綜合監(jiān)控系統(tǒng)控制權(quán)移交的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

華寅飛 胡波 沈廣澤

摘要：本文介紹了在軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)（ISCS）中如何進(jìn)行控制中心和車站之間的內(nèi)部權(quán)限移交，以及ISCS與外部系統(tǒng)之間的外部權(quán)限移交。權(quán)限移交有兩種方式：正常權(quán)限移交和強(qiáng)制權(quán)限移交。結(jié)合實(shí)際工程需求，針對(duì)BAS子系統(tǒng)設(shè)計(jì)了控制權(quán)移交的方案及實(shí)現(xiàn)方法。實(shí)踐表明，該方案能夠滿足需求，保證控制的唯一性，使得操作員在控制中心、車站、子系統(tǒng)均能對(duì)受控對(duì)象進(jìn)行安全的控制操作。

關(guān)鍵詞：綜合監(jiān)控系統(tǒng)；內(nèi)部權(quán)限移交；外部權(quán)限移交；正常權(quán)限移交；強(qiáng)制權(quán)限移交Design and Realization of Control Authority Transfer in Integrated Supervision and Control System

Hua YinfeiHu boSheng Guangze(NARI Technology Development Co. Ltd.,Nanjing 210061)

Abstract:This ariticle describes how to transfer the internal authority between control center and station in rail transit integrated supervision and control system(ISCS) and how to transfer the external authority between ISCS and external systems.There are two ways of authority transfer: normal authority transfer and forced authority transfer. Based on actial project requirements of BAS,we designed the program of control authority transfer and realization method. Practice shows that the method can meet the requirements,ensure the uniqueness of control,makes the operator at control center,station or subsystem can control the controlled object safety.

Key words:ISCS、internal authority transfer；external authority transfer；normal authority transfer；forced authority transfer在目前我國(guó)地鐵行業(yè)中，軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)（ISCS）得到了廣泛應(yīng)用。綜合監(jiān)控系統(tǒng)是一個(gè)十分龐大的的分布式系統(tǒng)，在控制中心和各個(gè)車站/停車場(chǎng)都設(shè)有操作員工作站，因而在中心操作員、車站操作員等多個(gè)位置均能對(duì)某個(gè)受控對(duì)象進(jìn)行控制操作；而在綜合監(jiān)控系統(tǒng)外部，子系統(tǒng)工作站和現(xiàn)場(chǎng)也能對(duì)受控對(duì)象進(jìn)行控制操作。如果不進(jìn)行有效的控制權(quán)限管理，有可能造成人為操作事故。為了同時(shí)對(duì)受控設(shè)備進(jìn)行控制操作，保證控制的唯一性，需要對(duì)控制權(quán)限進(jìn)行管理，協(xié)調(diào)中心操作員、車站操作員、子系統(tǒng)工作站操作員等多個(gè)位置對(duì)受控對(duì)性進(jìn)行安全的控制操作。

綜合監(jiān)控系統(tǒng)操作人員從地理位置上分為中央OCC操作員、備用OCC操作員、車站級(jí)操作員。由于中央OCC操作員和備用OCC操作員所在的都是同一個(gè)域，所以中央OCC操作員和備用OCC操作員之間不需要進(jìn)行權(quán)限移交。若系統(tǒng)正常運(yùn)行情況下控制權(quán)配置在中央OCC/BCC，車站級(jí)操作人員沒有權(quán)限對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作；或者控制權(quán)按系統(tǒng)的配置屬于車站，那么中央OCC和備用OCC操作員沒有權(quán)限對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作。對(duì)于綜合監(jiān)控外部系統(tǒng)（如子系統(tǒng)），若系統(tǒng)正常運(yùn)行情況下控制權(quán)配置在綜合監(jiān)控，子系統(tǒng)操作人員沒有權(quán)限對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作；或者控制權(quán)按系統(tǒng)的配置屬于子系統(tǒng)，那么ISCS操作員沒有權(quán)限對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作。

在正常情況或者異常情況下，系統(tǒng)可以將控制權(quán)限移交給另一方，控制權(quán)限移交一般必須由雙方確認(rèn)。在緊急情況下，系統(tǒng)可以進(jìn)行強(qiáng)制權(quán)限移交。

1控制權(quán)移交

對(duì)于綜合監(jiān)控系統(tǒng)而言，控制權(quán)移交分為系統(tǒng)內(nèi)部權(quán)限移交和外部權(quán)限移交，內(nèi)部權(quán)限移交是指綜合監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)部中心和車站之間的操作權(quán)限移交；外部權(quán)限移交是指綜合監(jiān)控系統(tǒng)與外部系統(tǒng)（例如單獨(dú)子系統(tǒng)工作站，如BAS、PSCADA等）之間的操作權(quán)限移交。

1.1 內(nèi)部權(quán)限移交

在綜合監(jiān)控內(nèi)部進(jìn)行權(quán)限移交時(shí)，權(quán)限移交組的權(quán)限所在地可以是中心或者車站。當(dāng)某個(gè)設(shè)備的權(quán)限所在地為中心時(shí)，車站的操作員沒有權(quán)限對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作；同樣，當(dāng)某個(gè)設(shè)備的權(quán)限所在地為車站時(shí)，中心的操作員沒有權(quán)限對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作。當(dāng)權(quán)限發(fā)生移交時(shí)，系統(tǒng)可以將設(shè)備所屬的內(nèi)部權(quán)限所在地設(shè)為希望的狀態(tài)（OCC，車站）。

