軌道交通與設備監(jiān)控系統(tǒng)車站網(wǎng)絡架構(gòu)

1、軌道交通與設備監(jiān)控系統(tǒng)車站網(wǎng)絡架構(gòu) 【摘要】隨著城市化進程的不斷推進，城市人口的密度也越來越高，其中軌道交通在近年來得到了快速的開展，成為城市重要的交通方式之一。本文主要針對當前階段城市軌道交通與設備監(jiān)控系統(tǒng)車站網(wǎng)絡架構(gòu)進行了詳細的分析，通過對以太網(wǎng)和現(xiàn)場總線兩種網(wǎng)絡方案的比照，對國內(nèi)主流的設備監(jiān)控系統(tǒng)車站網(wǎng)絡方案進行分析，對未來的開展方向進行探討?！娟P(guān)鍵詞】城市軌道交通；設備監(jiān)控系統(tǒng)；車站網(wǎng)絡0引言城市軌道交通與設備監(jiān)控系統(tǒng)簡稱BAS，一方面承當著緊急情況下防災救災的責任，另一方面對建筑設備和系統(tǒng)起著監(jiān)視、控制和管理的責任，主要目的是對地鐵環(huán)境與空氣條件、通風設備、排水系統(tǒng)以及照明設備、車站

2、應急照明電源等設備系統(tǒng)起到良好的監(jiān)控。在當前階段，隨著自動化技術(shù)的開展，城市軌道交通與設備監(jiān)控系統(tǒng)由各站別離逐漸向全線組網(wǎng)的新階段轉(zhuǎn)變，截至目前在分散控制的根底上實現(xiàn)了集中管理的模式。1系統(tǒng)構(gòu)成城市軌道交通與設備監(jiān)控系統(tǒng)一般來說都是按站設置，縱觀整個系統(tǒng)就是以車站為單位的大型分布自動化系統(tǒng)。如圖1所示，在當前階段BAS系統(tǒng)車站架構(gòu)中，BAS是呈現(xiàn)扁平化的結(jié)構(gòu)特征，即盡可能減少管理程序。城市軌道交通與設備監(jiān)控系統(tǒng)分為三級監(jiān)控方式，分別是中央級、車站級、就地級，分為二級管理設置，分別是中央級、車站級。中央級監(jiān)控系統(tǒng)主要位于城市軌道交通的控制中心，由計算機的硬件和軟件組成，計算機網(wǎng)絡硬件中包含中央實

3、時效勞區(qū)、操作員工作站、大屏幕等等，計算機網(wǎng)絡軟件包含操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、應用軟件開發(fā)與維護平臺等等。車站級監(jiān)控系統(tǒng)位于軌道交通的車站，是以監(jiān)控的工作站和控制器為核心，包含打印機、綜合后備盤等設備。就地級監(jiān)控系統(tǒng)位于車站和區(qū)間的數(shù)據(jù)采集點或者是各個就地的控制點，包含傳感器、執(zhí)行器和接口模塊等等。在目前自動化技術(shù)快速開展的階段，改變了傳統(tǒng)的運行模式，實現(xiàn)了分散控制和綜合監(jiān)控的特征。設備監(jiān)控系統(tǒng)在車站集成到綜合監(jiān)控系統(tǒng)中作為其中的一個子系統(tǒng)存在，在設備監(jiān)控系統(tǒng)實際運行的過程中，通過和各個組織機構(gòu)之間的配合最終完成了城市軌道交通系統(tǒng)的整體功能。本文主要是針對設備監(jiān)控系統(tǒng)車站級和就地級的組網(wǎng)方案開展系列

4、探討。2車站網(wǎng)絡方案BAS車站網(wǎng)絡架構(gòu)主要兩種表達形式，分別是工業(yè)以太網(wǎng)和現(xiàn)場總線，現(xiàn)場總線在實際應用的過程中相比照擬復雜，在設備監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡架構(gòu)的時候現(xiàn)場總線需要滿足多個方面的條件，因而在當前車站網(wǎng)絡架構(gòu)的過程中正在從現(xiàn)場總線方式逐漸轉(zhuǎn)向以太網(wǎng)網(wǎng)絡架構(gòu)。在城市軌道交通與設備監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡架構(gòu)的過程中涉及多個方面的通信和網(wǎng)絡技術(shù)，比方現(xiàn)場總線技術(shù)和以太網(wǎng)技術(shù)，相對于現(xiàn)場總線技術(shù)來說，以太網(wǎng)以其開放性和穩(wěn)定性在全球范圍內(nèi)取得了較大的成效，近年來眾多的學者加強了對以太網(wǎng)的研究和探討。在最早階段的軌道交通與設備監(jiān)控系統(tǒng)中受到各種條件的限制，車站網(wǎng)絡架構(gòu)主要是以現(xiàn)場總線為主，但是近年來隨著自動化技術(shù)的開

