成都東站綜合集成管理平臺設計與研究

鄭 毅

（中國中鐵二院工程集團有限責任公司通號院，成都610031）

成都東站作為大型現(xiàn)代化綜合交通樞紐，是集鐵路客運、長途及旅游客運、城市軌道交通、城市公交、出租及社會停車等功能于一體的綜合性交通樞紐。成都東站的客運、票務、站房內(nèi)設備以及車輛進出站等各種信息非常復雜，對這些信息整合控制的要求更高，綜合信息集成的程度直接影響到成都東站的管理水平和運營效率。

成都東站旅客服務信息系統(tǒng)包括：綜合顯示系統(tǒng)、客運廣播系統(tǒng)、信息查詢系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、入侵報警系統(tǒng)、時鐘系統(tǒng)、投訴求助設施等系統(tǒng)的集成管理，但車站智能照明系統(tǒng)、暖通系統(tǒng)、送排風系統(tǒng)、環(huán)境溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)、火災報警系統(tǒng)等均是獨立運行，并且與旅客服務業(yè)務無關聯(lián)，沒有充分利用信息技術(shù)手段對客運業(yè)務進行深度集成和信息資源共享，不能完全滿足成都東站客運計劃、客運組織和客運服務方面的要求，不能實現(xiàn)車站的智能化管理。

因此，成都東站基于傳統(tǒng)旅客服務信息系統(tǒng)的實際應用情況，進行技術(shù)創(chuàng)新、深度集成，構(gòu)建鐵路車站綜合集成管理平臺系統(tǒng)。以業(yè)務深度集成各子系統(tǒng)，形成一個支持業(yè)務集成、符合現(xiàn)代化客運生產(chǎn)、統(tǒng)一指揮調(diào)度、科學運作、節(jié)能控制和智能型的綜合集成平臺。

1 綜合集成管理平臺架構(gòu)

綜合集成管理平臺需要納入集成的15個子統(tǒng)是：新風系統(tǒng)，排風系統(tǒng)，空調(diào)系統(tǒng)，暖通能耗分析系統(tǒng)，電梯運行狀態(tài)，給排水系統(tǒng)，旅客服務計劃，視頻采集系統(tǒng)，照明聯(lián)動系統(tǒng)，照度采集系統(tǒng)，旅客人數(shù)信息，應急照明系統(tǒng)，直接飲水系統(tǒng)，消防分區(qū)報警系統(tǒng)，智能報表分析系統(tǒng)等。

1.1 硬件架構(gòu)

成都東站綜合集成管理平臺的硬件架構(gòu)如圖 1。

圖1 綜合集成管理平臺硬件架構(gòu)

綜合集成管理平臺通過車站內(nèi)專網(wǎng)連接各子系統(tǒng)或直接通過現(xiàn)場總線連接各種現(xiàn)場設備，并通過TCP/IP、OPC、Modbus、WebService等通訊協(xié)議與樓宇自控系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、直飲水系統(tǒng)、機房環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、客票系統(tǒng)、旅客服務信息系統(tǒng)等系統(tǒng)之間相互通訊，實現(xiàn)各系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成。系統(tǒng)的設計，完全基于車站內(nèi)旅客服務信息系統(tǒng)專網(wǎng)之上，通過Web 服務器和瀏覽器技術(shù)實現(xiàn)樓宇管理系統(tǒng)的實時信息交互、綜合和共享，實現(xiàn)統(tǒng)一的人機交互界面和跨平臺的數(shù)據(jù)庫訪問，數(shù)據(jù)資源的綜合共享，以及全局事件快速處理和一體化的科學管理。

在成都東站信息機房設置信息交互主機，負責調(diào)度中心的號碼規(guī)劃、路由選擇、呼叫處理、以及通信的管理和控制。通過該網(wǎng)絡記錄各種報警事件，提供遠程的Web服務,提供每個用戶實時信息和報警內(nèi)容，提供每個用戶以顯示界面，同時接收用戶的控制命令。覆蓋鐵路車站的Wi-Fi無線網(wǎng)絡，使智能手持設備進行現(xiàn)場信息與鐵路車站綜合集成管理平臺信息的交互。

