吳泰峰++江開雄++肖小峰

摘要：針對傳統(tǒng)馬賽克IBP盤的缺點，武漢軌道交通4號線綜合監(jiān)控系統(tǒng)在國內(nèi)首次采用大尺寸觸摸屏作為IBP盤面，本文重點研究電子IBP盤的設(shè)計和實施方案。整套設(shè)備采用一體化結(jié)構(gòu)，由觸摸屏、馬賽克盤面、梯形機柜、操作臺組成，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)運營功能需求和大尺寸觸摸屏特點，采用虛擬三維場景盤面和少量馬賽克盤面相結(jié)合的方案，監(jiān)視、控制車站重要機電設(shè)備；系統(tǒng)數(shù)據(jù)通過冗余Ethernet、Controlnet進(jìn)行傳遞。根據(jù)性能分析和投入地鐵運營效果顯示：基于觸摸屏的電子IBP盤具有外觀美觀、狀態(tài)直觀形象、冗余可靠、畫面可柔性布置與擴展等優(yōu)點。

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

中圖分類號：U491.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2017）02-0138-02

1 引言

IBP盤（Integrated Backup Panel，綜合后備盤）是為提高緊急情況下車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行，在特殊情況下，由控制中心授權(quán)車站來完成運營管理，此時IBP盤發(fā)揮作用。通過IBP盤對本車站進(jìn)行應(yīng)急管理，為故障處理或搶險爭取第一時間。

當(dāng)前地鐵項目中IBP盤普遍采用的馬賽克盤面，馬賽克盤面具有安裝方便、維護(hù)成本低、技術(shù)成熟等優(yōu)點[2]。但也存在如下缺點：需要布置大量按鈕、指示燈來滿足功能要求；一些按鈕因布置過高引起操作不便；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控室值班人員做出正確判斷與處理；盤面布置方案一旦實施就很難調(diào)整。針對傳統(tǒng)馬賽克盤面的不足，目前武漢軌道交通4號線綜合監(jiān)控系統(tǒng)，在國內(nèi)首次采用電子觸摸屏作為IBP盤面[3]，本文重點研究電子觸摸屏IBP盤的設(shè)計和實施方案。

2 電子IBP盤的組成設(shè)計

電子IBP盤結(jié)構(gòu)三維結(jié)構(gòu)詳細(xì)分述如下：

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

（2）落地柜體連接IBP盤體和操作臺，采用梯形箱體設(shè)計，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，同時安裝線槽和端子排。

（3）每個車站控制室一體化控制臺（綜合操作臺）呈U型布置，由觸摸屏、馬賽克盤面、梯形機柜、操作臺。操作臺上可放置相關(guān)系統(tǒng)顯示器、標(biāo)準(zhǔn)鍵盤（?。?，并提供操作人員工作的平臺。

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

（5）IBP盤一體化柜總體按5°夾角弧形布置，機柜前、后設(shè)快卸門。

3 電子IBP盤的功能設(shè)計

3.1 系統(tǒng)描述

IBP盤主要由三個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盤由2臺觸摸屏和1臺無觸摸功能顯示屏組成。1#和2#觸摸屏分別配有1臺工作站，每臺工作站都裝有ezISCS軟件平臺和數(shù)據(jù)庫軟件，每臺工作站同時與現(xiàn)場BAS主PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)連接，保證2臺工作站的數(shù)據(jù)一致性，同時每臺工作站中都裝有2個觸摸屏所需的畫面，若有其中1臺觸摸屏或者工作站發(fā)生故障，在另1臺的觸摸屏和工作站上可以通過畫面切換的功能實現(xiàn)緊急操作，實現(xiàn)冗余配置。3#屏不具備觸摸功能，只用于顯示實時監(jiān)控錄像。

