專利名稱：城市軌道交通bas控制系統(tǒng)及其方法
技術領域：
本發(fā)明涉及通訊控制系統(tǒng)，特別涉及一種城市軌道交通BAS控制系統(tǒng)。
背景技術：
為了進一步提高運營管理水平，設置綜合監(jiān)控系統(tǒng)(以下簡稱ISCS)已經(jīng)成為地 鐵發(fā)展的一種趨勢，而環(huán)境與設備監(jiān)控系統(tǒng)(以下簡稱BAS)是ISCS最重要的一個組成部 分。根據(jù)地鐵特性，A、 B兩端均設置PLC,分別采集A、 B兩端的機電設備信息，A、 B兩端的 PLC通過網(wǎng)絡或總線的方式互連并接入ISCS網(wǎng)絡，不管采用哪種方式接入，均需充分考慮 系統(tǒng)的穩(wěn)定、可靠運行。 根據(jù)BAS系統(tǒng)不同構建方式，其采用的冗余手段也不盡相同，兩級雙環(huán)網(wǎng)絡結構 是一種常見的BAS系統(tǒng)冗余構建方式，其中兩級是指車站級ISCS網(wǎng)絡和BAS現(xiàn)場級網(wǎng)絡， 雙環(huán)是指BAS現(xiàn)場級網(wǎng)絡采用的是雙環(huán)網(wǎng)絡結構。
采用兩級雙環(huán)網(wǎng)絡結構的BAS系統(tǒng)，具有以下特性 采用通過環(huán)網(wǎng)上交換機將BAS信息接入ISCS，則任何一端PLC出現(xiàn)故障，均不會影 響ISCS對另一端BAS設備進行監(jiān)控，大大提高了系統(tǒng)的可靠性。 由于A端、B端PLC處于對等關系，不需要通過其中一端PLC將信息轉發(fā)至另一端 PLC，這樣降低了對主用PLC的性能要求及程序的復雜程度。
處于環(huán)網(wǎng)上的任單一節(jié)點故障，不會影響系統(tǒng)的性能。 但基于兩級雙環(huán)網(wǎng)絡結構的BAS系統(tǒng)，由于是過ISCS交換機來實現(xiàn)兩個BAS環(huán) 網(wǎng)間的互通，這種冗余方式存在一定的冗余盲區(qū)，因此我們提出了通過軟件手段來完善BAS 環(huán)網(wǎng)冗余方案，這種方法是在現(xiàn)有的硬件配置基礎上，通過開發(fā)并植入軟件應用程序，實現(xiàn) 兩級雙環(huán)網(wǎng)絡結構下BAS系統(tǒng)的冗余實現(xiàn)技術。 參見圖l，將A端、B端的PLC以及IBP盤的PLC通過工業(yè)交換機組成一個雙環(huán)網(wǎng) 絡結構，構成BAS設備現(xiàn)場環(huán)網(wǎng)，BAS設備現(xiàn)場環(huán)網(wǎng)可通過環(huán)網(wǎng)上的交換機接入車站級ISCS 網(wǎng)絡。這種基于兩級雙環(huán)網(wǎng)絡結構下的BAS系統(tǒng)構成，繼續(xù)參見圖1，A端、B端、IBP盤PLC 通過交換機組成一個雙環(huán)網(wǎng)結構，兩個BAS環(huán)網(wǎng)各有一根網(wǎng)線分別連接到兩臺ISCS交換 機 由于ISCS的兩臺交換機已經(jīng)互通，如果將兩個BAS環(huán)網(wǎng)之間再增加一條直接連接 的鏈路，則會形成二層的LOOP，這種LOOP如果配置不合理的話，則會造成二層的廣播風暴， 所以一般不考慮將兩個BAS環(huán)網(wǎng)直接互連，而是通過ISCS交換機來實現(xiàn)兩個BAS環(huán)網(wǎng)間的 互通。由于二個環(huán)網(wǎng)之間的通訊是由車站ISCS交換機實現(xiàn)，且每個BAS環(huán)，采用一路網(wǎng)線 連接到ISCS交換機。因此無論關閉哪一臺車站ISCS交換機，均會造成兩個BAS環(huán)網(wǎng)之間 不能相互通訊。由于車站實時服務器采集冗余PLC數(shù)據(jù)信息時，只采集主用PLC數(shù)據(jù)，所以 這種冗余方式存在以下冗余的盲區(qū) 無論關閉哪一臺車站ISCS交換機，均會造成兩個BAS環(huán)網(wǎng)之間不能相互通訊。如 果是連接主用PLC所在環(huán)網(wǎng)的交換機關閉，則ISCS無法讀取該端PLC的數(shù)據(jù)信息。
如果環(huán)網(wǎng)上出現(xiàn)雙節(jié)點故障導致環(huán)網(wǎng)上交換機無法與ISCS交換機通信，則ISCS 無法讀取在該環(huán)網(wǎng)上的PLC數(shù)據(jù)信息。 雖然上述問題，可以通過增加硬件的方式，即每個PLC配置兩塊以太網(wǎng)網(wǎng)卡，分別 接入環(huán)網(wǎng)1和環(huán)網(wǎng)2，但這種方式會極大增加BAS系統(tǒng)建設成本，而且對于ISCS而言，與冗 余PLC存在4條通道，需綜合判斷采用哪條鏈路的數(shù)據(jù)，大大增加了 ISCS調度的復雜度。