1.2 軟件架構(gòu)

成都東站綜合集成管理平臺軟件架構(gòu)主要包括數(shù)據(jù)采集服務系統(tǒng)DA Server、業(yè)務邏輯處理系統(tǒng)OSGi Server、數(shù)據(jù)展示客戶端和瀏覽器端、手持巡檢系統(tǒng)4部分，可以進行分布式部署，以基于Http協(xié)議為基礎的Hessian協(xié)議為通訊協(xié)議，各部分間可進行無縫數(shù)據(jù)傳輸，并支持Wi-Fi無線網(wǎng)絡技術(shù)和智能手持設備進行現(xiàn)場信息與平臺信息的交互，可以對鐵路樓宇自動化系統(tǒng)（BAS）、防火自動化系統(tǒng)（FAS）和旅客服務信息系統(tǒng)等各系統(tǒng)接口的數(shù)據(jù)集成和設備信息統(tǒng)一管理?？傮w架構(gòu)如圖2。

圖2 軟件架構(gòu)

在整個系統(tǒng)中，DA Server作為系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集來源，在采集到設備狀態(tài)數(shù)據(jù)后，通過OSGi Server提供的數(shù)據(jù)接口，更新OSGi Server端設備數(shù)據(jù)，OSGi Server在與DA Server進行系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互后，得到設備最新數(shù)據(jù)，緩存到系統(tǒng)中，然后進行相應業(yè)務處理。整個通訊采用RMI通訊方式進行，在OSGi Server業(yè)務處理完后，提供有效的數(shù)據(jù)供頁面展現(xiàn)，所有的業(yè)務模塊將以Bundle最小單元形式存在，所有應用和資源必須以bundle為載體，每個bundle都有獨立的類加載路徑。通過bundle進行模塊化管理，能夠支持B/S和C/S架構(gòu)，并可以進行跨平臺操作，模塊化部署和升級。

OSGi Server可以提供有效的數(shù)據(jù)供數(shù)據(jù)展示界面展現(xiàn)客戶端和瀏覽器顯示，支持個性化界面，基于規(guī)則引擎的報警（短信、e-Mail、聲音）和視頻聯(lián)動，真正實現(xiàn)4A（Anytime, Anywhere, Any device, Any network）。

業(yè)務邏輯處理系統(tǒng)OSGi Server根據(jù)收集的設備信息，通過設備運行情況的經(jīng)驗性分析和實時趨勢圖分析，進行在線監(jiān)測和故障預警，有效減少因硬件故障而導致的突發(fā)事件的發(fā)生，降低了車站運營維護成本。

運用先進的報表組態(tài)工具，通過很短的時間即可定制生成車站需要的報表。采用Flex 技術(shù)，基于網(wǎng)絡分布式協(xié)作的靈活矢量圖互動組態(tài)功能，豐富的可擴充圖庫支持，所見即所得的開發(fā)環(huán)境。

通過該架構(gòu)把站內(nèi)設備運營過程中的各種資源通過科學的方法實行有效、合理的組織、控制和調(diào)整，使它們在運營過程中協(xié)調(diào)有序地充分發(fā)揮作用，達到既要連續(xù)、均衡地運行，又要最大限度地降低各種能源的浪費、資金的占用，提高車站整體素質(zhì)，達到節(jié)約能源、提高經(jīng)濟效益目的。為維護監(jiān)管人員提供輔助決策功能，從而合理組織，協(xié)調(diào)運營，提高響應效率。

2 聯(lián)動業(yè)務流程

成都東站綜合集成管理平臺采集到車站BAS、FAS、直飲水系統(tǒng)、機房環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、客票系統(tǒng)、旅客服務信息系統(tǒng)等系統(tǒng)數(shù)據(jù)后，進行業(yè)務處理，為車站管理人員和維護人員提供決策和操作指導，實現(xiàn)車站內(nèi)設備一體化管理，及時對設備級的突發(fā)事件處理，提高車站內(nèi)的設備利用率，合理利用資源，節(jié)能增效和設備運維管理。

