城市轨道交通电力监控系统研究

3、实时中间件技术及轨道应用公共信息总线

结合轨道交通实时应用的需求,参照中间件接口标准开发的实时数据库中间件、实时通讯中间件、实时消息中间件等平台内核机制。

平台提供一套完备的轨道实时应用公共信息总线,本总线支持轨道交通供电应用、环境监控、机电设备等各种实时业务应用的数学模型以及其他相关扩展业务应用。

4、公共应用模型支持

自动化的深入应用会遇到应用模型的数学问题,作为平台软件,创新地在基础平台上增加了实时监控应用模型(属于公共应用模型的一种)的支持。国际上有IEC61970CIM/CIS的公共应用模型标准,结合国际标准和国内的具体应用,考虑开放性的标准,在RAILSYS轨道实时应用支持系统中采取外挂策略,支持应用模型,这种灵活的方式为支持系统带来广泛的适用性。同时也验证了平台的技术思路和开放性。

5、轨道交通实时应用的人机界面组态工具

完整的实时监控平台可细化为通信平台+SCADA平台+ALARM/EVENT+HMI平台。当今软件产品人机界面占的分量越来越大,通常在实时应用行业所占比例约在50～60%,而通用软件所占的份额更大。平台的产品特点要求把组态软件分成支持和应用2部分。从图元底层、数据源头2方面把握,提供上层应用的有力支持(通常脚本支持)；平台软件中提供典型的应用和应用模板,一方面丰富支持系统,另一方面验证支持系统的正确性。

四、累积性应用

对于轨道交通监控应用,目前国内积累了一定的经验,但是针对高密度行车、网状线路、突发事件处理、多专业协调互动、营运管理和专业维修支持等应用都在探索中。在监控应用的多专业接口缺乏规范情况下,只有平台化思路,才能制订从通信、数据、应用等各种不同匹配层的标准和规范。

五、RAILSYS软件平台的应用

RAILSYS软件平台在北京市轨道交通首都机场线综合监控系统电力监控子系统的工程实践中已经显现出优势。其综合监控系统(ISCS)按照两级管理、三级控制的结构体系进行架构。RAILSYS系统软件从设计到实现充分考虑和体现了分层分布、高可靠性、高实时性、模块化、接口的完整、规范和开放的特点,保证了系统的安全可靠和应用的灵活多样性。其优势集中体现在以下几点:

(1)高可靠性解决方案,1+N容错运行模式。该系统设计时充分考虑到地铁实时监控对可靠性的极高要求,采用关键结点硬件冗余配置热备运行,软件运行方式实现1+N容错模式,最大限度地保证系统的可用性。

(2)支持混合软硬件计算机支撑环境。RAILSYS系统软件平台在混合软硬件支撑平台上统一设计并实现,支持混合计算机硬件平台,不同的操作系统及各种主流商用数据库,系统核心应用采用UNIX环境,人机接口采用Windows环境。

(3)先进的多层体系系统构架。系统按照多层体系结构的框架,划分前置通讯预处理层、实时监控应用的数据处理层、实时数据库/历史数据库支持层、客户端应用的服务层和客户界面应用层。

(4)强大系统可扩展性支持应用的延展。该系统从设计到实现一直把系统的可扩展性贯串始终,系统强大的可扩展性是对用户投资和系统发展的最大保障。RAILSYS系统采用分层、分布式的支持实时监控应用的平台结构,保证了系统在应用上的不断扩展,同时该系统在软件设计容量上不进行限制,仅根据实际工程的计算机性能、内存、数据库、可能的最大应用规模等综合性能进行配置限制,保证了系统在规模上的持续扩展。

(5)实时数据库与商用数据库相结合。实现数据开放性和应用实时性的完美解决方案,遵照商用数据库接口标准实现的实时数据库通用、高效,接口开放,满足不断发展的实时监控应用需求和实时系统高标准的实时性指标。

(6)图模库一体化。该系统开发出面向供电及其他具有拓扑逻辑结构的应用图模库一体化机制。在绘图的同时自动建立供电应用数学拓扑模型,智能形成应用模型实际参数并自动录入到数据库中,因此极大地提高了系统建模的正确性,减轻了建模和参数录入工作量,便于整个系统的一体化维护,保证了系统图模库的一致性和准确性。

(7)强化的异常捕捉和事故处理。该系统强化异常捕捉和事故处理,增加事故追忆及反演,完善故障录波、故障判断及自动隔离(DA)等一系列功能,同时系统设计了独立报警和事项处理机制,支持多媒体语音报警、手机短信等功能,进一步延伸异常捕捉和事故处理后的深层应用。

六、结束语

本文以实际平台软件和国内实践为例,研究了城市轨道交通电力监控系统总体分层分布架构、平台化实施方案和累积性应用。重点论述分布分层的系统架构和平台内核的技术要点。从今后轨道交通应用的角度,提供了一个整体解决思路和持续可用的技术策略。选择一个符合行业应用的平台化系统,支持包括电力监控系统在内的建设和使用,累积横向多专业应用和纵向应用发展,制订相应的规范和接口标准。这样,为行业的中长期发展从体系结构上保证系统构架的技术可现实性、工程经济性、应用拓展性、以及技术持续先进性协调发展。

参考文献:

[1]魏晓东。城市轨道交通自动化系统与技术[M]。北京:电子工业出版社,2004。
[2]高鸣燕,陆文。城市轨道交通电力监控系统设计研究[J]。城市轨道交通研究,2003,6(6):51-54。