城市轨道综合监控SCADA系统综合调试分析

城市轨道综合监控SCADA系统综合调试分析

彭继权

重庆市铁路（集团）有限公司

摘要：随着城市化进程的不断加快，近年来我国城市轨道交通领域发展迅速，城市轨道综合监控SCADA系统也因此成为了学界研究的热点，基于此，本文简单介绍了城市轨道综合监控SCADA系统组成，并对该系统的综合调试进行了详细论述，希望论述内容能够为相关业内人士带来一定启发。

关键字：城市轨道；综合监控；SCADA；联合调试

前言：城市轨道综合监控SCADA系统在安全、运营管理、网上节点资源分配、可靠性、维护工作等方面均有着较为不俗的表现，但作为庞大复杂的综合监控系统，城市轨道综合监控SCADA系统很容易在综合调试环节出现问题，为了尽可能避免相关问题的出现，正是本文围绕SCADA系统综合调试开展具体研究的原因所在。

1.城市轨道综合监控SCADA系统概述

1.1系统结构

城市轨道综合监控SCADA系统集控制、测量、监视等功能于一身，这使得其具备轨道交通电力主要设备和输配电线路的自动监视、自动控制、功率测量等综合性自动化功能，该系统采用分层与分布式结构、集中与分散相结合的布置方式，可细分为站级管理层、间隔设备层、网络通信层三部分。如其中的站级管理层主要由智能测控单元、监控单元、监控工作站组成，主要负责本车站变电设备的监视、控制、报警；而间隔设备层由直流开关柜综合保护测控单元、交直流电源装置监控单元、钢轨电位限制装置等组成，其主要负责相关基础设备的测量、采集保护[1]。

1.2控制中心系统构成

控制中心系统属于城市轨道综合监控SCADA系统的核心构成，主要由系统服务器、网络管理服务、SCADA服务、磁盘阵列、网络设备、调度员工作站、打印机、复示系统设备组成。

1.3软件构成

由SYBASE商用数据库管理系统、操作系统、画面编辑组态工具软件、实时/商用一体化数据库、综合维修软件等组成，主要负责数据采集、远程控制、数据处理、运行状态管理等工作。

2.城市轨道综合监控SCADA系统综合调试

2.1主要调试内容

简单了解城市轨道综合监控SCADA系统后，可直观了解到该系统的庞大复杂特性，众多的系统接口、大量的子系统和互联系统、较大的系统调试工作量均使得城市轨道综合监控SCADA系统调试具备较高难度，而受到城市轨道交通现象施工安装变化、子系统不具备测试条件等因素影响，系统调试往往需要耗费大量时间，这点也必须得到关注。

城市轨道综合监控SCADA系统的调试可以分为三个阶段，即单机调试、集成子系统调试、综合联调，具体调试流程可以概括为：“施工安装测试→单机调试→集成子系统调试→综合联调→系统性能验收→系统不间断运行测试→初步验收→竣工验收”。其中，单机调试主要关注系统中各设备上电后指示灯状态是否正常，设备的软硬件配置、预置参数、网络地址配置是否符合要求也属于单机调试需要关注的重点；集成子系统调试主要关注城市轨道综合监控SCADA系统的网络调试、集成子系统现象现场级监控设备功能调试、冗余设备无扰动自动切换测试等内容，此外集成子系统的专业功能也属于调试关注的重点；综合联调属于城市轨道综合监控SCADA系统调试的关键点和难点，包括该系统的接口调试、互联网专业功能调试等，后者的调试需要结合接口调试规范要求。对于非控制类测试点，应采用不少于总数10%的抽测方式，但需要保证抽测覆盖所有类型设备[2]。

2.2综合调试实例

为提升研究的实践价值，本文选择了重庆市郊铁路（轨道交通延长线）跳磴至江津线的城市轨道综合监控SCADA系统与ATS信号系统的综合联调作为研究对象，具体调试如下所示。