主要的業(yè)務流程包括照明系統(tǒng)聯(lián)動、FAS聯(lián)動、求助設備與視頻監(jiān)控系統(tǒng)的聯(lián)動、直飲水系統(tǒng)聯(lián)動、機房環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)聯(lián)動和突發(fā)事件處理等。

2.1 照明系統(tǒng)的聯(lián)動

（1）與旅客服務信息系統(tǒng)到發(fā)信息聯(lián)動

成都東站綜合集成管理平臺接收到旅客服務信息系統(tǒng)3天內(nèi)的到發(fā)信息，更新到發(fā)信息數(shù)據(jù)后，根據(jù)事先配置好的相應策略模板，選擇站臺照明設備自動生成排程計劃，即可按照到發(fā)信息中具體事件的時間、地點自動控制站臺照明設備。

管理人員和操作人員通過一體化管理的站臺照明控制界面，可以實時監(jiān)控列車到發(fā)情況和站臺照明情況。當發(fā)現(xiàn)照明設備出現(xiàn)故障時，可以切換CCTV進行現(xiàn)場畫面監(jiān)控，對照明設備進行手動開啟和關閉操作，對現(xiàn)場維護人員發(fā)送設備故障信息，及時對設備進行維修。

（2）與客票系統(tǒng)信息聯(lián)動

根據(jù)客票系統(tǒng)每天車次售票信息，對車站候車大廳內(nèi)的客流密度進行監(jiān)控，期間，客流量統(tǒng)計數(shù)據(jù)達到預測及預設的參數(shù)信息，系統(tǒng)自動控制車站內(nèi)照明系統(tǒng)中相關照明設備的開關。

管理人員和操作人員通過一體化管理的車站候車大廳照明控制界面，可以實時監(jiān)控車站內(nèi)照明情況。當客流密度大時，可以切換CCTV進行現(xiàn)場畫面監(jiān)控，對照明設備進行手動開啟和關閉操作。當照明設備出現(xiàn)故障時，對現(xiàn)場維護人員發(fā)送設備故障信息，及時對設備進行維修。

（3）與車站內(nèi)照度信息分析聯(lián)動

基于成都東站全玻璃幕墻結(jié)構(gòu)與鐵路車站綜合集成管理平臺采集的照度數(shù)據(jù)，通過對照度分析實現(xiàn)與照明系統(tǒng)智能聯(lián)動控制，在東站二層實現(xiàn)按需照明，以達到節(jié)能降耗的目的。

管理人員和操作人員通過一體化管理的車站二層照明控制界面，實時監(jiān)控車站內(nèi)照明情況。當客流密度大時，可以切換CCTV進行現(xiàn)場畫面監(jiān)控，對照明設備進行手動開啟和關閉操作。當照明設備出現(xiàn)故障時，對現(xiàn)場維護人員發(fā)送設備故障信息，及時對設備進行維修。

2.2 FAS的聯(lián)動

當車站發(fā)生火災報警時，F(xiàn)AS報警信息上傳到鐵路車站綜合集成管理平臺，根據(jù)火災策略模板生成相應的引導顯示指令傳送到旅客服務信息系統(tǒng)集成管理平臺，旅客服務信息系統(tǒng)集成管理平臺根據(jù)指令下達信息，在顯示系統(tǒng)發(fā)布疏散信息，通過廣播系統(tǒng)進行疏散和引導廣播等。

當出現(xiàn)火災報警時，管理員可以切換CCTV進行現(xiàn)場畫面監(jiān)視，對廣播系統(tǒng)和綜合顯示系統(tǒng)設備進行手動控制信息發(fā)送操作。當廣播和顯示設備出現(xiàn)故障時，對現(xiàn)場維護人員發(fā)送設備故障信息，及時對設備進行維修。

