來的效益、給地鐵設(shè)備維修與維護(hù)帶來的好處,給乘客服務(wù)帶來的好處以及系統(tǒng)的擴展能力的實際表現(xiàn)。不應(yīng)該將集成或互聯(lián)的數(shù)量作為成熟性的標(biāo)準(zhǔn)。
(2) 軟件系統(tǒng)的開放性。系統(tǒng)軟件的基礎(chǔ)平臺應(yīng)是一個開放系統(tǒng),即它是由穩(wěn)定的、成熟的操作系統(tǒng),集成了商用的中間件和軟件組件構(gòu)成。軟件平臺的專利組件愈少愈好。數(shù)據(jù)庫的通用性愈強愈好。開放性帶來的是系統(tǒng)性能價格比的提升。開放系統(tǒng)支持簡約的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和合理適度的設(shè)備配置。
(3) 系統(tǒng)的基本性能指標(biāo)。軟件系統(tǒng)必須有效支持冗余配置以提高系統(tǒng)的可靠性,系統(tǒng)有效性不低于99.97%。軟件系統(tǒng)支持深度集成以提高響應(yīng)性,上行和下行數(shù)據(jù)的響應(yīng)周期分別在2秒內(nèi)。軟件的集成規(guī)模和能力以及深度集成的范圍,軟件機制對通信負(fù)荷率的影響也是重要的性能指標(biāo)。
(4) 軟件的表示層展示―系統(tǒng)的人機界面水平。軟件體系一般由數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)服務(wù)(數(shù)據(jù)表示)三層組成。軟件的表示層是外部世界所能看到的軟件功能。綜合監(jiān)控系統(tǒng)人機界面體系是洞察軟件水平與功能的窗口。系統(tǒng)軟件必須提供符合工程要求,符合運營操作人員要求,滿足維護(hù)人員需求的人機界面體系。人機界面體系應(yīng)全面反映出系統(tǒng)的綜合監(jiān)控功能,并能做出全面的展示。已運行工程中人機界面為用戶接受的程度和人機界面運行效果是對軟件系統(tǒng)的重要考察標(biāo)準(zhǔn)。
(5) 本文所闡述的綜合監(jiān)控軟件主要指可進(jìn)行深度集成的軟件體系。綜合監(jiān)控軟件應(yīng)能對各機電子專業(yè)進(jìn)行深度集成。綜合監(jiān)控系統(tǒng)軟件應(yīng)是一體化的軟件體系,將數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)服務(wù)的軟件三個層次渾然一體地完整地構(gòu)建在一個軟件體系中,軟件對系統(tǒng)集成的范圍可直接到控制器的端子排。軟件平臺可將PSCADA、BAS的軟件集成在內(nèi),PSCADA、BAS與軟件平臺的接口成為平臺內(nèi)部接口。PSCADA、BAS成為綜合監(jiān)控系統(tǒng)本身的系統(tǒng)組成。
如果軟件系統(tǒng)只能作頂層的信息集成,將PSCADA、BAS作為單獨的子系統(tǒng)與綜合監(jiān)控系統(tǒng)全面數(shù)據(jù)互聯(lián),它們之間的接口是兩個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)表示層間接口,是兩個軟件平臺對接。某種意義上講,相當(dāng)于軟件的數(shù)據(jù)服務(wù)層由兩個系統(tǒng)集成商去完成,此種情況下,接口工作較為復(fù)雜,雙方的接口點表需要不斷地核對和協(xié)調(diào),接口開發(fā)和實施的工作量極大。不應(yīng)該選擇這樣的軟件體系。
(6) 系統(tǒng)軟件的擴展能力。系統(tǒng)軟件應(yīng)提供良好的、通用的開放性接口,能有效支撐地鐵應(yīng)用功能的開發(fā),其中數(shù)據(jù)庫、接口驅(qū)動和人機界面的開放型尤為重要。一般數(shù)據(jù)庫應(yīng)能提供ODBC、OPC等開放接口,并提供擴展定義監(jiān)控對象的能力,應(yīng)優(yōu)先選擇對象數(shù)據(jù)庫。接口驅(qū)動框架應(yīng)采用ISO_15745之類的通用框架,能有效提供IEC61850、IEC60870-5-101等通用規(guī)約,并提供擴展開發(fā)專用規(guī)約的能力。人機界面應(yīng)建立在組件和腳本的基礎(chǔ)上,能提供快速設(shè)計出多種人機界面體系的能力,以滿足具體工程要求。
(7) 系統(tǒng)軟件的功能實現(xiàn)成熟度。系統(tǒng)軟件在實現(xiàn)某一重要功能時,應(yīng)該經(jīng)歷過實際應(yīng)用的反復(fù)檢驗。因此,在闡述功能實現(xiàn)時,應(yīng)該要求系統(tǒng)集成商不是單純地響應(yīng)標(biāo)書要求,而應(yīng)闡明功能實現(xiàn)的方案,展示一個實際應(yīng)用成功并成熟的功能實現(xiàn)方法。系統(tǒng)軟件對重要功能具體實現(xiàn)方法的展示是其軟件成熟度的重要標(biāo)志。一般而論,綜合監(jiān)控系統(tǒng)集成了三大機電設(shè)備系統(tǒng):SCADA、FAS、BAS,互聯(lián)了其他專業(yè)子系統(tǒng)。系統(tǒng)軟件的成熟性表現(xiàn)在對集成系統(tǒng)的深度集成上,同時也表現(xiàn)在所展示出的對機電設(shè)備監(jiān)控管理功能上。如SCADA順控功能的實現(xiàn)方法,BAS系統(tǒng)中設(shè)備監(jiān)管體系的完善性都可以審視出軟件的成熟程度。一些國外軟件商提供的軟件在這方面存在較多問題,除了深度集成能力低以外,功能實現(xiàn)距國內(nèi)的應(yīng)用要求差距較大。