目前該領域常用的還有IBP盤又稱綜合后備盤，放置在地鐵車站綜合控制室內， IBP盤由IBP面板、PLC (BAS專業(yè)提供)、人機界面終端(其它專業(yè)提供并安裝)、監(jiān)控工作 臺構成。當出現(xiàn)車站值班操作員在車站設備服務器或者人機界面出現(xiàn)故障時，通過IBP盤 對本車站進行應急管理；或在緊急情況下直接操作IBP盤上按鈕、鑰匙開關等，采用人工介 入方式進行運行模式操作和某些設備的遠程單動操作。發(fā)出的控制信號輸入IBP盤PLC。 由PLC發(fā)出聯(lián)動控制指令和某些設備的遠程控制指令。另外，PLC通過通信接口和FAS報 警控制器連接，接收FAS報警控制器直接傳來的火災模式指令，并將火災模式信息轉送到 現(xiàn)場冗余PLC和BAS工作站。IBP盤上設置緊急控制按鈕，狀態(tài)指示燈等，對重要設備進行 應急監(jiān)控。其控制級別高于各系統(tǒng)操作站。 有鑒于此，本領域發(fā)明人針對上述問題，研發(fā)了一種基于兩級雙環(huán)網(wǎng)絡結構下BAS 系統(tǒng)的冗余。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于，提供一種城市軌道交通BAS控制系統(tǒng)及其方法，克服了現(xiàn)有 技術的困難，達到能使得整個BAS成為真正全冗余的系統(tǒng)，任何單一的節(jié)點故障均能保證 受控設備及模式不間斷、無擾動地自動切換運行且成本低廉的目的。
本發(fā)明采用如下技術方案 本發(fā)明的一種城市軌道交通BAS控制系統(tǒng)，包括車站級綜合監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡和BAS
現(xiàn)場級網(wǎng)絡，所述車站級綜合監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡設有冗余調度模塊，所述BAS現(xiàn)場級網(wǎng)絡是雙
環(huán)網(wǎng)絡結構，包括至少兩個冗余PLC以及冗余調度模塊，所述冗余PLC分為主用PLC和備用
PLC，所述主用PLC連接一設置在所述環(huán)網(wǎng)的交換機，所述備用PLC連接一設置在另一所述
環(huán)網(wǎng)的交換機，兩個BAS環(huán)網(wǎng)各有一根網(wǎng)線分別連接到車站級綜合監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡； 所述冗余調度模塊檢測車站級綜合監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡與主用PLC之間的通信狀態(tài)，當
車站級綜合監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡與主用PLC之間通訊中斷時，切換到備用PLC。 進一步地，所述車站級綜合監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡還包括兩臺相連的綜合監(jiān)控系統(tǒng)交換
機，所述BAS環(huán)網(wǎng)的一組環(huán)網(wǎng)上設有一交換機，通過網(wǎng)線連接一臺所述綜合監(jiān)控系統(tǒng)交換
機；所述BAS環(huán)網(wǎng)的另一組環(huán)網(wǎng)上設有另一交換機，通過網(wǎng)線連接另一臺所述綜合監(jiān)控系
統(tǒng)交換機。 進一步地，所述車站級綜合監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡還包括一車站實時服務器，分別連接兩 臺所述綜合監(jiān)控系統(tǒng)交換機。 進一步地，所述BAS現(xiàn)場級網(wǎng)絡還包括一綜合后備盤PLC,分別連接BAS環(huán)網(wǎng)上，與
綜合監(jiān)控系統(tǒng)交換機連接的兩所述交換機。 進一步地，所述冗余PLC分別設置在地鐵的兩端。 本發(fā)明的一種城市軌道交通BAS控制方法，采用上述的城市軌道交通BAS控制系統(tǒng)，包括以下步驟 1)城市軌道交通BAS控制系統(tǒng)運作，車站級綜合監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡通過一組環(huán)網(wǎng)讀取 BAS設備信息； 2)所述冗余調度模塊檢測車站級綜合監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡與主用PLC之間的通信是否 中斷，若是，則執(zhí)行步驟3)，若否，則執(zhí)行步驟1); 3)所述冗余調度模塊將備用PLC切換為主用PLC,車站級綜合監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡通過 另一組環(huán)網(wǎng)讀取BAS設備信息。 由于采用了上述技術，本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有以下特點
