西門子工控機在昆明軌道交通綜合監控系統的應用

1. 項目背景

昆明軌道交通首期工程由線網規劃中的2號線一期工程和1號線一期工程和二期工程組成，開通后貫通運營。1號線全長約34km，2號線全長約22.4km。首期工程線路起自盤龍區規劃的汽車客運北站，終至廣電大學站，主要經過盤龍區、官渡區和呈貢新區。綜合監控系統（ISCS）涵蓋昆明軌道交通首期工程31座車站、2座車輛段、1座停車場、2座控制中心，3座主變電站、3座區間變電所相關的的綜合監控系統軟件和硬件。

昆明市軌道交通首期工程綜合監控系統集成了火災自動報警系統（FAS）、環境與設備監控系統（BAS）、變電所自動化系統（SCADA）、安全門（PSD）、電氣火災監控系統等子系統，同時與廣播系統（PA）、閉路電視監視系統（CCTV）、車載信息系統（TIS）、乘客信息系統（PIS）、自動售檢票系統（AFC）、信號系統（SIG）、時鐘系統（CLK）、門禁系統（ACS）等互聯。實現了地鐵信息互通、資源共享，提升自動化水平，提高地鐵的安全性、可靠性和響應性。

2. 系統結構

昆明軌道交通綜合監控系統從結構上由控制中心綜合監控系統、車站綜合監控系統、車輛段綜合監控系統、停車場綜合監控系統、網絡管理系統(NMS)、培訓管理系統(TMS)、設備維護管理系統(DMS)等組成。

中心設置中心綜合監控系統(CISCS)，網絡管理系統(NMS)。中心綜合監控系統主要負責全線車站的監視和控制功能，中心操作員分設置，主要有中心總調度員、中心環控調度員、中心供電調度員、中心行車調度員、中心維修調度員組成。

車輛段設置綜合監控(DISCS)、培訓仿真系統(TMS)、設備維護管理系統(DMS)。車輛段綜合監控系統，設置操作員工作站1套，維修調度操作員工作站1套，同時在車輛段機電、供電維修工區分別設置復示操作站1套，車輛段培訓仿真系統配置操作工作站1臺，學員操作工作站5臺。

停車場綜合監控(TISCS)系統設置操作員工作站2套。

車站綜合監控(SISCS)系統設置值班站長操作工作站1套，值班員操作工作站1套。

系統骨干網絡采用千兆雙環形網絡，中心和車站交換機均采用三層冗余交換機。中心和車站的骨干交換機串行接入骨干網環形網絡，骨干網冗余交換機分別并行接入環形網絡。各節點和主干網通過1000M以太網接口連接。

3. 項目應用

綜合監控系統作為地鐵安全穩定運行的重要保障，其功能直接面向調度、面向乘客、面向設備，其重要性日益突出，在地鐵運營管理中也發揮著越來越重要的作用。因此，綜合監控系統無論在軟件設計和硬件選型方面均有著較高要求，其中綜合監控系統工作站（包括中心級各調度工作站和車站級綜控員工作站）作為各級運行管理和維護人員的操作終端和人機接口，其重要性尤為突出。

昆明軌道交通首期工程綜合監控系統對工作站的基本要求：

● 采用多核CPU,CPU主頻應不低于2.6GHz，CPU的L3 Cache不少于8MB

● DDR3內存容量不低于4GB，并可擴展至16GB

● 4個以上SCSI或S-ATA II接口，配置容量至少為1T緩存32M的RAID1硬盤，并可擴展

● 工作站主機的電源采用冗余電源

● 工作站應配置至少2個100Mbps/1000Mbps以太網卡

● 工作站應至少含有6個2.0USB、1個串口、1個并口、1個PS/2等接口

● 工作站的主機應該至少具有符合工業標準的1個PCI-E 16X擴展插槽和4個PCI的擴展插槽

作為昆明軌道交通首期工程綜合監控系統集成商，南瑞集團在系統方案設計中，綜合考慮項目工期、可靠性、可用性、可維修性和安全性，以及軟件操作系統兼容性等因素，終采用西門子公司SIMATIC IPC547D作為綜合監控系統工作站。

SIMATIC IPC547D優勢和特點：

● Intel Core i 第二代微處理器，采用 Turbo Boost 2.0、EM64T、VT-x/-d 和英特爾主動管理 技術 7.0 (iAMT)

● 高達 32 GB 的主內存DDR3-1333 DIMM (4 插槽)，支持雙通道

● 串行 ATA (SATA) 硬盤驅動器，高達 1 TB

● 2 個 Intel 千兆位以太網接口，具有協作能力

● 11 個高速 USB 2.0 接口，其中 2 個位于前面，1 個在內部，具有可選的閉鎖功能

● 用于 PCI/PCI-Express 擴展模塊的 7 個插槽 (長)：4x PCI，1x PCIe x16，1xPCIe x16 (4 道)，1x PCIe x8 (1 道)

● RAID1 配置 (板上 RAID 控制器)：數據鏡像位于兩個SATA 硬盤上，也位于熱插拔架中

● 具有用于 RAID 配置的硬盤報警 LED 和清晰的編號，可在發生故障時快速識別和更換硬盤

● 帶有熱插拔模塊的冗余電源

● 通過可鎖定的前蓋提供前端可更換部件和控制部件 (電源、復位)、USB 接口、濾塵器和前端風扇的接觸保護

● 溫度、風扇、程序執行 (看門狗)、電池的監控功能

● 前端 LED 可用于溫度和風扇狀態的高效自診斷

● 在高達 40°C 環境溫度和全配置下，具有極高處理器性能

● 通過受控過壓力通風提供防塵保護

以上技術特點充分保證了昆明軌道交通綜合監控系統工作站在電源可靠性、計算處理能力、數據安全性等方面的特殊要求。同時SIMATIC IPC547D基于工業控制環境的設計在地鐵系統苛刻的應用條件，尤其是強電磁環境下顯示出極強的可靠性和抗干擾能力；Core i7-2600處理器強大的數據數理能力與綜合監控系統軟件的復雜計算相得益彰，使得系統功能無論是在數據更新、操作響應還是復雜畫面的展現方面均具有良好的性能；基于LED和專用診斷軟件可以幫助早期檢測和糾正操作狀態，有效預防故障和停機，極大地提高了綜合監控系統的可靠性和可用性；低噪音運行的性能尤其適合在地鐵控制中心的安靜環境中工作，體現了友好的人機工程學設計。

目前，SIMATIC IPC547D已完成在昆明軌道交通首期工程綜合監控系統的廠內集成測試和現場初步調試，其優良的性能和系統穩定性得到了各方的充分認可。