5.2 系統(tǒng)集成商對綜合監(jiān)控軟件的把握能力
除了軟件本身的成熟度,應(yīng)該要求系統(tǒng)集成商對綜合監(jiān)控軟件的應(yīng)用成熟度,一方面是對軟件的把握能力,另一方面是對軟件的應(yīng)用能力。
系統(tǒng)集成商對軟件系統(tǒng)的把握,主要是:
(1) 對系統(tǒng)軟件體系的把握。一般對軟件的把握是指對軟件體系深入了解、對軟件成功應(yīng)用了多次,具有針對具體工程的應(yīng)用經(jīng)驗。系統(tǒng)集成商自已開發(fā)的軟件當(dāng)然更便于把握。在大項目中第一次應(yīng)用其它廠商的軟件承擔(dān)工程是冒險的做法。
(2) 開發(fā)應(yīng)用軟件的能力。系統(tǒng)集成商開發(fā)應(yīng)用軟件的能力至關(guān)重要。地鐵工程中應(yīng)用差異性較大,業(yè)主的管理方式各有不同,工程中需求不同,變化較大,系統(tǒng)集成商必須能夠熟練地開發(fā)具體應(yīng)用軟件滿足工程要求。系統(tǒng)集成商須熟知與把握系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件對操作系統(tǒng)的匹配;系統(tǒng)集成商須熟知與把握對應(yīng)用軟件的工程適應(yīng)性開發(fā);熟知與把握接口驅(qū)動程序的開發(fā)以及與系統(tǒng)的匹配。開發(fā)應(yīng)用軟件的能力還表現(xiàn)在針對特殊應(yīng)用能在系統(tǒng)軟件方面做創(chuàng)新的開發(fā)工作。
(3) 系統(tǒng)集成商對軟件的把握能力還表現(xiàn)在實施系統(tǒng)的活動中。對系統(tǒng)軟件的調(diào)試能力以及構(gòu)建系統(tǒng)時的總聯(lián)調(diào)能力也是對軟件系統(tǒng)把握的能力。
系統(tǒng)集成商對軟件的應(yīng)用能力,主要是:
(1) 綜合監(jiān)控的應(yīng)用能力。系統(tǒng)集成商熟知軟件在地鐵機電設(shè)備系統(tǒng)以及其他專業(yè)的應(yīng)用;熟知系統(tǒng)軟件應(yīng)給用戶在各專業(yè)領(lǐng)域提供的基本功能,以及特殊功能的實現(xiàn)方法;系統(tǒng)集成商可給用戶提供綜合監(jiān)控系統(tǒng)基本人機界面體系,可按照用戶要求作出適應(yīng)性修改,可提供新的人機界面設(shè)計;系統(tǒng)集成商能充分發(fā)揮綜合監(jiān)控系統(tǒng)信息共享平臺的作用,提供更多的面向運營人員、面向維修人員、面向乘客的功能,并可為將來的現(xiàn)代化運營管理新要求提供增值服務(wù)。
(2) 軟件系統(tǒng)調(diào)試和維護(hù)能力。對軟件的成熟應(yīng)用也表現(xiàn)在對系統(tǒng)的性能的測試、對系統(tǒng)的聯(lián)調(diào)、對系統(tǒng)故障的迅捷診斷和恢復(fù),對系統(tǒng)的維修能力。
(3) 對軟件的應(yīng)用能力也表現(xiàn)在對軟件的再開發(fā)能力,在已有的軟件平臺上利用共享信息可開發(fā)更多的功能。
總之,系統(tǒng)集成商的應(yīng)用能力主要表現(xiàn)為在具體工程中運用軟件開放系統(tǒng)、無縫地接口子系統(tǒng)、構(gòu)建起綜合監(jiān)控系統(tǒng)的能力。
5.3 WINDOWS操作系統(tǒng)與Unix操作系統(tǒng)比較
這兩大操作系統(tǒng)性能的比較已經(jīng)是一個較“古老”的話題。理論“天國”的爭論進(jìn)行了數(shù)天,人間的技術(shù)進(jìn)展已生動地變化了幾個技術(shù)時代,當(dāng)人們還在爭論哪個操作系統(tǒng)更好的時候,系統(tǒng)本身的技術(shù)進(jìn)步已跨過了幾個技術(shù)臺階,性能提高了上百倍。
Unix、Linux和Windows從發(fā)展過程來看,表現(xiàn)了比較明顯的行業(yè)特征。如電信、金融、教育、政府對Unix比較青睞,如能源、制造、流通、公共事業(yè)等行業(yè)對Windows有比較大的興趣,而一般的工業(yè)自動化系統(tǒng)更是Windows占有絕大的份額。
一般認(rèn)為,Unix更為穩(wěn)定可靠,但這已是過去的事情。微軟相繼發(fā)布Windows NT1.0、NT3.5、NT4.0,到后來的Server 2000,Server 2003,Windows被小型企業(yè)廣泛采用。“安全性低、不穩(wěn)定”等缺點已被根本克服。知名專家Chris Ray 認(rèn)為無論從商業(yè)價值還是從技術(shù)性能上看,Windows都具備了“滿足企業(yè)用戶需求”的條件,他說:“Windows比Unix 平臺能節(jié)省40%到50%的總擁有成本”。Windows 在1996年時性能低于Unix,每分鐘交易處理能力僅為3千多次,而Unix 達(dá)到每分鐘5千多次。但經(jīng)過微軟與英特爾的共同努力,到2003年,Windows性能提高了180倍,價格僅為原來的1/3。可靠性方面,Windows Server 2003是Windows NT的8倍,停機時間約為原來的1/4。至于最受關(guān)注的