1)本發(fā)明在基于兩級雙環(huán)網(wǎng)絡結構下BAS系統(tǒng)的冗余實現(xiàn)技術中，放棄通過增加 硬件的方式，提出了軟件方式完善冗余實現(xiàn)技術，有利于減低BAS系統(tǒng)建設成本，降低ISCS 集成BAS子系統(tǒng)的難度。 2)本發(fā)明通過該冗余技術，使得整個BAS成為真正全冗余的系統(tǒng)，任何單一的節(jié)
點故障均能保證受控設備及模式不間斷、無擾動地自動切換運行。 以下結合附圖及實施例進一步說明本發(fā)明。
圖1為現(xiàn)有技術的城市軌道交通BAS控制系統(tǒng)的結構示意圖；
圖2為本發(fā)明的城市軌道交通BAS控制系統(tǒng)的結構示意圖；
圖3為本發(fā)明的城市軌道交通BAS控制方法的流程圖。
具體實施例方式
下面通過圖2至3，來介紹本發(fā)明的一種具體實施例。 本發(fā)明的一種城市軌道交通BAS控制系統(tǒng)，包括車站級綜合監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡和BAS
現(xiàn)場級網(wǎng)絡，所述車站級綜合監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡設有冗余調度模塊，所述BAS現(xiàn)場級網(wǎng)絡是雙
環(huán)網(wǎng)絡結構，包括至少兩個冗余PLC以及冗余調度模塊，所述冗余PLC分為主用PLC和備用
PLC，所述主用PLC連接一設置在所述環(huán)網(wǎng)的交換機，所述備用PLC連接一設置在另一所述
環(huán)網(wǎng)的交換機，兩個BAS環(huán)網(wǎng)各有一根網(wǎng)線分別連接到車站級綜合監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡； 所述冗余調度模塊檢測車站級綜合監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡與主用PLC之間的通信狀態(tài)，當
車站級綜合監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡與主用PLC之間通訊中斷時，切換到備用PLC。 所述車站級綜合監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡還包括兩臺相連的綜合監(jiān)控系統(tǒng)交換機，所述BAS
環(huán)網(wǎng)的一組環(huán)網(wǎng)上設有一交換機，通過網(wǎng)線連接一臺所述綜合監(jiān)控系統(tǒng)交換機；所述BAS
環(huán)網(wǎng)的另一組環(huán)網(wǎng)上設有另一交換機，通過網(wǎng)線連接另一臺所述綜合監(jiān)控系統(tǒng)交換機。 所述車站級綜合監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡還包括一車站實時服務器，分別連接兩臺所述綜合
監(jiān)控系統(tǒng)交換機。 所述BAS現(xiàn)場級網(wǎng)絡還包括一綜合后備盤PLC,分別連接BAS環(huán)網(wǎng)上，與綜合監(jiān)控
系統(tǒng)交換機連接的兩所述交換機。 所述冗余PLC分別設置在地鐵的兩端。 如圖2所示，本實施例中，兩冗余PLC分別為A端冗余PLC和B端冗余PLC，
本實施例中假設A端冗余PLC的主用PLC為PLC1，備用PLC為PLC2，B端冗余PLC的主用PLC為PLC3，備用PLC為PLC4。主用PLC1連接環(huán)網(wǎng)1上的交換機1，備用PLC2連接 環(huán)網(wǎng)2上的交換機2，主用PLC3連接環(huán)網(wǎng)1上的交換機3，備用PLC4連接環(huán)網(wǎng)2上的交換 機4。環(huán)網(wǎng)1上的交換機6和環(huán)網(wǎng)2上的交換機5分別連接車站級網(wǎng)絡的綜合監(jiān)控系統(tǒng)交 換機8和綜合監(jiān)控系統(tǒng)交換機7。綜合后備盤PLC分別連接交換機5和交換機6。
