地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息量及服務器配置方式討論

1、地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息量及效勞器配置方式討論【摘 要】 本文主要在闡述地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)理論與實際信息數(shù)據(jù)量的根底上，分析西安地鐵2號線數(shù)據(jù)存儲處理典型問題，并對綜合監(jiān)控系統(tǒng)中央級以及車站級效勞器配置方式進展討論。綜合監(jiān)控系統(tǒng)信息傳輸，信息存儲處理必須通過科學的設計，以及現(xiàn)代先進通信傳輸技術的應用，有效進步系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息轉發(fā)傳輸?shù)膶崟r性、可靠性和準確性，確保地鐵運營、監(jiān)控、維護等可以到達預期目的?！娟P鍵詞】 綜合監(jiān)控系統(tǒng) 信息數(shù)據(jù)存儲處理才能 中央級效勞器 站點式分布效勞器設置1 綜合監(jiān)控系統(tǒng)概述西安地鐵2號線簡稱地鐵2號線綜合監(jiān)控系統(tǒng)是一個具有多功能性的信息集成互聯(lián)絡統(tǒng)。綜合監(jiān)控系統(tǒng)采用集成、

2、互聯(lián)的方式將地鐵2號線各關聯(lián)子系統(tǒng)聯(lián)接成一個有機的整體，形成統(tǒng)一的監(jiān)控硬件平臺和軟件平臺，從而實現(xiàn)對地鐵主要弱電設備的集中監(jiān)控和管理功能，實現(xiàn)對列車運行情況和客流統(tǒng)計數(shù)據(jù)的關聯(lián)監(jiān)視功能，最終實現(xiàn)相關各系統(tǒng)之間的信息共享和協(xié)調互動功能。綜合監(jiān)控系統(tǒng)使控制中心OCC通過綜合監(jiān)控軟件平臺完成地鐵2號線各關聯(lián)絡統(tǒng)設備的信息的互聯(lián)互通，大大進步了故障的處理效率，實現(xiàn)了跨專業(yè)的各子系統(tǒng)的信息共享和聯(lián)動，為西安地鐵2號線自動化調度管理提供了重要根據(jù)。2 綜合監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)量的計算2.1 綜合監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)量的理論計算綜合監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡通常分為骨干網(wǎng)和局域網(wǎng)兩個層次。骨干網(wǎng)是連接車站和中央的主干傳輸網(wǎng)絡，車站和車輛

3、段的站級綜合監(jiān)控系統(tǒng)那么由局域網(wǎng)構成，各局域網(wǎng)通過骨干網(wǎng)有機地形成整體，以滿足系統(tǒng)的需求。綜合監(jiān)控系統(tǒng)的骨干網(wǎng)上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包括各接入系統(tǒng)用于監(jiān)控和維修管理的實時數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)按類型可分為開關量I/O數(shù)據(jù)、模擬量和SOE量。由于綜合監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控主要以I/O數(shù)據(jù)為主，模擬量和SOE量較少，對骨干網(wǎng)的帶寬要求將基于實時監(jiān)控的I/O數(shù)據(jù)量和維修數(shù)據(jù)量來估算。綜合監(jiān)控系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)以上行為主，下行的命令數(shù)據(jù)很少可以忽略不計。系統(tǒng)采用基于TCP/IP的以太網(wǎng)，TCP/IP是一組協(xié)議的總稱，IP協(xié)議是包括TCP、UDP、FTP、SMTP等等，其中TCP適宜文件傳輸，但不適宜于實時數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)控制系統(tǒng)大多采

4、用UDP協(xié)議。IP協(xié)議需要20個字節(jié)的固定開銷，采用UDP協(xié)議需要12個字節(jié)的固定開銷。對于I/O數(shù)據(jù)，每個點按2字節(jié)計算，每個信息包承載10個點，加上各層封裝的開銷，那么每個包長度為：對于模擬量數(shù)據(jù)，每個點按10字節(jié)計算，每個信息包承載10個點，加上各層封裝的開銷，那么每個包長度為：對于SOE量數(shù)據(jù)，每個點按15字節(jié)計算，每個信息包承載10個點，加上各層封裝的開銷，那么每個包長度為：那么數(shù)字量傳輸鏈路容量為：那么模擬量傳輸鏈路容量為：那么SOE量傳輸鏈路容量為：C3=3400000.121016640.5=13.4Mbps此外由于綜合監(jiān)控系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)還包括各相關系統(tǒng)維修信息應以事件觸發(fā)的方式