（2）2塊觸摸屏盤面內(nèi)所包含的專業(yè)通過硬線與IBP盤端子建立連接，信號進(jìn)入到IBP盤內(nèi)的IO模板中，然后通過IBP盤PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，處理后的數(shù)據(jù)通過車站的網(wǎng)絡(luò)傳到2臺工作站中的軟件中。

（3）馬賽克盤面所包含與行車安全聯(lián)系緊密的系統(tǒng)。馬賽克盤面所包含的專業(yè)通過硬線與IBP盤端子建立連接，通過IBP盤內(nèi)的繼電器和硬線來達(dá)到顯示和控制目的。

3.2 功能分區(qū)設(shè)計

1#電子屏區(qū)域三維圖元直觀顯示安全門、電扶梯各種狀態(tài)，另外畫面配置左右畫面切換按鈕，實現(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，并通過三維圖元顯示車站和隧道緊急模式執(zhí)行狀態(tài)，另外畫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，視頻源來自CCTV專業(yè)的四畫面分割器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)控列出信號專業(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、門禁、閘機和消防泵專業(yè)，并在設(shè)置模式使能開關(guān)、觸摸屏使能開關(guān)和試燈按鈕。

4 電子IBP盤的性能分析

軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)的UPS供電分站級集中式（專設(shè)UPS集中對各子系統(tǒng)供電）UPS供電和站級分散式（各子系統(tǒng)設(shè)獨立UPS）UPS供電兩種，本案例采用站級集中式UPS對電子IBP盤進(jìn)行不間斷供電，保證了系統(tǒng)設(shè)備運行環(huán)境的可靠性。

馬賽克盤面所包含的專業(yè)通過硬線與IBP盤端子建立連接，各專業(yè)的控制指令下發(fā)與狀態(tài)指示不經(jīng)過PLC模塊，直接通過繼電器和指示燈來工作，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盤由2塊觸摸屏構(gòu)成，每臺觸摸屏都配有1臺工作站主機，每臺工作站都配置相同的圖形軟件和數(shù)據(jù)庫軟件。（2）對于網(wǎng)絡(luò)，每臺工作站配置雙網(wǎng)卡，保證網(wǎng)絡(luò)的冗余性。（3）對于接口數(shù)據(jù)，電子屏所包含的專業(yè)通過AB的IO模塊進(jìn)入到IBP盤的PLC中，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后通過冗余的現(xiàn)場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，都可以通過其他的觸摸屏和工作站完成工作，保證整個系統(tǒng)的可靠性。

5 結(jié)語

在國內(nèi)首次將電子觸摸屏應(yīng)用于武漢軌道交通4號線綜合監(jiān)控系統(tǒng)IBP盤，針對傳統(tǒng)馬賽克盤面不直觀、操作不便等缺點，基于觸摸屏的電子IBP盤具有外觀美觀、狀態(tài)直觀形象、盤面冗余可靠、畫面可柔性布置與擴展等優(yōu)點，武漢軌道交通4號線已于2013年12月28日正式通車，自電子IBP盤交付兩月以來，運營一切正常。

參考文獻(xiàn)

[1]魏曉東.城市軌道交通自動化系統(tǒng)與技術(shù)[M].電子工業(yè)出版社，2004.[Wei X D.Urban rail transit automation systems and technology[M].Electronic Industry Press，2004.]

[2]劉曉軍，吉榮燕，馬筱燕.綜合后備控制盤（IBP）設(shè)計問題的探討[J].都市快軌交通，2007，20（2）：44-46.[Liu X J，Ji R Y， Ma X Y.Discussion on the Design of the Integrated Backup Panel[J].URBAN RAPID RAIL TRANSIT，2007，20（2）：44-46.]

[3]李愛軍，張發(fā)明.城市軌道交通車站IBP盤功能實現(xiàn)分析[J].現(xiàn)代城市軌道交通，2009（1）：10-12.[Li A J，Zhang F M.Function and realization of station IBP in Urban rail transit[J].Modern Urban Transit，2009（1）：10-12.]