張海尚，李劍波

0 引言

綜合監(jiān)控系統(tǒng)（ISCS）[1-4]近年來已成為各個城市軌道交通機電自動化領域的主要建設系統(tǒng)之一，直接服務于電調(diào)、環(huán)調(diào)、站務等各個崗位，以保證全線所有機電系統(tǒng)“正常工況下經(jīng)濟運行、緊急工況下安全運行”的主要目的，并且逐漸向著更加系統(tǒng)化、集成化的方向發(fā)展，其目的是用系統(tǒng)化方法將各個分散的自動化系統(tǒng)聯(lián)結(jié)為一個有機的整體，實現(xiàn)各個專業(yè)、各個系統(tǒng)之間的信息互通和資源共享，以提高各系統(tǒng)的協(xié)調(diào)配合能力，高效實現(xiàn)系統(tǒng)間的聯(lián)動。

綜合監(jiān)控系統(tǒng)集成和互聯(lián)數(shù)十個系統(tǒng)和專業(yè)，并且隨著電能質(zhì)量管理系統(tǒng)、視頻分析系統(tǒng)、智能疏散系統(tǒng)、供電安全管理系統(tǒng)等新系統(tǒng)的建設，接口[5-6]數(shù)量和形式越來越多，因此接口管理是否合理是保證整個系統(tǒng)順利實施的首要任務。當前項目實施中，接口管理中主要存在物理接口多樣化、軟件協(xié)議私有化、通訊介質(zhì)不統(tǒng)一等現(xiàn)象，導致接口管理難度大，維護困難等問題出現(xiàn)。為此，本文主要分析綜合監(jiān)控系統(tǒng)外部接口的特點，提出接口標準化[3]建議、接口臺賬管理和接口測試的基本方案，以及在綜合聯(lián)調(diào)[2，5]中接口調(diào)試的主要應對策略和建議等。

1 接口標準化

1.1 接口關系

綜合監(jiān)控系統(tǒng)，負責對地鐵所有機電設備和系統(tǒng)進行狀態(tài)監(jiān)視和控制，并且實現(xiàn)信息共享和協(xié)同工作。從數(shù)據(jù)資源的耦合性角度將接入方式區(qū)分為集成和互聯(lián)兩類。常規(guī)集成系統(tǒng)包括：環(huán)境與設備監(jiān)控系統(tǒng)（BAS）、電力監(jiān)控系統(tǒng)（PSCADA）、火災自動報警系統(tǒng)（FAS）等；互聯(lián)系統(tǒng)包括：乘客資訊系統(tǒng)（PIS）、自動售檢票系統(tǒng)（AFC）、綜合安防系統(tǒng)（ISDS）、廣播系統(tǒng)（PA）、屏蔽門系統(tǒng)（PSD）、信號系統(tǒng)（SIG）、時鐘（CLK）等[1，3]。

圖1以地鐵典型車站綜合監(jiān)控系統(tǒng)為例示意了接口各系統(tǒng)之間的接口關系。綜合監(jiān)控系統(tǒng)將所有機電系統(tǒng)整合為一個有機的數(shù)據(jù)中心，對全線自動化系統(tǒng)和機電設備進行經(jīng)濟節(jié)能、安全高效的控制和運營。

1.2 接口分析

根據(jù)接口位置的不同，綜合監(jiān)控系統(tǒng)的外部接口常見的接入位置包括：交換機、前置機、工作站、光電轉(zhuǎn)換裝置，以及專用的協(xié)議轉(zhuǎn)換設備處。

圖1 ISCS主要數(shù)據(jù)接口關系示意圖

根據(jù)接口介質(zhì)的不同，綜合監(jiān)控系統(tǒng)的外部接口線纜介質(zhì)種類包括：超五類屏蔽雙絞線、單模光纜、多模光纜、RS485總線、RS422總線、視頻線纜、音頻線纜等等。

根據(jù)應用層接口協(xié)議的不同，綜合監(jiān)控系統(tǒng)的外部接口協(xié)議常見類型有：ModbusTCP、ModbusRTU、OPC、IEC104、NTP、常用PLC系統(tǒng)的工業(yè)協(xié)議（AB EtherNet、Siemens ProfiBUS等），以及某些設備和系統(tǒng)廠家提供的自定義非標協(xié)議（常見于信號系統(tǒng)、車輛等接口）或者SDK開發(fā)包（常見于CCTV接口）等。

同時，考慮車站規(guī)模的大小、接口設備間的距離等因素，對于同一個接口系統(tǒng)在線路的不同節(jié)點可能會出現(xiàn)不同的接口位置和接口介質(zhì)，例如：大型換乘站內(nèi)由于設備房距離較遠，BAS系統(tǒng)通過光纜接入ISCS系統(tǒng)，但在常規(guī)的車站內(nèi)使用超五類屏蔽雙絞線接入即可。

綜上分析，綜合監(jiān)控系統(tǒng)外部接口較多，且接口介質(zhì)、協(xié)議、位置等存在個性化因素，會造成接口調(diào)試時經(jīng)常出現(xiàn)通訊不暢甚至無法通訊的問題出現(xiàn)，加之國內(nèi)項目工期緊張，這些問題通常都由工程人員提供現(xiàn)場摸索和臨時現(xiàn)編程序代碼等方式臨時應付解決，最終增加了運營對綜合監(jiān)控系統(tǒng)接口的維護難度。