如圖3所示，本發(fā)明還提供一種城市軌道交通BAS控制方法，包括以下步驟
1)城市軌道交通BAS控制系統(tǒng)運作，車站級綜合監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡通過環(huán)網(wǎng)讀取BAS 設備信息； 2)所述冗余調度模塊檢測車站級綜合監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡與主用PLC之間的通信是否 中斷，若是，則執(zhí)行步驟3)，若否，則執(zhí)行步驟1); 3)所述冗余調度模塊將備用PLC切換為主用PLC,車站級綜合監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡通過 另一組環(huán)網(wǎng)讀取BAS設備信息。 本發(fā)明通過軟件手段來完善BAS環(huán)網(wǎng)冗余方案，這種方法是在現(xiàn)有的硬件配置基 礎上，通過開發(fā)并植入軟件應用程序，實現(xiàn)兩級雙環(huán)網(wǎng)絡結構下BAS系統(tǒng)的冗余實現(xiàn)技術， 通過分別安裝在車站實時服務器和PLC中的冗余調度模塊，冗余調度模塊檢測到車站實時 服務器與主用PLC的通信中斷之后，自動進行主備PLC切換。通過該冗余調度模塊，可以解 決以下現(xiàn)有方案中的冗余盲區(qū)，以A端冗余PLC為例，假設當前主用PLC為PLC1 :
ISCS的車站實時服務器則通過ISCS的交換機8及環(huán)網(wǎng)1上的交換機6、交換機1 監(jiān)控A端BAS設備信息，如果關閉交換機8，則車站實時服務器無法訪問到交換機1，也就無 法訪問PLC1中的信息。 如果環(huán)網(wǎng)1出現(xiàn)雙節(jié)點故障，此時車站實時服務器無法通過環(huán)網(wǎng)1訪問到PLCl。
在上述兩種情況中，舊方案中由于連接PLC1的交換機1正常工作，A端冗余PLC未 檢測到任何故障信息，不會將PLC2切為主用PLC,PLCl仍然為主用PLC，則會導致車站服務 器無法讀取A端BAS設備信息。而新方案中增加了冗余調度模塊，該模塊在檢測到車站實 時服務器與主用PLC的通信中斷之后，自動將PLC2切為主用PLC，這樣車站實時服務器則可 以通過環(huán)網(wǎng)2，讀取A端BAS設備信息，大大提高的系統(tǒng)的冗余程度，確保任何單一的節(jié)點故 障均能保證受控設備及模式不間斷、無擾動地自動切換運行。 成都地鐵1號線綜合監(jiān)控系統(tǒng)使用了本發(fā)明，在不增加現(xiàn)有硬件成本投資的基礎 上，通過軟件方式完善了現(xiàn)有的兩級雙環(huán)網(wǎng)絡結構下BAS系統(tǒng)冗余方案，使得整個BAS成為 真正全冗余的系統(tǒng)，任何單一的節(jié)點故障均能保證受控設備及模式不間斷、無擾動地自動 切換運行。 綜上可知，本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有以下特點 1)在基于兩級雙環(huán)網(wǎng)絡結構下BAS系統(tǒng)的冗余實現(xiàn)技術中，放棄通過增加硬件的 方式，提出了軟件方式完善冗余實現(xiàn)技術，有利于減低BAS系統(tǒng)建設成本，降低ISCS集成 BAS子系統(tǒng)的難度。 2)通過該冗余技術，使得整個BAS成為真正全冗余的系統(tǒng)，任何單一的節(jié)點故障 均能保證受控設備及模式不間斷、無擾動地自動切換運行。 以上所述的實施例僅用于說明本發(fā)明的技術思想及特點，其目的在于使本領域內 的技術人員能夠了解本發(fā)明的內容并據(jù)以實施，不能僅以本實施例來限定本發(fā)明的專利范 圍，即凡依本發(fā)明所揭示的精神所作的同等變化或修飾，仍落在本發(fā)明的專利范圍內。
權利要求
一種城市軌道交通BAS控制系統(tǒng)，其特征在于包括車站級綜合監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡和BAS現(xiàn)場級網(wǎng)絡，所述車站級綜合監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡設有冗余調度模塊，所述BAS現(xiàn)場級網(wǎng)絡是雙環(huán)網(wǎng)絡結構，包括至少兩個冗余PLC以及冗余調度模塊，所述冗余PLC分為主用PLC和備用PLC，所述主用PLC連接一設置在所述環(huán)網(wǎng)的交換機，所述備用PLC連接一設置在另一所述環(huán)網(wǎng)的交換機，兩個BAS環(huán)網(wǎng)各有一根網(wǎng)線分別連接到車站級綜合監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡；所述冗余調度模塊檢測車站級綜合監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡與主用PLC之間的通信狀態(tài)，當車站級綜合監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡與主用PLC之間通訊中斷時，切換到備用PLC。
