轨道交通ISCS系统综述课件.ppt
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1、,ISCS系统综述,主讲人:黄路2009 年 11月10日,深圳地铁1号线续建综合监控项目培训,1,PPT课件,内容提纲,第一章 综合监控系统简介及发展概述第二章 系统要求和设计原则第三章 总体方案第四章 系统及网络结构第五章 软件平台架构及应用第六章 ISCS的主要系统功能和HMI,2,PPT课件,第一章 综合监控系统简介及发展概述,3,PPT课件,1.1 ISCS系统,ISCS = Integrated Supervision and Control System典型的大型分层分布式监控系统具有典型的CIMS (Computer Integrated Manufacture System)
2、结构特点体系结构中央ISCS系统、车站ISCS系统、现场控制系统实时数据库、关系历史数据库支撑体系:数据库技术、计算机网络技术,4,PPT课件,1.2分立系统的缺点,各子系统设备种类多,监控分散人机界面平台、风格和操作不统一无法实现直接的信息共享无法实现全线统一的权限管理各系统联动功能实现复杂需要的监控和维护人员多,成本高,5,PPT课件,1.3 ISCS系统的优势,实现地理和管理上分散的各系统集中监控和管理提供各系统这间的完备的信息共享和联动平台能够实现多种接口协议(Modbus,IEC104等等),多种异质网络和异质数据库的互联有着成熟计算机和网络技术的保证实现地铁信息化的有效整合,使信息
3、及时、准确、可靠地在系统内流通,并为有关部门共享和领导决策所用,6,PPT课件,1.4实施ISCS系统的必要性,实现资源共享,信息互通,提升自动化水平,提高地铁运营效率ISCS将提高自动化系统的安全性、可靠性及快速响应能力ISCS可实现高性能价格比、减少重复投资和后期维护成本ISCS为地铁运营管理提供信息集成平台ISCS的上述特点使地铁运营选择ISCS成为趋势,7,PPT课件,1.5 ISCS系统实施条件,人、技术、管理三者的有机结合人:建设、运营、集成商和厂商技术:自动化、通信、计算机和网络技术管理:项目管理,8,PPT课件,1.6国外ISCS系统发展状况,西班牙毕巴尔巴额地铁法国巴黎号线香
4、港地铁将军澳线香港地铁迪士尼线墨西哥城地铁线西班牙马德里地铁新加坡东北线,9,PPT课件,.7国内ISCS发展状况,国内地铁第一次采用综合自动化监控系统的是深圳地铁1号线(SCADA、 BAS、 FAS)广州地铁3号线、4号线ISCS集成、互连了12个子系统广州地铁5号线ISCS深度集成了PSCADA、BAS,共接入15个子系统北京地铁10号线ISCS深度集成了PSCADA、BAS,互连了ATS、 FAS、CLK、PA、CCTV、AFC、PIS、PSD、IAS、TCC、通信集中告警子系统,10,PPT课件,第二章 系统要求和设计原则,11,PPT课件,2.1地铁运营对自动化系统的基本要求,列车
5、运行管理对列车的运行调度指挥,保证行车安全和准点的信号控制管理系统。车站站务管理车站秩序管理、票务管理和安全管理,保障乘客上下车和列车到发的安全和准点,避免站内发生意外事故设备运转管理设备运转的管理以机电设备管理为主,主要是供电系统和地下车站中的通风和空调系统,12,PPT课件,地铁运营对自动化系统的基本要求,列车运行管理主要由信号系统及行车调度系统支持实现车站站务管理、设备运转管理是在列车运行管理地基础上,综合机电设备监控系统等各专业子系统的信息来实现的,13,PPT课件,地铁运营对自动化系统的基本要求,列车运行系统:隧道、站台、线路、车辆、牵引供电、信号、控制中心、车站行车等客运服务系统:
6、车站及照明、售检票机计算中心、导向及预告措施、消防、环控、自动扶梯、电梯、车站服务等检修保障系统:为保障上述设备性能良好、能随时启动重新投入运行而具备的检修手段能力等,14,PPT课件,15,PPT课件,16,PPT课件,2.2系统设计原则,(1)突出设计目标ISCS围绕行车和行车指挥、防灾和安全、乘客服务等目标进行设计,目的是为了进一步提高运营行车管理的水平。(2)明确服务对象ISCS服务的对象是OCC调度员(如行车调度员、电力调度员、环境调度员、维修调度员、总调度员等)和车站的值班站长、值班人员等。,17,PPT课件,(3)注重安全性原则ISCS采用中心、车站、就地控制三级监控在中心:总调
7、、电调、行调、环调。在车站:值班站长、操作员。在一定权限范围下,ISCS系统在中心可以完成地铁全部设备的监控功能,在车站可完成本车站的监控功能。中心与车站在功能上存在冗余重叠的部分,且监控侧重点有所不同。,18,PPT课件,PSCADA以中心监控功能为主,实现全线电力设备的监控操作;变电所操作员可对变电所设备、三轨设备进行实时监视,在中心授权的情况下可控制本车站变电所供电设备。如果ISCS系统在中心及车站全部不能监控,ISCS系统可通过车站综合后备盘(IBP)提供的硬线或独立完整的控制通道实施控制,操作员也可通过控制现场就地开关直接向关键的子系统发出重要的监控命令,以保证地铁的正常、安全运营。
