吳泰峰++江開(kāi)雄++肖小峰

摘要：針對(duì)傳統(tǒng)馬賽克IBP盤(pán)的缺點(diǎn)，武漢軌道交通4號(hào)線綜合監(jiān)控系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)首次采用大尺寸觸摸屏作為IBP盤(pán)面，本文重點(diǎn)研究電子IBP盤(pán)的設(shè)計(jì)和實(shí)施方案。整套設(shè)備采用一體化結(jié)構(gòu)，由觸摸屏、馬賽克盤(pán)面、梯形機(jī)柜、操作臺(tái)組成，柜內(nèi)預(yù)留空間安裝PLC控制器、FAS網(wǎng)關(guān)、IO模塊、繼電器；根據(jù)運(yùn)營(yíng)功能需求和大尺寸觸摸屏特點(diǎn)，采用虛擬三維場(chǎng)景盤(pán)面和少量馬賽克盤(pán)面相結(jié)合的方案，監(jiān)視、控制車(chē)站重要機(jī)電設(shè)備；系統(tǒng)數(shù)據(jù)通過(guò)冗余Ethernet、Controlnet進(jìn)行傳遞。根據(jù)性能分析和投入地鐵運(yùn)營(yíng)效果顯示：基于觸摸屏的電子IBP盤(pán)具有外觀美觀、狀態(tài)直觀形象、冗余可靠、畫(huà)面可柔性布置與擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：城市交通；電子IBP盤(pán)；一體化結(jié)構(gòu)；三維場(chǎng)景；冗余；柔性化布置

中圖分類(lèi)號(hào)：U491.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2017）02-0138-02

1 引言

IBP盤(pán)（Integrated Backup Panel，綜合后備盤(pán)）是為提高緊急情況下車(chē)控室值班人員的防災(zāi)救災(zāi)能力而設(shè)置[1]。正常情況下，由控制中心調(diào)度人員指揮全線路的運(yùn)行，在特殊情況下，由控制中心授權(quán)車(chē)站來(lái)完成運(yùn)營(yíng)管理，此時(shí)IBP盤(pán)發(fā)揮作用。通過(guò)IBP盤(pán)對(duì)本車(chē)站進(jìn)行應(yīng)急管理，為故障處理或搶險(xiǎn)爭(zhēng)取第一時(shí)間。

當(dāng)前地鐵項(xiàng)目中IBP盤(pán)普遍采用的馬賽克盤(pán)面，馬賽克盤(pán)面具有安裝方便、維護(hù)成本低、技術(shù)成熟等優(yōu)點(diǎn)[2]。但也存在如下缺點(diǎn)：需要布置大量按鈕、指示燈來(lái)滿(mǎn)足功能要求；一些按鈕因布置過(guò)高引起操作不便；指示燈不能直觀、逼真顯示出監(jiān)控設(shè)備的狀態(tài)，不利于緊急情況下車(chē)控室值班人員做出正確判斷與處理；盤(pán)面布置方案一旦實(shí)施就很難調(diào)整。針對(duì)傳統(tǒng)馬賽克盤(pán)面的不足，目前武漢軌道交通4號(hào)線綜合監(jiān)控系統(tǒng)，在國(guó)內(nèi)首次采用電子觸摸屏作為IBP盤(pán)面[3]，本文重點(diǎn)研究電子觸摸屏IBP盤(pán)的設(shè)計(jì)和實(shí)施方案。

2 電子IBP盤(pán)的組成設(shè)計(jì)

電子IBP盤(pán)結(jié)構(gòu)三維結(jié)構(gòu)詳細(xì)分述如下：

（1）IBP盤(pán)采用落地式結(jié)構(gòu)，其中IBP盤(pán)體的前上部安裝3塊觸摸屏（55英寸，液晶觸摸屏），中部由3塊1325×125mm（寬*高）馬賽克盤(pán)面拼接組成，表面安裝按鈕、狀態(tài)指示燈、鑰匙開(kāi)關(guān)，雕刻文字。

（2）落地柜體連接IBP盤(pán)體和操作臺(tái)，采用梯形箱體設(shè)計(jì)，其內(nèi)部可安裝控制器、通訊模塊、PLC輸入輸出模塊、繼電器等設(shè)備，同時(shí)安裝線槽和端子排。

（3）每個(gè)車(chē)站控制室一體化控制臺(tái)（綜合操作臺(tái)）呈U型布置，由觸摸屏、馬賽克盤(pán)面、梯形機(jī)柜、操作臺(tái)。操作臺(tái)上可放置相關(guān)系統(tǒng)顯示器、標(biāo)準(zhǔn)鍵盤(pán)（小），并提供操作人員工作的平臺(tái)。

（4）充分考慮IBP盤(pán)柜內(nèi)設(shè)備的需求，設(shè)置安裝背板、工作站主機(jī)固定式安裝板，線槽、接線端子、電源插座、接地排、防塵蓋板等配件。

（5）IBP盤(pán)一體化柜總體按5°夾角弧形布置，機(jī)柜前、后設(shè)快卸門(mén)。

3 電子IBP盤(pán)的功能設(shè)計(jì)