5、主動上傳至維修中心，單個子系統(tǒng)的維修信息量不會超過5Mbps，同時考慮到大局部設備同時發(fā)生故障的可能性很小，因此各集成系統(tǒng)維修信息所需傳輸網(wǎng)鏈路容量c約為30Mbps。2.2 西安地鐵2號線綜合監(jiān)控數(shù)據(jù)量統(tǒng)計西安地鐵2號線綜合監(jiān)控系統(tǒng)中典型車站效勞器各接口子系統(tǒng)點表信息如表1：西安地鐵2號線綜合監(jiān)控系統(tǒng)中典型車站效勞器各接口系統(tǒng)數(shù)據(jù)點數(shù)量如表2：從上述表中可以看出，按照地鐵運營消費的實際需求，西安地鐵2號線綜合監(jiān)控系統(tǒng)車站級效勞器數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)點具有子系統(tǒng)分類多，設備信息點詳細，數(shù)據(jù)量龐大等特點。西安地鐵2號線中央級綜合監(jiān)控系統(tǒng)單日數(shù)據(jù)信息量統(tǒng)計表如表3：中央級或車站級綜合監(jiān)控效勞器事件喪失是指綜

6、合監(jiān)控系統(tǒng)效勞器中央級，車站級由于數(shù)據(jù)存儲量超過系統(tǒng)軟件設定的上限值根據(jù)硬盤容量設定而數(shù)據(jù)更新動作發(fā)生意外使綜合監(jiān)控系統(tǒng)所集成互聯(lián)絡統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息只存儲于車站級效勞器內存中，無法進入中央級調度工作站，車站級工作站信息更新，出現(xiàn)工作站信息刷新不顯示、不更新的故障現(xiàn)象。因車站綜合監(jiān)控效勞器內存只能存儲2個小時的接口系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息，故信息事件喪失故障會出現(xiàn)兩種故障現(xiàn)象，其一為在2個小時內恢復數(shù)據(jù)更新動作，中央級以及車站級綜合監(jiān)控工作站可以恢復之前所有未刷新信息的顯示。其二為在2個小時內未恢復數(shù)據(jù)更新動作，中央級以及車站級綜合監(jiān)控工作將永久喪失局部數(shù)據(jù)信息無法恢復。需進一步進步中央級以及車站級綜合監(jiān)控系

7、統(tǒng)效勞器數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)存儲處理才能，滿足地鐵運營的實際需求。3 綜合監(jiān)控系統(tǒng)效勞器配置討論因綜合監(jiān)控系統(tǒng)中央級效勞器，車站級效勞器主要承擔車站機電設備的數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)存儲處理任務。故本次對中央級與車站級綜合監(jiān)控系統(tǒng)效勞器配置進展討論。3.1 站點分布式效勞器設置所謂站點分布式設置方案就是指綜合監(jiān)控系統(tǒng)在各站點含控制中心皆設置實時效勞器及分布式歷史數(shù)據(jù)庫，各站點被監(jiān)控對象的實時監(jiān)控數(shù)據(jù)都上傳到相應站點的效勞器中進展處理，并在本地歷史數(shù)據(jù)庫中進展存儲和管理。在日常工作期間，假設車站工作站需要查詢本區(qū)域范圍內的數(shù)據(jù)，那么只在本地調取相應區(qū)域數(shù)據(jù)庫中的相關數(shù)據(jù)即可。假設網(wǎng)絡上某個節(jié)點上的綜合監(jiān)控系統(tǒng)需

8、要查詢其它站點范圍內的相關數(shù)據(jù)，那么只須通過網(wǎng)絡調取相應站點數(shù)據(jù)庫中的相關數(shù)據(jù)即可?？刂浦行淖鳛橐粋€特殊站點考慮，控制中心的實時效勞器與車站效勞器采用一樣的配置?？刂浦行男谄髫撠煂C合監(jiān)控各互聯(lián)絡統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、報警分析、運算控制、事件記錄等事務，并承擔互聯(lián)絡統(tǒng)信息的存儲和管理。此外，由于電力監(jiān)控系統(tǒng)對實時響應要求較高，且站間聯(lián)絡較為嚴密，因此將PSCADA數(shù)據(jù)接入控制中心效勞器，各車站和車輛段接入的變電所綜合自動化系統(tǒng)監(jiān)控信息也實時傳送至控制中心效勞器進展集中處理、存儲和管理，有利于對全線的變電所綜合自動化系統(tǒng)信息的調用訪問和顯示，也便于控制中心電力調度人員對整個地鐵供電系統(tǒng)進展統(tǒng)一調度。另

