集中監控系統在地鐵通信中的應用
地鐵通信系統要求建立一個視聽鏈路網, 提供傳輸服務, 向旅客提供信息, 保證對車站及列車進行高層次控制。它主要包括傳輸、公務電話、無線、調度電話、站內軌旁電話、時鐘、有線廣播、電視監控、不間斷電源等子系統和集中監控等其他輔助設備。其中集中監控主要由各子系統的維護監控終端和集中告警終端組成。
各子系統的維護監控設備應能實時、詳細地采集子系統內部各模塊的狀態和故障信息, 顯示和記錄各子系統故障發生的起止時間、地點、內容和故障等級等。集中告警終端以聲光報警方式向中心維護管理人員報告并實時記錄和打印各子系統的故障告警信息。因此, 集中監控系統可以提高通信系統對故障的反應速度和系統管理維護人員的工作效率以及通信系統設備的可維護性, 降低系統運營維護成本, 實現通信設備室無人值守, 提高通信系統運行的可靠性。
1 系統組成
1.1 硬件組成
集中監控系統由各子系統的維護監控終端、集中告警終端、不間斷電源、打印機等組成。其硬件組成結構如圖1 所示。
1.2 軟件組成
集中監控軟件包括各子系統的維護監控軟件和集中告警軟件。其中維護監控軟件借助各子系統開發完成, 集中告警軟件主要由主控軟件、串口通信模塊、實時打印模塊、數據管理模塊、時鐘同步模塊、聲光報警模塊、查詢統計模塊、打印輸出模塊及幫助學習模塊組成。
2 系統功能
集中監控系統主要功能包括: 系統維護、安全管理、串口通信、實時打印、數據管理、時鐘同步、聲光報警、查詢統計、打印輸出等。
2.1 安全管理功能
圖1 集中監控系統硬件組成結構圖
集中監控系統設有多級操作并設置有不同的密碼, 包括系統管理員、數據管理員、普通操作員等權限。在進入系統前要求操作人員輸入操作員工號和密碼。系統參數被修改或數據被人為改動時, 系統都會自動記錄操作員的工號、操作日期和時間、操作項目以及是否成功等內容。每一條告警信息都自動記錄在計算機的數據庫中, 硬盤容量達到90 %的負荷時系統將自動報警。
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網管終端連接, 以進行故障報警, 另外1 個通過RS232/ RS422 轉換器與時鐘子系統的時標校準接口連接。
2.3 實時打印功能
集中監控系統接收并實時打印各子系統的故障告警信息, 包括故障發生地點(地鐵站名稱) 、報警的子系統名稱、故障位置(發生故障板位號) 、故障名稱、故障性質、日期、時間等信息。
2.4 數據管理功能
數據管理功能包括: 系統操作人員的增加和刪除; 操作人員權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設置; 各地鐵站編碼設置; 各子系統編碼設置; 各子系統設備板卡位置編碼; 各子系統故障報警編碼設置; 各子系統故障編碼性質設置; 日志文件管理。
2.5 時鐘同步功能
集中告警終端通過RS422 接口與時鐘子系統連接, 用于接收時鐘子系統向地鐵各系統發出的時間標準信息, 使集中監控與地鐵標準時間保持同步。
2.6 聲光報警功能
集中監控系統接收到各子系統故障報警信息后, 立即發出聲光報警, 通知中心維護管理人員。
2.7 查詢統計功能
查詢統計功能包括: 日志信息; 車站編碼信息; 故障編碼信息; 故障性質編碼信息; 多用戶卡端口分配數據; 各子系統設備板卡位置編號信息; 分配給各子系統串口參數的設置數據; 故障報警信息不確定條件的模糊統計; 權限允許范圍內, 對操作人員及有關權限和密碼的統計; 根據故障發生的車站、子系統、板卡的位置、故障名稱、故障性質、日期、時間等條件, 對故障報警信息精確統計等查詢。2.8 打印輸出功能
集中監控系統可打印輸出各種統計查詢結果或數據及表格。
3 軟件流程
集中監控系統對通信各子系統的運行情況進行24 h 不間斷故障信息收集, 當傳輸、公務、無線、調度、軌旁、廣播、時鐘、電視、電源各子系統的維護監控終端向集中告警終端發送故障告警信息時, 首先判斷該告警信息是否為有效的, 若有效, 則集中告警終端發出聲光告警信號, 通知中心維護管理人員, 否則給告警子系統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據庫, 以對各類發生的故障進行統計、分析和打印。系統軟件流程主框圖如圖2 所示。
4 系統接口特性
4.1 集中告警終端與各子系統的接口
集中告警終端與各子系統維護監控終端的接口采用標準RS232 串行接口, 用于接收各子系統維護監控終端發送的告警信息, 并將應答信息反饋給各子系統。
圖2 系統軟件流程主框圖
4.2 集中告警終端與標準時標信息接口
集中告警終端與標準時標信息的接口采用標準RS422 串行接口, 用于接收標準時標信息, 并以此校準集中告警終端的內部時鐘。通信協議如下。
標準為RS422 , 速率為9 600 b/s , 數據位為8 bit , 起始位為1 bit , 停止位為1 bit , 校驗位無, 同步方式為異步, 實現方式為點對點。
目前國內還沒有一家通信設備制造商能夠提供3 個以上通信子系統的設備, 因此, 通過通信各子系統的維護監控設備可實現對子系統內部的監控, 同時, 將通信各子系統的故障信息匯總于集中告警終端可實現對整個地鐵通信系統的集中監控, 此方式是比較切實可行的方案。
