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西門子 SCALANCE X在城市軌道交通控制系統(tǒng)的應(yīng)用

2008/4/17 14:45:00

行業(yè)應(yīng)用特點(diǎn)
         由于城市軌道交通線路地理分布的分散性，城市軌道交通自動(dòng)化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，是以車站為監(jiān)控管理的基礎(chǔ)單位，在OCC建立全線監(jiān)管中心的大型分層分級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)。由于系統(tǒng)中包含了多個(gè)專業(yè)的監(jiān)管控制，決定了城市軌道交通自動(dòng)化系統(tǒng)是一個(gè)大型SCADA系統(tǒng)。其主要功能是通過通信網(wǎng)絡(luò)，利用數(shù)字通信，監(jiān)控管理車輛運(yùn)行、電力運(yùn)行、機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行。
實(shí)際運(yùn)營(yíng)中包含：
 保障地鐵和輕軌安全、正點(diǎn)運(yùn)送旅客、行車調(diào)度的信號(hào)專業(yè)；
 負(fù)責(zé)為車輛提供直流供電的供電專業(yè)；
 保障車站內(nèi)部各種幾點(diǎn)設(shè)備及運(yùn)營(yíng)秩序服務(wù)的機(jī)電設(shè)備加監(jiān)控專業(yè)；
 在地鐵和車站環(huán)境溫度和濕度上提供保證的環(huán)控專業(yè)；
 防災(zāi)報(bào)警、自動(dòng)售檢票專業(yè)以及保障通訊的通信專業(yè)等。

應(yīng)用需求
         城市軌道交通系統(tǒng)的分布通常覆蓋整個(gè)城市，車站、控制中心、車輛段等各部分間距離較遠(yuǎn)。因此，地鐵的監(jiān)控管理系統(tǒng)劃分為中央和車站兩級(jí)。并通過共用的骨干通信平臺(tái)，將在OCC控制中心的各子系統(tǒng)服務(wù)器、操作員站與各車站的操作員站、控制設(shè)備連接在一起，完成地鐵運(yùn)營(yíng)的各項(xiàng)功能。
        由于地鐵監(jiān)控管理系統(tǒng)中，各子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及與骨干通信平臺(tái)集成方式相同。在此以BAS系統(tǒng)為例，其他系統(tǒng)雖然功能不同，但在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形式上是相同的。
構(gòu)建完整BAS系統(tǒng)的通信系統(tǒng)，應(yīng)包含：
 OCC控制中心BAS系統(tǒng)局域網(wǎng)
 各車站內(nèi)BAS系統(tǒng)局域網(wǎng)
 車輛段BAS系統(tǒng)局域網(wǎng)
 車站內(nèi)系統(tǒng)局域網(wǎng)與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備間的連接
 以及各局域網(wǎng)與骨干通信平臺(tái)間的可靠連接

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

       各車站、車輛段和控制中心等均作為MBN骨干網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)采用主備冗余的兩套SCALANCE X200系列交換機(jī)，構(gòu)建高度冗余的雙環(huán)網(wǎng)。HSR環(huán)網(wǎng)可以在300ms內(nèi)完成單點(diǎn)故障的冗余切換。雙網(wǎng)互為備份關(guān)系，當(dāng)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)，由另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)來承擔(dān)通訊負(fù)載。
        考慮到骨干網(wǎng)和互連監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性，和在突發(fā)事故產(chǎn)生時(shí)各系統(tǒng)數(shù)據(jù)量突增的特點(diǎn)，該網(wǎng)絡(luò)的吞吐量必須足夠大，以保證系統(tǒng)的性能和將來的擴(kuò)充能力。因此各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)與MBN骨干網(wǎng)接口處使用SCALANCE X 400系列交換機(jī)，采用1000Mbit/s的光纖連接接入MBN骨干網(wǎng)。
         為了保證BAS系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全性，通過VLAN，將BAS系統(tǒng)與其他子系統(tǒng)隔離。各交換機(jī)以及連接設(shè)備的管理信息，可通過OPC server的方式集成到管理平臺(tái)，提供簡(jiǎn)便的維護(hù)方式。

方案利益
 連接分散分布的各個(gè)車站、車輛段與控制中心
 車站內(nèi)設(shè)備間建立穩(wěn)定可靠的冗余環(huán)網(wǎng)
 與MBN骨干環(huán)網(wǎng)的千兆高速連接
 通過VLAN將各車站BAS系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的通訊隔離。
 簡(jiǎn)便快捷的維護(hù)方式
 卡軌安裝設(shè)計(jì)、適合控制柜安裝及惡劣環(huán)境。

         搭建工業(yè)以太網(wǎng)的通訊網(wǎng)絡(luò)，為城市軌道交通提供了完整的BAS系統(tǒng)通訊平臺(tái)，提高城市軌道交通的自動(dòng)化監(jiān)控程度，使之有發(fā)展成為無人值守的現(xiàn)代化軌道交通系統(tǒng)。同時(shí)，由于使用統(tǒng)一開放的以太網(wǎng)通訊平臺(tái)，為城市軌道交通的各個(gè)子系統(tǒng)與MBN骨干網(wǎng)提供了統(tǒng)一的接口。使環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)得以與防災(zāi)控制、公安信號(hào)、視頻、機(jī)電設(shè)備控制、自動(dòng)售檢票系統(tǒng)等各監(jiān)控子系統(tǒng)有效的集成在一起，組成了整個(gè)綜合監(jiān)控系統(tǒng)。這些綜合監(jiān)控系統(tǒng)的啟用，實(shí)現(xiàn)了城市軌道交通列車駕駛、運(yùn)行控制、調(diào)度指揮的高度自動(dòng)化。