9、外，為方便運營部門進展全線歷史數(shù)據(jù)的統(tǒng)一集中管理，也可以在網(wǎng)絡非繁忙期間，在指定時間內，將各站效勞器存儲的數(shù)據(jù)通過骨干網(wǎng)一次性匯總上傳到中央效勞器進展鏡像備份。站點分布式效勞器設置方案具有如下特點：1適宜分布式的管理與控制。實現(xiàn)全局數(shù)據(jù)在本地錄入、查詢、維修，這時由于計算機資源靠近用戶，可以降低通信代價，在涉及其它站點數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)只是少量的情況下，可以大大減少骨干網(wǎng)絡上的信息傳輸量，此外，存取的數(shù)據(jù)在本地數(shù)據(jù)庫中，在一定條件下進步了響應速度。2系統(tǒng)經(jīng)濟，可靠性高，可用性好。與一個大型計算機支持一個大型的集中式數(shù)據(jù)庫再加一些本地和遠程終端相比，由超級微型計算機或超級小型計算機支持的分布式數(shù)據(jù)庫

10、系統(tǒng)往往具有更高的性價比、施行靈敏性和較高可用性。由于數(shù)據(jù)分布在多個場地并有許多復制數(shù)據(jù)，在個別場地或個別通信鏈路發(fā)生故障時，不致于導致整個系統(tǒng)的崩潰，而且系統(tǒng)的局部故障不會引起全局失控。3可擴展性好，易于擴大。與站點分布式效勞器配置方案所匹配的分布式數(shù)據(jù)庫技術可以非常方便的支撐對系統(tǒng)的擴展，可增加站點的情況下，通過增加分布式數(shù)據(jù)庫的方法，迅速擴大已有的分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。這比重建一個大型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)要簡單，且節(jié)省了修改軟件所需要的時間和費用。4采用站點分布式設置的實時效勞器，僅負擔本站控制中心所轄范圍內數(shù)據(jù)處理級存儲業(yè)務，效勞器負荷適中，且對傳輸網(wǎng)絡的依賴性較小。由多個分布式效勞器及小型數(shù)據(jù)庫構

11、成的系統(tǒng)對效勞器性能要求較低，且有利于降低對系統(tǒng)效勞器及數(shù)據(jù)庫的投資。但該方案假設采用傳統(tǒng)的直接存儲技術那么需要所有站點效勞器具備足夠的存儲容量，將增加了重復的存儲本錢投入。3.2 中央集中與站點分布相結合的效勞器設置中央集中與站點分布式相結合的配置方案是指在各車站設置實時效勞器，主要用于監(jiān)控，負擔本站所轄范圍內的數(shù)據(jù)采集、報警分析、運算控制、事件記錄等事務。車站不設歷史數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)以文件形式存儲，歷史數(shù)據(jù)的存儲、整理、統(tǒng)計、分析等數(shù)據(jù)管理工作不在車站級實現(xiàn)。在中央設置全局的實時和歷史效勞器，全線所有站點的被監(jiān)控對象的實時監(jiān)控數(shù)據(jù)都通過綜合監(jiān)控系統(tǒng)骨干網(wǎng)傳輸傳送到中央來進展集中處理、存儲和管理。中央實時效勞器性能要求需高于車站實時效勞器。假設某個站點需要查詢相關數(shù)據(jù)，那么必須通過綜合監(jiān)控系統(tǒng)主干網(wǎng)絡來遠程調取中央全局歷史數(shù)據(jù)庫中的相關數(shù)據(jù)，傳輸網(wǎng)絡的依賴性較大。該效勞器配置方式有利于數(shù)據(jù)的多重保護和歷史數(shù)據(jù)的集中管理，但系統(tǒng)投資較大，目前地鐵建立較多采用此種方式。綜上所述，對于地鐵線路長站點多以及綜合監(jiān)控系統(tǒng)接口系統(tǒng)多，接口數(shù)據(jù)量較大的情況，宜采用站點分布式效勞器配置方案以緩解效勞器數(shù)據(jù)存儲處理符合，進步綜合監(jiān)控系統(tǒng)運行效率。4 完畢語地鐵2號線綜合監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)的高效轉發(fā)共享是地鐵綜合監(jiān)控