2.3 投訴、求助設備與視頻監(jiān)控系統(tǒng)的聯(lián)動

當收到旅客服務信息系統(tǒng)發(fā)來的投訴、求助信息時，成都東站綜合集成管理平臺系統(tǒng)發(fā)出求助報警，給視頻監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出控制信息，控制求助位置的攝像頭定位，通過CCTV進行監(jiān)控，通知客運值班人員。

2.4 直飲水系統(tǒng)的聯(lián)動

客運值班員每天通過一體化界面監(jiān)視直飲水系統(tǒng)，主要關注水泵、水流方向、電動閥門、水箱液位和水質(zhì)等變化，對直飲水設備進行開關操作。

成都東站綜合集成管理平臺根據(jù)客票系統(tǒng)每天車次售票信息，對車站候車廳內(nèi)的客流密度進行監(jiān)控，期間，客流量統(tǒng)計數(shù)據(jù)達到預測及預設的參數(shù)信息，以及直飲水水箱液位信息綜合分析，系統(tǒng)自動控制直飲水系統(tǒng)的設備開關。當直飲水設備出現(xiàn)故障時，對現(xiàn)場維護人員發(fā)送設備故障信息，及時對設備進行維修。

2.5 機房環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的聯(lián)動

機房環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)主要包括機房內(nèi)的溫度和濕度監(jiān)測，對服務器、存儲設備、EPS設備等運行情況的監(jiān)測，并對機房內(nèi)網(wǎng)絡情況監(jiān)測。機房環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)將信息數(shù)據(jù)上傳到鐵路車站綜合集成管理平臺，根據(jù)預先設定的報警策略，進行分析判斷，如果出現(xiàn)報警和故障信息，將發(fā)送視頻監(jiān)控系統(tǒng)進行機房內(nèi)監(jiān)控，并對機房空調(diào)設備同時監(jiān)控，對空調(diào)設備進行開關等操作，給機房維護人員發(fā)送信息進行現(xiàn)場維護。

2.6 突發(fā)事件處理

根據(jù)成都東站客票系統(tǒng)每天車次售票信息，對車站候車廳內(nèi)的客流密度進行監(jiān)控，期間，客流量統(tǒng)計數(shù)據(jù)達到預測及預設的參數(shù)信息，啟動突發(fā)事件處理預案。

當有大客流時，啟動大客流預案，系統(tǒng)根據(jù)預案的具體內(nèi)容控制相應的設備、客運廣播的引導、大屏的引導、照明開啟以及空調(diào)的調(diào)整等。

3 系統(tǒng)實現(xiàn)

綜合集成管理平臺的最終目的是對成都東站現(xiàn)有的各種控制設備的運行情況進行實時監(jiān)測，使維護監(jiān)管人員能夠清晰了解各設備的運轉(zhuǎn)狀況和站內(nèi)監(jiān)控范圍內(nèi)一切動向，為維護監(jiān)管人員決策提供可靠的依據(jù)，以幫助其實現(xiàn)節(jié)能目的。

成都東站綜合集成管理平臺是基于SOA的車站級應用平臺架構(gòu)設計，以OSGi技術(shù)為核心基礎，適應管、控、營特點的應用集成平臺系統(tǒng)，主要包括數(shù)據(jù)采集服務系統(tǒng)DA Server、業(yè)務邏輯處理系統(tǒng)OSGi Server、數(shù)據(jù)展現(xiàn)客戶端和瀏覽器端、手持巡檢系統(tǒng)4部分，可以進行分布式部署，以基于Http協(xié)議為基礎的Hessian協(xié)議為通訊協(xié)議，各部分間可進行無縫數(shù)據(jù)傳輸。

3.1 圖形化界面

成都東站共有26個站臺，每個站臺有4條照明回路，通過車站內(nèi)每條回路照明，可以實時方便快捷地了解車站內(nèi)每個區(qū)域內(nèi)每條照明回路的實際運行情況。根據(jù)客運車站的需要，可以通過手動或自動模式選擇對每條回路照明進行單獨或統(tǒng)一控制。站臺照明可以通過列車到發(fā)信息進行照明的自動控制，通過圖形化界面可以查看站臺照明設備使用情況，設備故障報警時，有報警提示。

