集中監(jiān)控系統(tǒng)在地鐵通信中的應(yīng)用
地鐵通信系統(tǒng)要求建立一個視聽鏈路網(wǎng), 提供傳輸服務(wù), 向旅客提供信息, 保證對車站及列車進(jìn)行高層次控制。它主要包括傳輸、公務(wù)電話、無線、調(diào)度電話、站內(nèi)軌旁電話、時(shí)鐘、有線廣播、電視監(jiān)控、不間斷電源等子系統(tǒng)和集中監(jiān)控等其他輔助設(shè)備。其中集中監(jiān)控主要由各子系統(tǒng)的維護(hù)監(jiān)控終端和集中告警終端組成。
各子系統(tǒng)的維護(hù)監(jiān)控設(shè)備應(yīng)能實(shí)時(shí)、詳細(xì)地采集子系統(tǒng)內(nèi)部各模塊的狀態(tài)和故障信息, 顯示和記錄各子系統(tǒng)故障發(fā)生的起止時(shí)間、地點(diǎn)、內(nèi)容和故障等級等。集中告警終端以聲光報(bào)警方式向中心維護(hù)管理人員報(bào)告并實(shí)時(shí)記錄和打印各子系統(tǒng)的故障告警信息。因此, 集中監(jiān)控系統(tǒng)可以提高通信系統(tǒng)對故障的反應(yīng)速度和系統(tǒng)管理維護(hù)人員的工作效率以及通信系統(tǒng)設(shè)備的可維護(hù)性, 降低系統(tǒng)運(yùn)營維護(hù)成本, 實(shí)現(xiàn)通信設(shè)備室無人值守, 提高通信系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。
1 系統(tǒng)組成
1.1 硬件組成
集中監(jiān)控系統(tǒng)由各子系統(tǒng)的維護(hù)監(jiān)控終端、集中告警終端、不間斷電源、打印機(jī)等組成。其硬件組成結(jié)構(gòu)如圖1 所示。
1.2 軟件組成
集中監(jiān)控軟件包括各子系統(tǒng)的維護(hù)監(jiān)控軟件和集中告警軟件。其中維護(hù)監(jiān)控軟件借助各子系統(tǒng)開發(fā)完成, 集中告警軟件主要由主控軟件、串口通信模塊、實(shí)時(shí)打印模塊、數(shù)據(jù)管理模塊、時(shí)鐘同步模塊、聲光報(bào)警模塊、查詢統(tǒng)計(jì)模塊、打印輸出模塊及幫助學(xué)習(xí)模塊組成。
2 系統(tǒng)功能
集中監(jiān)控系統(tǒng)主要功能包括: 系統(tǒng)維護(hù)、安全管理、串口通信、實(shí)時(shí)打印、數(shù)據(jù)管理、時(shí)鐘同步、聲光報(bào)警、查詢統(tǒng)計(jì)、打印輸出等。
2.1 安全管理功能
圖1 集中監(jiān)控系統(tǒng)硬件組成結(jié)構(gòu)圖
集中監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)有多級操作并設(shè)置有不同的密碼, 包括系統(tǒng)管理員、數(shù)據(jù)管理員、普通操作員等權(quán)限。在進(jìn)入系統(tǒng)前要求操作人員輸入操作員工號和密碼。系統(tǒng)參數(shù)被修改或數(shù)據(jù)被人為改動時(shí), 系統(tǒng)都會自動記錄操作員的工號、操作日期和時(shí)間、操作項(xiàng)目以及是否成功等內(nèi)容。每一條告警信息都自動記錄在計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)庫中, 硬盤容量達(dá)到90 %的負(fù)荷時(shí)系統(tǒng)將自動報(bào)警。
2.2 串口通信功能
集中告警終端配置的多用戶卡有10 個RS232 串口, 其中9 個RS232 串口用于集中告警終端與各子系統(tǒng)網(wǎng)管終端連接, 以進(jìn)行故障報(bào)警, 另外1 個通過RS232/ RS422 轉(zhuǎn)換器與時(shí)鐘子系統(tǒng)的時(shí)標(biāo)校準(zhǔn)接口連接。
2.3 實(shí)時(shí)打印功能
集中監(jiān)控系統(tǒng)接收并實(shí)時(shí)打印各子系統(tǒng)的故障告警信息, 包括故障發(fā)生地點(diǎn)(地鐵站名稱) 、報(bào)警的子系統(tǒng)名稱、故障位置(發(fā)生故障板位號) 、故障名稱、故障性質(zhì)、日期、時(shí)間等信息。
2.4 數(shù)據(jù)管理功能
數(shù)據(jù)管理功能包括: 系統(tǒng)操作人員的增加和刪除; 操作人員權(quán)限和密碼的分配及修改; 告警信息自動保存; 多用戶卡端口分配和串口通信參數(shù)設(shè)置; 各地鐵站編碼設(shè)置; 各子系統(tǒng)編碼設(shè)置; 各子系統(tǒng)設(shè)備板卡位置編碼; 各子系統(tǒng)故障報(bào)警編碼設(shè)置; 各子系統(tǒng)故障編碼性質(zhì)設(shè)置; 日志文件管理。
