轨道交通监控系统联动模块设计论文.docx

轨道交通监控系统联动模块设计论文轨道交通监控系统联动模块设计论文１联动的意义综合监控系统的联动是指包含多个子系统控制操作的流程管理功能。城市轨道交通的运营管理主要通过综合监控系统实现。综合监控系统的重要职责包括以下５个方面［１］：１）维护全线路重要机电设备，保持设备良好运行。２）监控正常工况下机电设备按时间表运行。３）城市轨道交通每天运营开始及停运时的全线停送电，以及其他机电设备的启动。４）城市轨道交通正常运营时围绕运营管理的联动功能。５）城市轨道交通运营遇到火灾、阻塞等异常情况下的紧急联动。上述的３）、４）、５）项均与联动相关。因此，综合监控系统的联动功能在城市轨道交通运营中发挥着重要的作用。在城市轨道交通的运营中，调度员的操作是规范化、流程化的。如果能够将某个特定运营场景执行的涉及多个子系统的一系列步骤变成一个联动，并且在综合监控软件中以程控的方式展现给调度员，那么调度员在操作时就可以避免因自身经验不足而造成的操作失误，以便能更好地处理日常事务及灾害情况下的紧急情况。依托综合监控的联动功能，城市轨道交通可以有效地提高运营管理的效率。为满足用户的联动需求，综合监控系统的联动功能必需支持串行、并行和混合的执行方式，以及自动、半自动和人工触发的触发方式。联动中的每个控制动作执行前需要判断闭锁逻辑；执行控制动作后，需判断事后逻辑。在联动执行过程中，调度员可以实时干预联动执行。２ＲＴ２１－ＩＳＣＳ综合监控软件平台介绍ＲＴ２１—ＩＳＣＳ综合监控软件是由国电南瑞科技股份有限公司开发的、拥有自主知识产权的国产综合监控软件［２］。联动模块的实现对综合监控软件平台的实时性有很高的要求［３］。ＲＴ２１—ＩＳＣＳ综合监控软件平台主要从以下入手提高系统的实时性：首先，对于实时性要求较高的子系统，如ＰＳＣＡＤＡ（电力监控与数据采集）和ＢＡＳ（环境与设备监控系统），ＲＴ２１—ＩＳＣＳ选择在设备层进行集成，以减少中间层，提高综合监控系统的实时性［４］；其次，对于地域跨度非常大的轨道交通线路，ＲＴ２１—ＩＳＣＳ采用车站分域自治的、车站和中心分层管理的架构，这样不但可以提高系统的实时性，并且降低了联动实现的逻辑复杂性。最后，经过测试，ＲＴ２１—ＩＳＣＳ内部的响应时间满足实时控制的要求。３软件设计３．１整体设计３．１．１设计难点从软件设计的角度开发综合监控系统联动功能有三个难点：１）对联动的模型建立需分为两层，第一层是抽象联动的每一个步骤，然后在第一层的基础上建立联动的模型。２）联动执行是一个动态的过程，在运行时，联动步骤如何执行，是依赖当时的运营场景的机电设备、乘客的情况等客观条件。这些逻辑关系是多种多样的，有简有繁，随着需求而不断变化。另外，调度员对联动运行具有最高指挥权，因为执行控制动作是有一定风险的和责任的。３）联动包括联动定义工具、联动报告工具、联动运行ＨＭＩ（人机界面）、联动服务程序等，还要保证多个模块之间的数据一致性和统一性。３．１．２联动建模联动的最小逻辑单元是子系统的一个最小的控制动作。例如，在电力子系统的'最小控制动作通常是指遥控，在ＢＡＳ子系统中最小控制动作是指ＰＬＣ（可编程逻辑控制器）的模式控制或者设备的单点控制（取决于综合监控的ＢＡＳ子系统的控制设置）。在联动模块中，使用“联动串”来表征每个子系统的最小控制动作。联动串就是使用特定语法格式的字符串，它描述了最小控制动作所需要的全部信息。以ＢＡＳ的一个ＡＯ（模拟量输出）控制为例：某车站Ｂ端水泵房水泵转速设置为１０００ｒ／ｍｉｎ，它的联动串为：ａｏ＿ｃｔｒｌｂａｓ．ｄｔ．［ａｏ］．ｂｄｓｂｆ．ｋｚｆｓ．ｖａｌｕｅ１０００。其中ａｏ＿ｃｔｒｌ是控制类别，ｂａｓ．ｄｔ．［ａｏ］．ｂｄｓｂｆ．ｋｚｆｓ．ｖａｌｕｅ表征该点在实时库中的位置信息，１０００是目标值。将相关的最小控制动作按照一定的顺序和相互关系联接起来，以完成一个相对复杂的“功能”。简单的“功能”可以组合成更复杂的“功能”。联动就是一个“功能”外加若干属性，比如联动类型、触发逻辑等。联动模块采用多叉树存储联动。多叉树的叶节点为子系统最小控制动作，而非叶节点存储“功能”。每个节点包含了该节点和同层的右兄节点的相互关系，以及执行前的闭锁逻辑和执行后的事后逻辑。相互关系是指同层两个节点是同时并行执行，还是先后串行执行。３．１．３动作执行流程闭锁逻辑是一个逻辑表达式，它的运算数是现场相关设备点的状态。在该节点执行前，首先计算闭锁逻辑表达式，只有计算结果为真时，该节点才能执行，否则跳过该节点或者结束整个联动。事后逻辑是指“动作”执行失败时的三个选项：联动继续，自动重做，人工干预。执行联动即按照先序遍历的方法遍历整个多叉树。每个节点执行时，首先计算闭锁逻辑；其次，如果是“动作”则下发控制命令，如果是“功能”则遍历其子节点；最后根据事后逻辑继续执行。