根據(jù)列車到發(fā)信息，列車的到發(fā)情況和站臺燈光亮的情況，監(jiān)視照明設備節(jié)能情況，同時可以實時監(jiān)視到直梯和電動扶梯運行狀態(tài)，根據(jù)到發(fā)信息查看站臺電梯的使用情況，電梯設備故障報警時，頁面上有報警提示。

3.2 業(yè)務邏輯處理系統(tǒng)

成都東站綜合集成管理平臺從部署角度可分為：數(shù)據(jù)采集DA Server、業(yè)務邏輯處理OSGi Server和數(shù)據(jù)展現(xiàn)客戶端，以基于Http協(xié)議為基礎的Hessian協(xié)議為通訊協(xié)議，各部分間可進行無縫數(shù)據(jù)傳輸。OSGi Server數(shù)據(jù)流程見圖3。

在整個系統(tǒng)中，DA Server作為系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集來源，在采集到設備狀態(tài)數(shù)據(jù)后，通過OSGi Server提供的數(shù)據(jù)接口，更新OSGi Server端設備數(shù)據(jù)，OSGi Server在與DA Server系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互后，得到設備最新數(shù)據(jù)，緩存到系統(tǒng)中，進行相應業(yè)務處理。整個通訊采用RMI通訊方式進行，在OSGi Server業(yè)務處理完后，提供有效的數(shù)據(jù)供頁面展現(xiàn)，所有的業(yè)務模塊將以Bundle最小單元形式存在。

控制流程上，由數(shù)據(jù)采集服務器采集設備數(shù)據(jù)，上傳到數(shù)據(jù)處理服務器，數(shù)據(jù)處理服務器將數(shù)據(jù)處理后傳輸?shù)娇蛻舳诉M行數(shù)據(jù)展示；當需要操作時，數(shù)據(jù)展示客戶端可以在人機界面中對設備進行操作，請求數(shù)據(jù)會發(fā)回到數(shù)據(jù)處理服務器，處理完畢后數(shù)據(jù)處理服務器會將最終執(zhí)行的指令發(fā)送到數(shù)據(jù)采集服務器，最終控制設備。

圖3 OSGi Server數(shù)據(jù)流程圖

3.3 可分布部署的采集系統(tǒng)

數(shù)據(jù)采集服務系統(tǒng)（DA Server）作為成都東站綜合集成管理平臺與外部系統(tǒng)交互的橋梁，支持常用的OPC協(xié)議、MODBUS協(xié)議、Web Service協(xié)議和其他相關協(xié)議，與BAS、FAS和旅客服務信息系統(tǒng)集成管理平臺進行通訊，數(shù)據(jù)采集后存放到實時數(shù)據(jù)庫，并同時向業(yè)務邏輯處理系統(tǒng)發(fā)送數(shù)據(jù)。

4 結(jié)束語

成都東站綜合集成管理平臺以信息的自動采集為基礎，以為鐵路車站提供一體化管理為目標，實現(xiàn)對車站BAS、FAS、直飲水系統(tǒng)、機房環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、客票系統(tǒng)、旅客服務信息系統(tǒng)等納入平臺統(tǒng)一管理，提供對設備的在線監(jiān)控、遠程維護、節(jié)能管理等功能，運用多樣化的手段盡可能提高車站運營效率。利用對車站客運業(yè)務信息的深度挖掘，提高車站智能化管理的水平，使之更先進、更合理、更高效，為節(jié)能降耗提供技術(shù)保障。

[1] GB 50226，鐵路旅客車站建筑設計規(guī)范[S] .

[2] TB10074-2007，鐵路旅客車站客運信息系統(tǒng)設計規(guī)范[S] .

[3] GB 50174，電子計算機機房設計規(guī)范[S] .

[4] GB/T503112000，建筑與建筑群綜合布線系統(tǒng)工程設計規(guī)范[S] .

[5] JGJ/T16 92，民用建筑電氣設計規(guī)范[S] .