5、展，工業(yè)以太網(wǎng)逐漸成熟，被廣泛地應用在設備監(jiān)控系統(tǒng)車站網(wǎng)絡組建架構(gòu)中【1】。國內(nèi)城市軌道交通車站分為地面和地下兩種車站類型?，F(xiàn)場設備設置情況主要是風水電的設備，并集中進行分布，因此設備監(jiān)控系統(tǒng)的兩端各有一套PLC控制器設備，內(nèi)置遠程I/O通信設備，接口模塊設置在監(jiān)控對象附近的模塊箱內(nèi)。車站機電設備集中監(jiān)控的工作原理是基于通信轉(zhuǎn)換模塊等相關(guān)的通信設備將信息上傳到PLC，之后會聚到車站控制室一端的PLC，完成集中監(jiān)控。在對地面車站的現(xiàn)場設備進行設置的時候，考慮到地面車站的規(guī)模相對較小，因此設備監(jiān)控系統(tǒng)只需要配置一套PLC控制器，按照地下車站同樣的原理，在監(jiān)控對象的附近設置模塊箱，通過相同的工作原理

6、對車站機電設備進行集中監(jiān)控【2】。本文將地下車站的設備監(jiān)控系統(tǒng)作為主要的研究對象。截至目前，國內(nèi)軌道交通與BAS系統(tǒng)在呈現(xiàn)中主要有三種方案，在國內(nèi)應用得相比照擬普遍，并且有成熟的經(jīng)驗。第一種是雙總線網(wǎng)絡方案，即在PLC、遠程I/O、接口模塊之間均采用現(xiàn)場總線的方式進行連接。第二種方案是全以太網(wǎng)連接，即是在PLC、遠程I/O、接口模塊之間均采用環(huán)形以太網(wǎng)的方式進行連接，光纖是傳播介質(zhì)。最后一種方案是將以太網(wǎng)和現(xiàn)場總線進行結(jié)合，也就是說在兩端PLC控制器之間采用環(huán)形以太網(wǎng)的方式進行連接，在PLC、遠程I/O、接口模塊之間采用現(xiàn)場總線的方式進行架構(gòu)。針對上述中的三種方案，為了確保設備監(jiān)控系統(tǒng)的高質(zhì)量

7、運行，現(xiàn)分別進行分析。首先雙總線網(wǎng)絡方案，在實際運行的過程中結(jié)構(gòu)相比于其他兩種網(wǎng)絡架構(gòu)方式較為簡單，采用的是屏蔽電纜的方式進行通信，具有一定的抗干擾能力，在現(xiàn)場總線方式實際運用的過程中因本身所具有的功能系統(tǒng)具有較高的可靠性，目前在全國范圍內(nèi)都得到了廣泛的推廣和應用，可以不依賴電源進行工作，網(wǎng)絡也不需要進行維護，但是在實際運用的過程中也存在一定的問題，通信的標準不統(tǒng)一、效率較低、傳輸?shù)木嚯x也較短【3】。其次是全以太網(wǎng)方案，在實際運用的過程中將工業(yè)以太網(wǎng)作為現(xiàn)場通信網(wǎng)絡，將光纖作為傳輸介質(zhì)，主要優(yōu)點相對于屏蔽通信電纜，以太網(wǎng)的抗干擾能力更強，通信的距離也較長，數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾瘦^高。在未來的開展過程中

8、，全以太網(wǎng)方式的網(wǎng)絡架構(gòu)將作為主要的開展趨勢在設備監(jiān)控系統(tǒng)中進行運用，并且隨著人們對自動化技術(shù)的高度關(guān)注和開展，以太網(wǎng)的技術(shù)將會創(chuàng)新和改革，支持的廠家也會越來越多。但是在全以太網(wǎng)應用的過程中還是存在一定的弊端，比方在遠程I/O和接口模塊之間需要增加交換機，這樣不僅增加了施工的難度，也在一定程度上增加了網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的復雜性和設備的投資。最后一種是以太網(wǎng)和現(xiàn)場總線結(jié)合的網(wǎng)絡架構(gòu)方案，在本方案實際應用的過程中既保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性，又滿足了數(shù)據(jù)傳輸量大、傳輸距離較遠的特點。通過以上三種方案的比照分析均為可行性方案，并且在軌道交通中均有相對成熟的經(jīng)驗，因此在實踐操作的過程中結(jié)合設備監(jiān)控系統(tǒng)的可行性、平安性、先進性的要求進行統(tǒng)籌兼顧。3總結(jié)綜上所述，在自動化技術(shù)不斷開展的背景下，會逐漸加強對以太網(wǎng)技術(shù)的重視，在未來的開展過程中，以太網(wǎng)技術(shù)將會憑借自身標準化、高傳輸速率等優(yōu)勢廣泛的應用在設備監(jiān)控系統(tǒng)車站網(wǎng)絡架構(gòu)中。參考文獻【1】劉成鋒.