8、,19,PPT课件,(4)ISCS采用成熟的先进技术由于地铁系统规模一般非常之大,成熟且先进的技术可以减少整个系统的风险,提高总体安全性。ISCS采用100M 工业以太网软件系统采用服务器/客户机的体系结构。采用关系型数据库SQLServer完成历史数据的管理,20,PPT课件,选用可靠稳定的大型系统平台软件及应用软件ISCS系统平台软件:WindowsServer+WindowsXP+WindowsXPEWindowsServer:稳定性和兼容性好,性能优越WindowsXP:众多应用、友好人机界面、灵活驱动Windows XPE:稳定性及快速性应用软件选用运行于Windows平台之上的大型
9、SCADA软件MACS-SCADA,21,PPT课件,(5)ISCS采用完善的权限管理向全体运营人员、维护人员、管理人员提供完整的、实用的权限表,以实现完整的权限功能。(6)ISCS完成软件联动功能ISCS系统可根据不同系统之间的联动要求,设计并实现必要的系统间联动,以提高地铁运营的安全性,可改进各专业之间的协调,提高应急处理能力,减轻紧急情况下运营人员的工作压力,避免发生不必要的操作错误,降低劳动强度。对重要的系统联动,必须经过运营人员的手动确认方可执行。,22,PPT课件,(7)ISCS充分考虑系统可靠性原则硬件冗余设计:ISCS系统硬件设备(服务器、操作员工作站、交换机、FEP)及相应软
10、件(服务器、FEP的主备冗余软件、冗余网络)按照冗余原则进行设计。操作员站功能冗余。通过口令权限的限定,任何操作员站可以完成系统支持的全部操作员功能。,23,PPT课件,(8)信息丰富、实用性、满足运营需要的原则ISCS系统围绕正常、灾害、故障、阻塞等模式进行功能设计。在正常运营模式下,运营的不同专业需按照各自的操作运营规程完成各自的正常工作。在非正常运营模式下,如灾害、故障、阻塞工况下,ISCS系统可以设计对应的工作模式,既可提供相关信息,亦可提供程序化的、正确的操控手段,协调不同专业的工作。当出现异常情况,ISCS系统可迅速地自动转变为应急模式,为防灾、救援和事故处理指挥提供方便。,24,
11、PPT课件,允许不同级别类型的操作员在权限允许的范围内对ISCS系统信息全面共享。具备历史数据管理、事件记录、操作记录等功能根据实际运营人员综合监控的需要,可将PSCADA、BAS、ATS、AFC的重要内容投影到控制中心的大屏幕上,为运营人员提供全面、丰富的实时信息。通过车站信息系统的信息传递,向乘客提供更为丰富的列车信息,提高地铁列车的服务质量,同时兼顾地铁的广告效应,提高综合收入水平。,25,PPT课件,(9)可维护性:可显著降低维修及维护成本。(10)可扩展性:为工程扩展、换乘站或线路间的互连提供基础条件,ISCS系统软件及硬件预留一定的软硬件的可扩展空间。(11)工程的可实施性和利时公
12、司为1号线续建工程实施配备了大量专业人员,均从事轨道交通综合监控行业多年,具备丰富专业的地铁行业专门知识,了解地铁综合监控的建设过程及工程方法,可把握准确工程执行过程的重点、难点。,26,PPT课件,第三章 总体方案,27,PPT课件,3.1ISCS系统构成原则,原则(I)综合监控系统应围绕列车安全稳定运行、地铁经营效率提高、机电设备良好运转、旅客服务完善等目标进行设置。综合监控系统面向OCC电调、环调、行调、总调及车站值班长和值班员,满足这些岗位功能需求。综合监控系统采取分层分布式结构,由中央监控中心级(OCC)中央监控系统、车站级车站监控系统以及车站内的基础自动化(设备自动化)系统组成,三
13、层网络、三层管理。,28,PPT课件,原则(II)系统须采用先进的计算机网络构建硬件平台,并设置网络管理系统提供对网络的性能管理、配置管理和故障管理。系统须采用先进的计算机集成系统软件体系对各子系统进行集成。软件体系支持所有子系统的功能要求,支持综合自动化监控系统高性能指标的实现。系统必须具备完善的人机界面体系支持综合监控功能实现。,29,PPT课件,原则(III)综合监控系统须采用可靠性设计,系统设备和系统构成应安全可靠。硬、软件技术先进成熟、能够高可靠高稳定运行。备冗余分层分布结构,尽可能采用光纤传输介质。系统须采用行之有效的抗干扰措施。车站内的子系统一般采用工业控制网络或现场总线,分散控