3.1 系統(tǒng)描述

IBP盤(pán)主要由三個(gè)觸摸屏和一部分馬賽克組成，工作原理如圖1所示，詳細(xì)分述如下：

（1）電子IBP盤(pán)由2臺(tái)觸摸屏和1臺(tái)無(wú)觸摸功能顯示屏組成。1#和2#觸摸屏分別配有1臺(tái)工作站，每臺(tái)工作站都裝有ezISCS軟件平臺(tái)和數(shù)據(jù)庫(kù)軟件，每臺(tái)工作站同時(shí)與現(xiàn)場(chǎng)BAS主PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)連接，保證2臺(tái)工作站的數(shù)據(jù)一致性，同時(shí)每臺(tái)工作站中都裝有2個(gè)觸摸屏所需的畫(huà)面，若有其中1臺(tái)觸摸屏或者工作站發(fā)生故障，在另1臺(tái)的觸摸屏和工作站上可以通過(guò)畫(huà)面切換的功能實(shí)現(xiàn)緊急操作，實(shí)現(xiàn)冗余配置。3#屏不具備觸摸功能，只用于顯示實(shí)時(shí)監(jiān)控錄像。

（2）2塊觸摸屏盤(pán)面內(nèi)所包含的專(zhuān)業(yè)通過(guò)硬線與IBP盤(pán)端子建立連接，信號(hào)進(jìn)入到IBP盤(pán)內(nèi)的IO模板中，然后通過(guò)IBP盤(pán)PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，處理后的數(shù)據(jù)通過(guò)車(chē)站的網(wǎng)絡(luò)傳到2臺(tái)工作站中的軟件中。

（3）馬賽克盤(pán)面所包含與行車(chē)安全聯(lián)系緊密的系統(tǒng)。馬賽克盤(pán)面所包含的專(zhuān)業(yè)通過(guò)硬線與IBP盤(pán)端子建立連接，通過(guò)IBP盤(pán)內(nèi)的繼電器和硬線來(lái)達(dá)到顯示和控制目的。

3.2 功能分區(qū)設(shè)計(jì)

1#電子屏區(qū)域三維圖元直觀顯示安全門(mén)、電扶梯各種狀態(tài)，另外畫(huà)面配置左右畫(huà)面切換按鈕，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)冗余備份功能；2#電子屏區(qū)域布置圖元緊急模式按鈕，并通過(guò)三維圖元顯示車(chē)站和隧道緊急模式執(zhí)行狀態(tài)，另外畫(huà)面配置上下切換大大按鈕降低操作高度；3#電子屏區(qū)域不具備觸摸功能，用于顯示CCTV監(jiān)控錄像，視頻源來(lái)自CCTV專(zhuān)業(yè)的四畫(huà)面分割器DVI輸出接口；馬賽克區(qū)域布置按鈕和指示燈用于緊急情況下監(jiān)控列出信號(hào)專(zhuān)業(yè)。

馬賽克區(qū)域布置旋鈕、按鈕和指示燈用于緊急情況下監(jiān)控安全門(mén)、門(mén)禁、閘機(jī)和消防泵專(zhuān)業(yè)，并在設(shè)置模式使能開(kāi)關(guān)、觸摸屏使能開(kāi)關(guān)和試燈按鈕。

4 電子IBP盤(pán)的性能分析

軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)的UPS供電分站級(jí)集中式（專(zhuān)設(shè)UPS集中對(duì)各子系統(tǒng)供電）UPS供電和站級(jí)分散式（各子系統(tǒng)設(shè)獨(dú)立UPS）UPS供電兩種，本案例采用站級(jí)集中式UPS對(duì)電子IBP盤(pán)進(jìn)行不間斷供電，保證了系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行環(huán)境的可靠性。

馬賽克盤(pán)面所包含的專(zhuān)業(yè)通過(guò)硬線與IBP盤(pán)端子建立連接，各專(zhuān)業(yè)的控制指令下發(fā)與狀態(tài)指示不經(jīng)過(guò)PLC模塊，直接通過(guò)繼電器和指示燈來(lái)工作，中間環(huán)節(jié)少，減少了故障率，可靠性較高。

如圖2所示，電子屏硬件、數(shù)據(jù)流采用全冗余配置。

（1）電子IBP盤(pán)由2塊觸摸屏構(gòu)成，每臺(tái)觸摸屏都配有1臺(tái)工作站主機(jī)，每臺(tái)工作站都配置相同的圖形軟件和數(shù)據(jù)庫(kù)軟件。（2）對(duì)于網(wǎng)絡(luò)，每臺(tái)工作站配置雙網(wǎng)卡，保證網(wǎng)絡(luò)的冗余性。（3）對(duì)于接口數(shù)據(jù)，電子屏所包含的專(zhuān)業(yè)通過(guò)AB的IO模塊進(jìn)入到IBP盤(pán)的PLC中，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后通過(guò)冗余的現(xiàn)場(chǎng)總線和冗余的以太網(wǎng)將信息傳到工作站中，可以保障數(shù)據(jù)流的可靠性。（4）對(duì)于硬件設(shè)備，任一觸摸屏或者工作站發(fā)生故障，都可以通過(guò)其他的觸摸屏和工作站完成工作，保證整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。

5 結(jié)語(yǔ)

在國(guó)內(nèi)首次將電子觸摸屏應(yīng)用于武漢軌道交通4號(hào)線綜合監(jiān)控系統(tǒng)IBP盤(pán)，針對(duì)傳統(tǒng)馬賽克盤(pán)面不直觀、操作不便等缺點(diǎn)，基于觸摸屏的電子IBP盤(pán)具有外觀美觀、狀態(tài)直觀形象、盤(pán)面冗余可靠、畫(huà)面可柔性布置與擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)，武漢軌道交通4號(hào)線已于2013年12月28日正式通車(chē)，自電子IBP盤(pán)交付兩月以來(lái)，運(yùn)營(yíng)一切正常。

參考文獻(xiàn)

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