1.3 接口標準化

鑒于長沙1號線和2號線的項目實施經(jīng)驗，建議在綜合監(jiān)控系統(tǒng)建設中加強標準化建設，例如：光纜統(tǒng)一采用單模而不是單多?；煊谩⒋锌偩€統(tǒng)一采用RS485方式而不是RS232/422/485混用、采用統(tǒng)一的工業(yè)級通訊協(xié)議替代某些廠家的自定義非標協(xié)議等，同時接口方式在接口技術(shù)規(guī)格書中得到固化和落實。

設計單位、集成商、施工單位和用戶單位均應以標準化為目標，力爭在設計、招標、接口聯(lián)絡等各個環(huán)節(jié)中嚴把技術(shù)關，采用標準通訊介質(zhì)，推廣標準化通信協(xié)議，固化接口位置。同時，依托綜合監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)有規(guī)范，根據(jù)實踐經(jīng)驗進行完善和修訂接口相關的條款，或者加快制定綜合監(jiān)控系統(tǒng)的接口技術(shù)標準。也可嘗試以運營為主體制定適應于工程實際的企業(yè)標準。在技術(shù)規(guī)范書中明確接口規(guī)范，根據(jù)自身運營實際情況，形成具有延續(xù)性的標準化特色。

只有逐步推進標準化接口，才更有利于ISCS系統(tǒng)項目的快速實施和部署，才能有效降低運營人員的接口日常維護工作量以及增強維護人員快速定位故障點的能力，系統(tǒng)穩(wěn)定性才能得到最充分而有力的保障，才能將地鐵建設向全自動無人駕駛的目標順利推進。

2 接口規(guī)范化

2.1 接口臺賬管理

除了在技術(shù)方面推進接口標準化外，建立規(guī)范的接口臺賬是綜合監(jiān)控系統(tǒng)接口管理規(guī)范化的一項必要措施，有助于實現(xiàn)接口的細化管理，易于實現(xiàn)集成商與運營之間的交接過渡。

接口臺賬包括：接口廠家通訊錄、接口規(guī)范和協(xié)議簽訂統(tǒng)計表、類表跟蹤進度、點表跟蹤進度、實驗室協(xié)議測試進度表、實驗室點表測試進度表、數(shù)據(jù)庫開發(fā)進度表、HMI（人機交互的軟件界面）開發(fā)進度表、接口設備安裝進度表、接口單機調(diào)試進度表、接口對點調(diào)試進度表、功能測試進度表、聯(lián)動測試進度表等。

不同供應商或者不同的建設方對臺賬的細節(jié)內(nèi)容有可能要求不一，只要能體現(xiàn)接口實施各個階段的主要內(nèi)容即可實現(xiàn)有效管理，例如接口規(guī)范和協(xié)議簽訂統(tǒng)計表中建議包括以下內(nèi)容：接口名稱、站點、傳輸介質(zhì)、接頭形式、接口數(shù)量、協(xié)議、是否冗余、類表確認、點表確認、當前存在問題、后續(xù)計劃摘要等。

通過在接口實施的不同階段建立一系列的接口臺賬表，可以實現(xiàn)接口進度的有效管理，便于各方及時掌握接口進度，也可以及時發(fā)現(xiàn)接口推進和實施中的一些問題，也可以作為項目資料在后期移交給運營進行接口管理。

2.2 接口測試

接口測試主要在實驗室和現(xiàn)場進行，主要包括協(xié)議測試、類表測試、點表測試和冗余測試，是對接口功能和性能的有效驗證手段，便于及時發(fā)現(xiàn)問題，修訂接口設計規(guī)范和調(diào)整接口措施。

實驗室接口測試的前提必須是接口雙方完成實驗室測試平臺的完整搭建工作，完成完全模擬接口現(xiàn)場條件的硬件、軟件開發(fā)工作。

務必重視實驗室接口測試工作，盡早發(fā)現(xiàn)設計環(huán)節(jié)中的遺漏和不足，有充足時間進行修訂和采取改正措施。另外由于當前各條線路都存在趕工期的情況，如果能做到實驗室接口100%對點測試，將大幅度減少現(xiàn)場調(diào)試時間，有助于更加順利推進聯(lián)調(diào)工作進行。

現(xiàn)場測試主要用于在現(xiàn)場施工完成從HMI到終端設備的整個接口鏈路情況下對接口功能和性能的再次驗證，在單機和單系統(tǒng)調(diào)試完成后進行現(xiàn)場接口測試。實踐中在此階段通常只是進行功能和性能驗證工作，在細節(jié)方面做查缺補漏工作，而極少進行大幅度接口功能調(diào)整。

3 接口綜合聯(lián)調(diào)

