摘 要：提出了城市軌道交通電力監(jiān)控系統(tǒng)分層分布總體架構(gòu)、平臺(tái)化的技術(shù)方案和累積性應(yīng)用思路，旨在保證監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)性、安全性、可實(shí)施性及應(yīng)用的開放性，同時(shí)提出了以綜合監(jiān)控系統(tǒng)為基礎(chǔ)的系統(tǒng)架構(gòu)思路和應(yīng)用框架。

關(guān)鍵詞：城市軌道交通；電力監(jiān)控；綜合監(jiān)控 0 引言 城市軌道交通電力監(jiān)控系統(tǒng)主要是對(duì)城市軌道交通全線各類變配電所、接觸網(wǎng)等電力設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行分層分布遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)視和控制，處理供變配電系統(tǒng)的各種異常事故及報(bào)警事件，保障系統(tǒng)的正常運(yùn)行，同時(shí)提升供變配電系統(tǒng)調(diào)度、管理及維修的自動(dòng)化程度，提高供電質(zhì)量，保證系統(tǒng)安全、可靠地運(yùn)行。系統(tǒng)通過(guò)通信專業(yè)提供的通信通道與車站變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行信息交換；變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)通過(guò)所內(nèi)通信網(wǎng)與所內(nèi)各類現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控裝置互連，形成現(xiàn)場(chǎng)、車站和主控中心的多層應(yīng)用體系。在系統(tǒng)整體網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，控制中心主備監(jiān)控系統(tǒng)和站級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)是數(shù)據(jù)采集、處理、分析與系統(tǒng)實(shí)時(shí)控制的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)和使用節(jié)點(diǎn)，而現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控設(shè)備是整個(gè)監(jiān)控的接口設(shè)備。 1 分層分布的系統(tǒng)架構(gòu) 城市軌道交通電力監(jiān)控系統(tǒng)經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐，單條線路基本上按照兩級(jí)管理、三級(jí)控制方式進(jìn)行使用和管理，與之相適應(yīng)的監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)考慮城市軌道交通的地域分布特點(diǎn)，監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布的結(jié)構(gòu)體系。分層分布系統(tǒng)架構(gòu)在監(jiān)控系統(tǒng)中屬于大型復(fù)雜系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，適用于跨地域、多層次、分級(jí)別的大型自動(dòng)化系統(tǒng)，這種結(jié)構(gòu)既滿足目前城市軌道交通的電力應(yīng)用需求，也滿足今后城市軌道交通橫向規(guī)模綜合和縱向應(yīng)用綜合的兩度應(yīng)用發(fā)展對(duì)支持系統(tǒng)的基礎(chǔ)架構(gòu)要求。兩級(jí)管理分別是中央級(jí)和車站級(jí)，三級(jí)控制分別是中央級(jí)、車站級(jí)和現(xiàn)場(chǎng)級(jí)。它們之間既相互聯(lián)系又相對(duì)獨(dú)立，分層分布原則確保了層次間的相對(duì)獨(dú)立性，有效分解了系統(tǒng)的復(fù)雜度，提升了系統(tǒng)的可實(shí)施性；冗余和動(dòng)態(tài)分布原則極大提升了系統(tǒng)的并行度，結(jié)合多種軟硬件隔離和抗干擾措施，軟件支持 1+N 冗余調(diào)度，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)高可用性的終極目標(biāo)。 城市軌道監(jiān)控應(yīng)用中心系統(tǒng)通常采用主備冗余系統(tǒng)，它對(duì)全線重要監(jiān)控對(duì)象的狀態(tài)、性能數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)收集和處理，通過(guò)各種調(diào)度員工作站以圖形、圖像、表格和文本的形式顯示出來(lái)，供調(diào)度人員控制和監(jiān)視。同時(shí)系統(tǒng)根據(jù)一定的邏輯關(guān)系自動(dòng)向分布在各站點(diǎn)的被監(jiān)控對(duì)象或系統(tǒng)發(fā)送模式、程控、點(diǎn)控等控制命令，由調(diào)度員人工發(fā)布控制命令，從而完成對(duì)全線供電設(shè)備集中監(jiān)控和調(diào)度管理，確保軌道交通的供電質(zhì)量和供電安全。 車站級(jí)電力監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)本站供電設(shè)備監(jiān)控對(duì)象的狀態(tài)、性能數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)收集和處理，當(dāng)中心系統(tǒng)或通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時(shí)，該系統(tǒng)可對(duì)車站范圍內(nèi)的供電設(shè)備進(jìn)行控制，形成多級(jí)冗余。 現(xiàn)場(chǎng)級(jí)測(cè)控設(shè)備與監(jiān)控系統(tǒng)的中心和車站級(jí)均有通信接口。它們位于各監(jiān)控對(duì)象附近，起接口轉(zhuǎn)換、信息采集、傳送、匯聚、命令接收、執(zhí)行和反饋?zhàn)饔谩Ｍǔ２捎霉I(yè)控制網(wǎng)絡(luò)或現(xiàn)場(chǎng)總線，分散控制結(jié)構(gòu)，自律式控制器保證系統(tǒng)的安全可靠。現(xiàn)場(chǎng)級(jí)測(cè)控設(shè)備通常設(shè)置當(dāng)?shù)?遠(yuǎn)方功能，為系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)調(diào)試和特殊情況提供現(xiàn)場(chǎng)操作選擇。 