智能化集成系統(tǒng)在綜合交通樞紐配套工程中的實現(xiàn)

吳海君

本文主要論述智能化集成系統(tǒng)在深圳北站綜合交通樞紐配套工程中的實現(xiàn)，闡述了智能化集成系統(tǒng)的構(gòu)成、實現(xiàn)方式和效果。

【關(guān)鍵詞】深圳北站 配套工程 智能化集成 工業(yè)控制軟件

深圳北站綜合交通樞紐配套工程是深圳北站綜合交通樞紐除國鐵站房外的重要配套部分，建筑面積39.8萬平米，包括地鐵4/5/6號線車站、樞紐東西廣場（含換乘大廳、監(jiān)控中心B1a建筑、長途汽車站E1建筑、公交場站、出租場站、社會車輛停車場等）、4棟配套建筑（A1寫字樓＼B1b酒店＼C1邊檢樓＼D1商業(yè)）、新區(qū)大道改造工程、4條市政道路等。

深圳北站綜合交通樞紐配套工程信息化集成系統(tǒng)包括23個子系統(tǒng)，火災自動報警系統(tǒng)（FAS）、環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)（BAS）、變配電監(jiān)控系統(tǒng)（PSCADA）、停車場管理系統(tǒng)（PMS）、智能化集成系統(tǒng)（也叫綜合監(jiān)控系統(tǒng)）、旅客資訊信息系統(tǒng)（PIS）、視頻監(jiān)控系統(tǒng)（CCTV）、門禁系統(tǒng)、入侵報警子系統(tǒng)、緊急告警子系統(tǒng)、保安巡更系統(tǒng)、大屏幕顯示系統(tǒng)、應急指揮系統(tǒng)、電源供電和防雷接地系統(tǒng)、通信傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、時鐘系統(tǒng)、有線電視系統(tǒng)、日常及應急廣播系統(tǒng)、公眾及公務電話系統(tǒng)、專用電話系統(tǒng)、無線對講系統(tǒng)、公安通信系統(tǒng)。監(jiān)控中心設(shè)在西廣場的B1a建筑內(nèi)，東廣場設(shè)有分控中心，4棟配套建筑（A1寫字樓＼B1b酒店＼C1邊檢樓＼D1商業(yè)）、長途汽車站E1和新區(qū)大道改造工程隧道分別設(shè)有監(jiān)控室。地鐵4/5/6號線車站系統(tǒng)設(shè)備納入全線考慮，不在樞紐配套工程內(nèi)。

智能化集成系統(tǒng)采用施耐德公司的CitectSCADA系列工業(yè)控制軟件，將相對獨立的信息化集成各子系統(tǒng)集成在統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)平臺和人機界面環(huán)境上，從而實現(xiàn)各系統(tǒng)之間的信息資源的共享與管理。

1 智能化集成系統(tǒng)構(gòu)成

智能化集成系統(tǒng)采用分層分布式體系結(jié)構(gòu)，三級控制（中央級、區(qū)域級、現(xiàn)場級）、兩級管理運行方式（中央級、區(qū)域級），體系結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

中央級智能化集成子系統(tǒng)設(shè)置在西廣場B1a建筑的監(jiān)控中心，由2臺冗余實時數(shù)據(jù)服務器、2臺冗余歷史數(shù)據(jù)服務器（含磁盤陣列、信息化集成系統(tǒng)共用）、1臺STP（軟件測試）服務器、1臺集中告警服務器（服務器均采用IBM X3650 M2產(chǎn)品）、6套雙屏調(diào)度工作站、2臺雙屏維護工作站、1臺集中告警工作站（工作站均為HP400）、6臺MOXA DA682通訊控制器FEP、3臺HP打印機、西門子SCALANCE X系列冗余1000M環(huán)形工業(yè)以太網(wǎng)（信息化集成系統(tǒng)共用）組成。

區(qū)域級智能化集成子系統(tǒng)由9套HP400系列雙屏調(diào)度工作站組成，分別設(shè)置在東廣場分控中心3套、四棟配套建筑消防控制室各1套、長途汽車站消防控制室和新區(qū)大道控制室各1套。