2.2.1编写测试文件

为满足城市轨道综合监控SCADA系统与ATS信号系统的综合联调需要，测试文件需明确调试前的要求和准备、测试步骤和测试结果提交等要求。本文研究的综合联调主要围绕城市轨道综合监控SCADA系统设备与ATS信号系统设备展开，提供信号系统监视接触网带电情况功能测试为综合联调的主要内容。在城市轨道综合监控SCADA系统与变电所与完成控制中心间联调测试的前提下，可确定现场接触网已具备带电运行条件，由此方可真正开始联合调试，这一调试中多个牵引变电所将通过通信传输子系统向城市轨道综合监控SCADA系统传输数据，ATS信号系统设备也将与SCADA系统建立通信通道传输数据。值得注意的是，SCADA系统与ATS信号系统联调的目标在于确认二者之间数据通道传输正常且通道故障恢复功能能够满足正常需要，同时确定数据能否顺利、完整传输以及正确展示也是综合联调目的之一。

2.2.2联调开展条件

城市轨道综合监控SCADA系统与ATS信号系统的综合联调需要得到一定先决条件的支持，具体条件如下：（1）两种系统间通信电缆敷设调试完毕。（2）两种系统中心级设备安装调试完毕。（3）通信传输子系统设备可正常使用且与SCADA系统间功能调试完毕。（4）牵引变电所与SCADA系统间完成中心级控制功能测试。（5）获得电调系统同意，沿线接触网专业停止相关作业。

2.2.3联调内容

首先，应开展ATS信号系统设备与城市轨道综合监控SCADA系统设备数据通信通道功能联调，具体联调内容如下所示：（1）确认数据通信通道运行状态。在上电运行后，应按照5秒1次的频率由ATS设备向SCADA系统发出数据请求报文，同时接收报文的SCADA系统也应发出响应报文。同时检查通道通信状态指示灯（ATS信号设备、SCADA系统设备）运行正常，监视器显示通信信号的正确也应纳入联调范畴。（2）检查数据通信通道故障恢复功能。需采用人为拔出通信电缆措施实现通信故障模拟，这一模拟需要在数据通信状态运行正常情况下（SCADA系统设备处）进行，由此确认报警音响发出、相关监视器与打印机出现报警信号或相关打印。完成通信故障模拟后还需模拟通信故障恢复，应人为将拔下的通信电缆恢复原状，并记录通信电缆恢复正常到数据通信功能完全恢复所耗时间，确认数据通信通道故障恢复功能处于正常状态[3]。

其次，应确认联调测试接触网区段均处于不带电状态，具体调试工作如下所示：（1）城市轨道综合监控SCADA系统工作站确认。需重点关注现场需联调测试网区段，如区段处于部分不带电状态，应首先确认数据传输（与变电所）正常，同时确认电动隔离开关控制档位、直流断路器状态，应处于“远方”控制位；如区段全部处于不带电状态，首先确认数据传输（与变电所）正常，同时需确认“远方”控制位；在单控及程控操作状态下，需确认区段全部处于不带电状态。（2）由ATS信号系统工作站确认。同样关注现场需联调测试网区段，在区段没有全部处于不带电状态情况下，确认不带电区段现实“灰色”、带电区段显示“红色”，显示对应区段位置正确；区段完全处于不带电状态，相应区段显示“灰色”。

最后，依次分区段送电，具体调试内容如下所示：（1）城市轨道综合监控SCADA系统工作站处。调出程控清单选择画面、执行程控操作，确认执行成功信息显示，依次进行程控操作。（2）由ATS信号系统工作站确认。在执行程控操作的同时，确认带电部分区段由“灰色”变为“红色”，且区段对应位置正确。值得注意的是，如出现区段对应位置不符情况，必须立即联系联调人员进行处理。

结论：综上所述，城市轨道综合监控SCADA系统综合调试具备较高现实意义。而在此基础上，本文涉及的重庆市郊铁路（轨道交通延长线）跳磴至江津线的城市轨道综合监控SCADA系统与ATS信号系统的联合调试实例，则证明了研究的实践价值。因此，在SCADA系统综合调试相关的理论研究和实践探索中，本文内容能够发挥一定程度的参考作用。

参考文献：

[1]王昕敏.基于PLC/DCS/SCADA轨道交通综合监控系统的设计[J].自动化技术与应用,2017,36(07):101-103+111.

[2]王建丽,邹强.基于可靠性分析的城市轨道交通供电SCADA系统的设计与实现[J].城市建设理论研究(电子版),2017(15):21-22.

[3]孟庆波,张惠敏.基于GEProficy/HMISCADA-iFIX的综合监控系统人机界面开发与设计[J].铁道标准设计,2013(09):104-107+110.