2 系統(tǒng)平臺(tái)化實(shí)現(xiàn)方案 國(guó)內(nèi)外城市軌道交通經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐，基于平臺(tái)化的實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)顯現(xiàn)出強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)，尤其在綜合監(jiān)控應(yīng)用模式中，軟件平臺(tái)成為技術(shù)方案的核心和技術(shù)精華所在。平臺(tái)化的方案使項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、工程的實(shí)施和業(yè)主的應(yīng)用更側(cè)重關(guān)注應(yīng)用技術(shù)和應(yīng)用的本身，而不是支持系統(tǒng)的技術(shù)細(xì)節(jié)和計(jì)算機(jī)通信的基礎(chǔ)技術(shù)。 目前，國(guó)內(nèi)城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)中，廣州地鐵 3、4、5 號(hào)線采用的是基于法國(guó)的SCADASOFT 平臺(tái)、北京軌道交通指揮系統(tǒng)采用的是基于新加坡的 OASYS 平臺(tái)、北京地鐵 5 號(hào)線采用的是基于英國(guó)的 RAILSCADA 平臺(tái)、北京首都機(jī)場(chǎng)線采用的是基于國(guó)產(chǎn)化的 RAILSYS 平臺(tái)。 由于平臺(tái)軟件建設(shè)是一個(gè)龐大的系統(tǒng)工程，而且基于平臺(tái)的產(chǎn)品需要一定的應(yīng)用累積和工程檢驗(yàn)。國(guó)內(nèi)自主研發(fā)的 RAILSYS 軌道交通實(shí)時(shí)應(yīng)用支持系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱為 RAILSYS 軟件平臺(tái)）是結(jié)合了國(guó)情和行業(yè)應(yīng)用特點(diǎn)研發(fā)的。該平臺(tái)面向城市軌道交通、鐵道行業(yè)實(shí)時(shí)應(yīng)用，如城市軌道交通電力監(jiān)控系統(tǒng)和綜合監(jiān)控系統(tǒng)、鐵道行業(yè)行車調(diào)度、牽引供電遠(yuǎn)動(dòng)、10 kV 電力與信號(hào)電源監(jiān)控等實(shí)時(shí)應(yīng)用開發(fā)的一套功能強(qiáng)大的、接口標(biāo)準(zhǔn)開放的大型自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)時(shí)應(yīng)用支撐軟件平臺(tái)，是國(guó)內(nèi)比較優(yōu)秀的軟件應(yīng)用平臺(tái)（Application Plat）之一。 基于該軟件平臺(tái)可開發(fā)各種城市軌道交通和鐵道實(shí)時(shí)應(yīng)用系統(tǒng)，并保證系統(tǒng)實(shí)時(shí)性和可靠性，系統(tǒng)的應(yīng)用構(gòu)架由平臺(tái)決定，具體的應(yīng)用功能由基于平臺(tái)的工程化實(shí)施完成。RAILSYS 軟件平臺(tái)在通用平臺(tái)基礎(chǔ)上增加了應(yīng)用支持層，使平臺(tái)具備一定的行業(yè)應(yīng)用特點(diǎn)；同時(shí)它也豐富了產(chǎn)品群，尤其是工程支持包，實(shí)現(xiàn)了非量化工程軟件實(shí)施使用的高可靠性。下面就該平臺(tái)的基本構(gòu)成作一介紹。 2.1 異構(gòu)計(jì)算機(jī)/網(wǎng)絡(luò)/數(shù)據(jù)庫(kù)環(huán)境支持 RAILSYS 實(shí)時(shí)軟件平臺(tái)完全支持多個(gè)網(wǎng)絡(luò)的分布式運(yùn)行環(huán)境。支持多網(wǎng)絡(luò)下的業(yè)務(wù)動(dòng)態(tài)加載與分配。同時(shí)該系統(tǒng)底層采用虛擬操作系統(tǒng)技術(shù)和虛擬數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，支持系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境適用于多種計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)和商用關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)，包括現(xiàn)有的主流操作系統(tǒng)和主流數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。 2.2 基于內(nèi)存的實(shí)時(shí)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)子系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫(kù)支持多網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)，支持多數(shù)據(jù)庫(kù)冗余，支持 SQL 語(yǔ)言有限子集等。 2.3 實(shí)時(shí)中間件技術(shù)及軌道應(yīng)用公共信息總線 結(jié)合軌道交通實(shí)時(shí)應(yīng)用的需求，參照中間件接口標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中間件、實(shí)時(shí)通訊中間件、實(shí)時(shí)消息中間件等平臺(tái)內(nèi)核機(jī)制。 平臺(tái)提供一套完備的軌道實(shí)時(shí)應(yīng)用公共信息總線，本總線支持軌道交通供電應(yīng)用、環(huán)境監(jiān)控、機(jī)電設(shè)備等各種實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)應(yīng)用的數(shù)學(xué)模型以及其他相關(guān)擴(kuò)展業(yè)務(wù)應(yīng)用。 2.4 公共應(yīng)用模型支持 自動(dòng)化的深入應(yīng)用會(huì)遇到應(yīng)用模型的數(shù)學(xué)問(wèn)題，作為平臺(tái)軟件，創(chuàng)新地在基礎(chǔ)平臺(tái)上增加了實(shí)時(shí)監(jiān)控應(yīng)用模型（屬于公共應(yīng)用模型的一種）的支持。國(guó)際上有 IEC 61970 CIM/CIS 的公共應(yīng)用模型標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)內(nèi)的具體應(yīng)用，考慮開放性的標(biāo)準(zhǔn)，在 RAILSYS 軌道實(shí)時(shí)應(yīng)用支持系統(tǒng)中采取外掛策略，支持應(yīng)用模型，這種靈活的方式為支持系統(tǒng)帶來(lái)廣泛的適用性。同時(shí)也驗(yàn)證了平臺(tái)的技術(shù)思路和開放性。