14、制结构,自律式控制器保证基础自动化层的安全可靠。,30,PPT课件,原则(IV)综合监控系统应为开放系统,硬件设备通信接口、网络协议、数据库等均采用国际标准,具有ODBC、OPC标准接口功能系统应具有较大的扩展能力,支持分期施工。系统可采用多媒体技术为地铁工程提供更强的功能系统提供较广阔的集成平台,能接入其他的系统也能对地铁工程进程中新出现的项目进行集成系统具有集成第三方设备和软件的能力,31,PPT课件,原则(V)综合监控系统须采用先进的计算机集成系统软件对各相关系统进行无缝地接口。系统软件支持所有相关系统的功能要求,支持综合监控系统性能指标的实现。各被集成或互联的子系统保证相对独立工作。当
15、出现异常情况由正常运行方式转为灾害运行方式时,综合监控系统能迅速转变为灾害模式,为防灾、救援和事故处理的指挥提供方便。,32,PPT课件,原则(VI)综合监控系统采用工业级产品,保证能全天候724小时不间断地远行。综合监控系统采用模块化设计,易于扩展。综合监控系统不仅满足线路本身运营和管理的要求,并能为今后线路的扩展以及其它线的接入和与更高一级管理系统连接预留一定的条件。综合监控系统须在信息的处理上坚持实时监控信息和事务信息严格分开的原则,保证信息安全和网络安全。综合监控系统需采用深度集成模式构建,采用同一软件平台集成子系统、实现综合监控和联动控制。,33,PPT课件,3.2总体方案,(1)深
16、度集成ISCS提供该子系统的全部硬件,通过ISCS系统HMI完成对该子系统的全部监控功能,监控信息通过ISCS网络传输,该子系统在脱离ISCS后无法完成自身的监控功能。深度集成综合监控系统使用同一软件平台将被集成子系统完全集成在系统之内数据库对数据库的对接变为数据库的映射和包含关系减少了不必要的中间环节,保证系统性能PSCADA、BAS、FAS优点:软件功能统一,HMI统一,内部接口,提高工程可执行力,34,PPT课件,(2)互连该子系统具有完整的软硬件及数据传输网络,ISCS通过数据接口完成对该系统的据交换,通过HMI完成监视功能。PIS、ATS、CLK、AFC、PIS、PSD、ISDS、U
17、PS、TEL、TSDS,35,PPT课件,ISCS与相关系统的接口主要包括:串行数据接口、局域网数据接口、硬线接口等类型。串行数据接口采用标准的RS422/485/232接口,支持通用、开放、软件解码的协议。局域网数据接口采用10Mbps/100Mbps自适应IEEE802.3以太网接口,支持TCP/IP接口,支持通用、开放、软件解码的协议。,36,PPT课件,3.3工程主要特点,规模大,点数多(估算点15万,总体规模20万)深度集成(PSCADA、BAS、FAS)变电所综合监控系统数据库、图形软件同步调试电力先行开通,37,PPT课件,.4现场总体调试方案,车站大联调,内容有:按照端到端的测
18、试原则(100%的PSCADA点;100%的在点到点测试中失败点;100%的变更点;抽测点到点测试中成功点、且涵盖所有的设备类,抽测点比例将符合相关标准要求)检查从HMI到现场设备的正常功能;验证ISCS对各接口子系统设备正常监控功能;集成测试,包括与其它接口的特殊功能测试。,38,PPT课件,3.5现场总体调试方案,中心大联调,内容有:验证ISCS对各接口子系统设备的正常监控功能,如PSCADA中心监控、FAS监视与报警、BAS的区间监控等等;在车站端到端对点测试成功后,中心对样板站进行100%的端到端测试,中心对其它车站进行端到端对点抽测。必须进行全部的功能、性能检查,如:如联动功能、历史
19、、事件、报表功能、权限移交、计算统计等。,39,PPT课件,第四章 系统及网络结构,40,PPT课件,4.1总体结构,41,PPT课件,总体硬件构成,服务器磁盘阵列交换机通讯控制器工作站打印机IBP盘机柜及附件,42,PPT课件,4.2中央级ISCS OCC,43,PPT课件,OCC硬件构成,冗余的实时服务器冗余的历史服务器历史磁盘阵列三层冗余交换机通讯控制器双屏调度员工作站(总调、行调、电调、环调)事件打印机报表打印机屏幕拷贝打印机,44,PPT课件,4.3车站级ISCS 车站,45,PPT课件,车站硬件构成,冗余的车站网络交换机冗余的车站服务器车站双屏工作站车站通信控制器车站打印机综合后备
20、盘IBP车站机柜及附件,46,PPT课件,车站级ISCS 车辆段,47,PPT课件,车辆段硬件构成,冗余的车辆段网络交换机冗余的车辆段服务器车辆段双屏工作站车辆段通信控制器车辆段打印机车辆段机柜及附件,48,PPT课件,4.4网络结构,主干网整个中央监控网为冗余的100/1000Mbps交换式以太网,符合IEEE 802.3标准,采用TCP/IP协议。冗余配置各相应端口连接OCC各个设备构成了双星型中央监控网。每套中央交换机中配有4个单模光纤千兆网口,用来连接MBN。还配置48个10/100M以太网接口,连接OCC设备、一期综合监控系统、竹子林车辆段维修中心,构成中央监控网。车站级监控网为双冗
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