現(xiàn)場級為被集成或互聯(lián)的相關(guān)信息化集成子系統(tǒng)，本文不詳述。

2 智能化集成系統(tǒng)功能的實現(xiàn)

2.1 智能化集成系統(tǒng)集成及互聯(lián)原則

智能化集成系統(tǒng)采用施耐德公司CitectSCADA工業(yè)控制軟件深度集成技術(shù)，將火災自動報警系統(tǒng)（FAS）、環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)（BAS）、變配電監(jiān)控系統(tǒng)（PSCADA）、停車場管理（PMS）誘導子系統(tǒng)四個系統(tǒng)深度集成，采用相同的CitectSCADA監(jiān)控平臺的應用軟件實現(xiàn)被集成子系統(tǒng)的全部管理功能，避免了不同軟件間接口對系統(tǒng)可靠性和實時性的影響，完全滿足運營管理的要求。采用CitectSCADA監(jiān)控平臺的智能化集成系統(tǒng)具備時間表控制、模式控制、群組控制以及點控制等功能，能反映各監(jiān)控對象的實時工作狀態(tài)，各相關(guān)系統(tǒng)的安全聯(lián)鎖由各相關(guān)系統(tǒng)控制層完成，與火災密切關(guān)聯(lián)的重要聯(lián)動也由控制層完成。控制層保持相對獨立工作，即控制層脫離智能化集成系統(tǒng)的信息管理層時仍能獨立運行。

互聯(lián)系統(tǒng)包括視頻監(jiān)控系統(tǒng)（CCTV）、門禁系統(tǒng)、乘客咨詢系統(tǒng)（PIS）、廣播系統(tǒng)、無線對講系統(tǒng)、UPS等。每個被互聯(lián)系統(tǒng)都是一個獨立運行的系統(tǒng)、具有自身的完整結(jié)構(gòu)，智能化集成系統(tǒng)通過通訊控制器FEP與互聯(lián)系統(tǒng)進行必要的信息交互以支持信息共享平臺的構(gòu)建。

2.2 智能化集成系統(tǒng)實現(xiàn)過程

智能化集成系統(tǒng)采用的CitectSCADA是基于Windows環(huán)境的工業(yè)控制軟件，采用冗余分層分布式的Client/Server結(jié)構(gòu)，通過組態(tài)對各項任務（如I/O處理、報警、趨勢、報表等）進行分配來平衡和協(xié)調(diào)系統(tǒng)的負荷，各項任務可按需要運行在不同的計算機來分擔負荷。中央級和區(qū)域級采用基于TCP/IP或UDP/IP的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。

中央級智能化集成子系統(tǒng)的冗余實時服務器配置CitectSCADA V7.0 Server，是CitectSCADA服務器端的運行平臺，通過雙冗余1000Mbps工業(yè)以太網(wǎng)，實時服務器利用軟件內(nèi)嵌的驅(qū)動（或先期通過通訊控制器FEP的協(xié)議轉(zhuǎn)換）來處理、存儲、管理從被集成或互聯(lián)系統(tǒng)傳送來的實時數(shù)據(jù)，同時又為網(wǎng)絡(luò)中的其它服務器和工作站提供實時數(shù)據(jù)。實時服務器是數(shù)據(jù)集中采集和監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)處理中心，利用CitectSCADA的標準功能實現(xiàn)I/O Server冗余、報警冗余、趨勢冗余，兩臺冗余服務器間無縫切換在后臺自動完成，保證了系統(tǒng)在復雜繁重的任務下穩(wěn)定運行。

冗余歷史數(shù)據(jù)服務器配置內(nèi)嵌SQL Server 2005的CitectSCADA Historian軟件，使用CITECT API方式快速將實時數(shù)據(jù)經(jīng)過壓縮放入關(guān)系數(shù)據(jù)庫中。歷史服務器實現(xiàn)系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)存儲、分析整理，報表服務等功能。