綜合聯(lián)調(diào)是城市軌道交通工程建設階段中的一個極其重要的環(huán)節(jié)，是對信號、車輛、供電、環(huán)控、自控等各個系統(tǒng)的工作狀態(tài)、性能、功能和系統(tǒng)間聯(lián)動功能進行綜合測試、調(diào)整、優(yōu)化和驗證，使整體性能和功能達到設計要求和試運行開通標準。合理組織和開展以綜合監(jiān)控系統(tǒng)為檢驗終端的站內(nèi)設備和自控相關系統(tǒng)聯(lián)調(diào)、以信號系統(tǒng)為檢驗終端的軌行區(qū)設備和車輛系統(tǒng)聯(lián)調(diào)是綜合聯(lián)調(diào)的主要工作內(nèi)容和方式。

3.1 聯(lián)調(diào)目的和任務

綜合聯(lián)調(diào)是地鐵工程從建設期向運營期過渡的關鍵節(jié)點，開展聯(lián)調(diào)工作的主要目的：（1）驗證設備和系統(tǒng)的全功能；（2）驗證設備和系統(tǒng)的接口參數(shù)最優(yōu)化配置；（3）驗證各個系統(tǒng)在正常和緊急工況下的運行狀態(tài)以及各個系統(tǒng)的性能是否滿足設計要求；（4）驗證系統(tǒng)和設備整體運行的穩(wěn)定性和可靠性；（5）培養(yǎng)運營人員操作技能，制定和檢驗規(guī)章制度的合理性和可操作性等。

考慮到各地和各條線路的實際特點，建設方和運營方共同制定合乎線路建設特點的綜合聯(lián)調(diào)標準化方案勢在必行，既有利于縮短聯(lián)調(diào)周期，又能提供聯(lián)調(diào)效率。

3.2 聯(lián)調(diào)組織

綜合聯(lián)調(diào)不僅是對系統(tǒng)和設備之間的功能和性能驗證，也是各方人員、制度和設備之間的一次大整合，因此聯(lián)調(diào)的組織工作尤為重要。

聯(lián)調(diào)的組織規(guī)劃主體必須是建設方，所有參建方協(xié)同開展工作。只有建設方才能具備協(xié)調(diào)所有設計單位、設備廠家、施工單位、運營公司等單位的權(quán)力和能力。在某些新建線路城市，將聯(lián)調(diào)責任主體歸為第三方調(diào)試咨詢公司、信號廠家、車輛廠家、綜合監(jiān)控廠家等，都是不科學和不可取的方案。

制定合理的調(diào)試科目和詳細的聯(lián)調(diào)方案以及制定調(diào)試進度計劃表和嚴格的整改閉環(huán)機制，都是在聯(lián)調(diào)組織中必須重點堅持的原則。

3.3 聯(lián)調(diào)重難點

綜合聯(lián)調(diào)除了信號系統(tǒng)相關的行車設備類和綜合監(jiān)控系統(tǒng)相關的非行車設備類等主要聯(lián)調(diào)項目外，由于不同線路的特點，需要側(cè)重考慮以下因素：（1）各個站點的建設進度不同，各個聯(lián)調(diào)科目的進度不同，如何合理調(diào)配各方資源；（2）協(xié)調(diào)各系統(tǒng)參與大小交路、列車調(diào)停、單邊和大雙邊供電、火災模式、主變退出等極端工況下的系統(tǒng)能力驗證；（3）與已投入運營的換乘站交互、延長線接入等線間聯(lián)動；（4）如何統(tǒng)籌規(guī)劃人力、調(diào)試設備等資源，落實聯(lián)調(diào)前置條件，避免重復調(diào)試和窩工等現(xiàn)象，提高聯(lián)調(diào)效率；（5）充分發(fā)揮運營人員的積極性，提前進入試運營角色等。

3.4 聯(lián)調(diào)總結(jié)

綜合聯(lián)調(diào)完成后，及時開展聯(lián)調(diào)總結(jié)，深入分析聯(lián)調(diào)中暴露的問題，有利于快速閉環(huán)消缺整改，提供聯(lián)調(diào)質(zhì)量。建議從5方面入手進行總結(jié)：（1）針對聯(lián)調(diào)過程中發(fā)生安全事故、弄虛作假等問題的項目，直接判定聯(lián)調(diào)不通過，并嚴肅追責，重新進行聯(lián)調(diào)；（2）對于影響行車安全、乘客安全等聯(lián)調(diào)項，通過率必須＞99%，遺留問題必須立即整改和各方重測；（3）將聯(lián)調(diào)其他問題客觀分類，落實責任承包單位進行整改，由運營人員復測銷項；（4）總結(jié)聯(lián)調(diào)過程中各方的主觀問題，并進行通報，落實獎懲制度；（5）綜合分析聯(lián)調(diào)中的通病，減少后續(xù)線路的質(zhì)量隱患，優(yōu)化各項制度和流程化。

4 結(jié)語

綜合監(jiān)控系統(tǒng)建設中，積極推進標準化和規(guī)范化建設，組織高效有序的綜合聯(lián)調(diào)，制定詳盡的閉環(huán)問題整改措施，推進行業(yè)和企業(yè)級實施標準的建立，都將有助于提高建設和運營服務水平，為城市軌道交通行業(yè)的發(fā)展有所貢獻。