2.5 時(shí)鐘同步功能
集中告警終端通過RS422 接口與時(shí)鐘子系統(tǒng)連接, 用于接收時(shí)鐘子系統(tǒng)向地鐵各系統(tǒng)發(fā)出的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)信息, 使集中監(jiān)控與地鐵標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間保持同步。
2.6 聲光報(bào)警功能
集中監(jiān)控系統(tǒng)接收到各子系統(tǒng)故障報(bào)警信息后, 立即發(fā)出聲光報(bào)警, 通知中心維護(hù)管理人員。
2.7 查詢統(tǒng)計(jì)功能
查詢統(tǒng)計(jì)功能包括: 日志信息; 車站編碼信息; 故障編碼信息; 故障性質(zhì)編碼信息; 多用戶卡端口分配數(shù)據(jù); 各子系統(tǒng)設(shè)備板卡位置編號信息; 分配給各子系統(tǒng)串口參數(shù)的設(shè)置數(shù)據(jù); 故障報(bào)警信息不確定條件的模糊統(tǒng)計(jì); 權(quán)限允許范圍內(nèi), 對操作人員及有關(guān)權(quán)限和密碼的統(tǒng)計(jì); 根據(jù)故障發(fā)生的車站、子系統(tǒng)、板卡的位置、故障名稱、故障性質(zhì)、日期、時(shí)間等條件, 對故障報(bào)警信息精確統(tǒng)計(jì)等查詢。2.8 打印輸出功能
集中監(jiān)控系統(tǒng)可打印輸出各種統(tǒng)計(jì)查詢結(jié)果或數(shù)據(jù)及表格。
3 軟件流程
集中監(jiān)控系統(tǒng)對通信各子系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行24 h 不間斷故障信息收集, 當(dāng)傳輸、公務(wù)、無線、調(diào)度、軌旁、廣播、時(shí)鐘、電視、電源各子系統(tǒng)的維護(hù)監(jiān)控終端向集中告警終端發(fā)送故障告警信息時(shí), 首先判斷該告警信息是否為有效的, 若有效, 則集中告警終端發(fā)出聲光告警信號, 通知中心維護(hù)管理人員, 否則給告警子系統(tǒng)反饋一個告警無效信息。集中告警終端記錄收到的故障信息并存入數(shù)據(jù)庫, 以對各類發(fā)生的故障進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析和打印。系統(tǒng)軟件流程主框圖如圖2 所示。
4 系統(tǒng)接口特性
4.1 集中告警終端與各子系統(tǒng)的接口
集中告警終端與各子系統(tǒng)維護(hù)監(jiān)控終端的接口采用標(biāo)準(zhǔn)RS232 串行接口, 用于接收各子系統(tǒng)維護(hù)監(jiān)控終端發(fā)送的告警信息, 并將應(yīng)答信息反饋給各子系統(tǒng)。
圖2 系統(tǒng)軟件流程主框圖
4.2 集中告警終端與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)標(biāo)信息接口
集中告警終端與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)標(biāo)信息的接口采用標(biāo)準(zhǔn)RS422 串行接口, 用于接收標(biāo)準(zhǔn)時(shí)標(biāo)信息, 并以此校準(zhǔn)集中告警終端的內(nèi)部時(shí)鐘。通信協(xié)議如下。
標(biāo)準(zhǔn)為RS422 , 速率為9 600 b/s , 數(shù)據(jù)位為8 bit , 起始位為1 bit , 停止位為1 bit , 校驗(yàn)位無, 同步方式為異步, 實(shí)現(xiàn)方式為點(diǎn)對點(diǎn)。
目前國內(nèi)還沒有一家通信設(shè)備制造商能夠提供3 個以上通信子系統(tǒng)的設(shè)備, 因此, 通過通信各子系統(tǒng)的維護(hù)監(jiān)控設(shè)備可實(shí)現(xiàn)對子系統(tǒng)內(nèi)部的監(jiān)控, 同時(shí), 將通信各子系統(tǒng)的故障信息匯總于集中告警終端可實(shí)現(xiàn)對整個地鐵通信系統(tǒng)的集中監(jiān)控, 此方式是比較切實(shí)可行的方案。