2. 根據(jù)權利要求1所述的城市軌道交通BAS控制系統(tǒng)，其特征在于所述車站級綜合監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡還包括兩臺相連的綜合監(jiān)控系統(tǒng)交換機，所述BAS環(huán)網(wǎng)的一組環(huán)網(wǎng)上設有一交換機，通過網(wǎng)線連接一臺所述綜合監(jiān)控系統(tǒng)交換機；所述BAS環(huán)網(wǎng)的另一組環(huán)網(wǎng)上設有另一交換機，通過網(wǎng)線連接另一臺所述綜合監(jiān)控系統(tǒng)交換機。
3. 根據(jù)權利要求2所述的城市軌道交通BAS控制系統(tǒng)，其特征在于所述車站級綜合監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡還包括一車站實時服務器，分別連接兩臺所述綜合監(jiān)控系統(tǒng)交換機。
4. 根據(jù)權利要求3所述的城市軌道交通BAS控制系統(tǒng)，其特征在于所述BAS現(xiàn)場級網(wǎng)絡還包括一綜合后備盤PLC,分別連接BAS環(huán)網(wǎng)上，與綜合監(jiān)控系統(tǒng)交換機連接的兩所述交換機。
5. 根據(jù)權利要求4所述的城市軌道交通BAS控制系統(tǒng)，其特征在于所述冗余PLC分別設置在地鐵的兩端。
6. —種城市軌道交通BAS控制方法，采用如權利要求1-5中任意一項所述的城市軌道交通BAS控制系統(tǒng)，其特征在于，包括以下步驟1) 城市軌道交通BAS控制系統(tǒng)運作，車站級綜合監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡通過環(huán)網(wǎng)讀取BAS設備信息；2) 所述冗余調度模塊檢測車站級綜合監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡與主用PLC之間的通信是否中斷，若是，則執(zhí)行步驟3)，若否，則執(zhí)行步驟1);3) 所述冗余調度模塊將備用PLC切換為主用PLC，車站級綜合監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡通過另一組環(huán)網(wǎng)讀取BAS設備信息。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種城市軌道交通BAS控制系統(tǒng)及其方法，其系統(tǒng)包括車站級綜合監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡和BAS現(xiàn)場級網(wǎng)絡，所述車站級綜合監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡設有冗余調度模塊，所述BAS現(xiàn)場級網(wǎng)絡是雙環(huán)網(wǎng)絡結構，包括至少兩個冗余PLC以及冗余調度模塊，所述冗余PLC分為主用PLC和備用PLC，通過環(huán)網(wǎng)連接至車站級綜合監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡，所述冗余調度模塊檢測通信狀態(tài)，以此切換到備用PLC，其方法通過所述冗余調度模塊檢測車站級綜合監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡與主用PLC之間的通信是否中斷，若是，則所述冗余調度模塊將備用PLC切換為主用PLC，本發(fā)明有利于減低BAS系統(tǒng)建設成本，降低ISCS集成BAS子系統(tǒng)的難度，在任何單一的節(jié)點故障均能保證受控設備及模式不間斷、無擾動地自動切換運行。
文檔編號B61L27/00GK101700782SQ20091019876
公開日2010年5月5日 申請日期2009年11月13日 優(yōu)先權日2009年11月13日
發(fā)明者吳娟, 朱曉南, 汪侃 申請人:上海寶信軟件股份有限公司