通訊控制器FEP是嵌入式工業(yè)計算機，配置有4個以太網(wǎng)接口和10個RS232＼RS422＼RS485接口，通訊控制器安裝有CitectSCADA數(shù)據(jù)通信及協(xié)議轉(zhuǎn)換功能模塊來完成接口的處理，具有轉(zhuǎn)換各種硬件接口、軟件協(xié)議的能力，實現(xiàn)智能化集成系統(tǒng)與被集成/互聯(lián)系統(tǒng)之間相關(guān)信息的轉(zhuǎn)發(fā)。

調(diào)度員工作站配置CitectSCADA V7.0 Display Client，提供一個豐富友好的人機界面（HMI），通過訪問實時服務器來監(jiān)控現(xiàn)場的實時情況，并隨時可以在用戶登錄權(quán)限允許的范圍進行的操作控制。其中中央級調(diào)度工作站可以管理整個樞紐配套工程范圍內(nèi)設(shè)備監(jiān)控，而區(qū)域級調(diào)度工作站只能管理本區(qū)域內(nèi)的設(shè)備監(jiān)控，中央級調(diào)度員工作站操作權(quán)限高于區(qū)域級調(diào)度員工作站。

集中告警服務器配置有CitectSCADA維護軟件，維護管理功能主要包括生成報表（操作記錄統(tǒng)計、模擬量統(tǒng)計、設(shè)備維護報表統(tǒng)計）、設(shè)備故障率分析、設(shè)備全貌列表、用戶管理和權(quán)限管理、運營數(shù)據(jù)備份與恢復等，維護人員通過維護工作站對系統(tǒng)運行狀態(tài)及時掌握、處理和日志記錄，保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。

STP服務器是整個軟件平臺的測試平臺和開發(fā)平臺，配置CitectSCADA軟件的仿真程序，對智能化集成系統(tǒng)的全部系統(tǒng)軟件和應用軟件的功能進行測試，滿足軟件安裝兼容性測試及相關(guān)系統(tǒng)的接口實現(xiàn)測試要求，保證系統(tǒng)的安全運行。

通訊信輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是信息化集成系統(tǒng)共用設(shè)備網(wǎng)絡(luò)平臺，該網(wǎng)絡(luò)主干采用1000M環(huán)形冗余工業(yè)以太網(wǎng)，智能化集成系統(tǒng)通過該網(wǎng)絡(luò)平臺與被集成或互聯(lián)系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)通信，雙冗余網(wǎng)絡(luò)特性為數(shù)據(jù)傳送提供可靠保障。

2.3 智能化集成系統(tǒng)實現(xiàn)成果

智能化集成系統(tǒng)采的CitectSCADA是一套開放、冗余、完整的工業(yè)控制軟件，在統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)平臺和人機界面環(huán)境上實現(xiàn)對火災自動報警系統(tǒng)（FAS）、環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)（BAS）、變配電監(jiān)控系統(tǒng)（PSCADA）、停車場管理（PMS）誘導子系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)（CCTV）、門禁系統(tǒng)、乘客咨詢系統(tǒng)（PIS）、廣播系統(tǒng)、無線對講系統(tǒng)、UPS等運行狀態(tài)進行監(jiān)控、設(shè)備信息采集，處理系統(tǒng)內(nèi)各種報警事件，解決各系統(tǒng)之間的異構(gòu)互聯(lián)問題，實現(xiàn)跨系統(tǒng)的聯(lián)動控制，提高了深圳北站綜合交通樞紐運營服務水平、監(jiān)控水平、防災能力及管理水平。

3 結(jié)束語

經(jīng)過精心組織、高效管理，深圳北站綜合交通樞紐配套工程信息化集成系統(tǒng)得以順利按期竣工和投入運營使用，為深圳北站綜合交通樞紐提供了安全、節(jié)能、舒適、便捷、環(huán)保、健康的運營環(huán)境，并為深圳北站綜合交通樞紐獲得2012-2013年度中國建設(shè)工程魯班獎和第十一屆中國土木工程“詹天佑獎”作用貢獻。

參考文獻

[1]《智能建筑設(shè)計標準》GB50314-2015，中華人民共和國住房與城鄉(xiāng)建設(shè)部，2015.

[2]楊建軍.新時期大型公共建筑智能化集成系統(tǒng)的實現(xiàn)[J].智能建筑，2013.

作者單位

深圳市地鐵集團有限公司 廣東省深圳市 518000