1.2 外部權(quán)限移交

在綜合監(jiān)控系統(tǒng)與外部系統(tǒng)（如子系統(tǒng)）進(jìn)行權(quán)限移交時(shí)，權(quán)限移交組的權(quán)限所在地可以是ISCS或者子系統(tǒng)。當(dāng)某個(gè)設(shè)備的外部權(quán)限所在地為子系統(tǒng)時(shí)，綜合監(jiān)控中心或車站的操作員均沒有權(quán)限對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作，只有子系統(tǒng)的工作站維護(hù)員有權(quán)限對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作。當(dāng)某個(gè)設(shè)備的外部權(quán)限所在地為綜合監(jiān)控時(shí)，須再根據(jù)綜合監(jiān)控內(nèi)部權(quán)限判斷控制權(quán)限是在綜合中心還是車站。當(dāng)權(quán)限發(fā)生移交時(shí)，擁有內(nèi)部權(quán)限的一方（中心或車站）才可以和子系統(tǒng)進(jìn)行移交，系統(tǒng)須通過遙控的方式將設(shè)備所屬的外部權(quán)限所在地設(shè)為希望的狀態(tài)（ISCS，子系統(tǒng)）。

1.3 權(quán)限移交方式

權(quán)限移交主要包括兩種方式，正常權(quán)限移交和強(qiáng)制權(quán)限移交。

在正常情況下，系統(tǒng)可將控制權(quán)限由一方移交到另一方（如中心到車站），控制權(quán)移交必須由雙方確認(rèn)。當(dāng)請(qǐng)求方發(fā)出權(quán)限移交請(qǐng)求，接受方必須在預(yù)定時(shí)間內(nèi)接受權(quán)限，才能完成權(quán)限移交；如果對(duì)方在預(yù)定時(shí)間內(nèi)沒有接受權(quán)限，則認(rèn)為權(quán)限移交超時(shí)，權(quán)限仍為請(qǐng)求方所有。在移交過程中，權(quán)限所在地設(shè)置為一個(gè)中間狀態(tài)，如從中心向車站進(jìn)行權(quán)限移交時(shí)，中心發(fā)出移交請(qǐng)求，權(quán)限所在地由“中心”變?yōu)椤爸行闹淋囌尽?，?dāng)車站接受權(quán)限后，權(quán)限所在地才變?yōu)椤败囌尽?；否則，權(quán)限移交超時(shí)后，權(quán)限所在地仍變回為“中心”。

強(qiáng)制權(quán)限移交是指在緊急情況下監(jiān)控等級(jí)高的一方可以強(qiáng)制收回監(jiān)控等級(jí)低的一方的權(quán)限，進(jìn)行強(qiáng)制權(quán)限移交的時(shí)候不需要對(duì)方進(jìn)行確認(rèn)。如當(dāng)權(quán)限在綜合監(jiān)控車站時(shí)，綜合監(jiān)控中心可以強(qiáng)制收回車站的權(quán)限，強(qiáng)制移交后，權(quán)限所在地直接由“車站”變?yōu)椤爸行摹薄?/p>

2實(shí)現(xiàn)方案

下面結(jié)合BAS子系統(tǒng)權(quán)限移交的實(shí)例來分析ISCS控制權(quán)移交過程。

BAS子系統(tǒng)的控制權(quán)所在地可以為綜合監(jiān)控中心、綜合監(jiān)控車站或者BAS維護(hù)工作站（子系統(tǒng)），控制權(quán)限在可以在這三個(gè)地方之間，也可以由中心強(qiáng)制收回車站的權(quán)限，或者綜合監(jiān)控強(qiáng)制收回子系統(tǒng)的權(quán)限。權(quán)限移交邏輯圖如圖1所示：

2.1 創(chuàng)建權(quán)限移交分組

實(shí)現(xiàn)如上圖所示的權(quán)限移交，首先要?jiǎng)?chuàng)建描述BAS專業(yè)所包含的控制權(quán)移交分組（如通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)權(quán)限、動(dòng)力照明系統(tǒng)權(quán)限、給排水系統(tǒng)權(quán)限），要求BAS專業(yè)的所有受控對(duì)象都屬于這幾個(gè)控制權(quán)移交分組中。

2.2 內(nèi)部權(quán)限移交的實(shí)現(xiàn)

在權(quán)限移交組中設(shè)置“權(quán)限所在地”這個(gè)屬性，默認(rèn)配置為“車站”（BAS專業(yè)要求），可選項(xiàng)還包括“中心”、“中心至車站”、“車站至中心”。對(duì)BAS專業(yè)的受控對(duì)象進(jìn)行操作時(shí)，首先會(huì)判斷設(shè)備所屬權(quán)限移交組的權(quán)限所在地，若權(quán)限所在地不在本地，則不能對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作。

在綜合監(jiān)控系統(tǒng)中，通過人機(jī)界面（HMI）下發(fā)權(quán)限移交命令，系統(tǒng)后臺(tái)操作進(jìn)程收到命令后，修改當(dāng)前權(quán)限移交組的“權(quán)限所在地”，從而實(shí)現(xiàn)內(nèi)部權(quán)限移交。

移交過程描述如下：

2.2.1 由中心向車站移交

中心的操作員在HMI上點(diǎn)擊“移交至車站ISCS”，限所在地由“中心”置為“中心至車站”，同時(shí)車站HMI上的“接受權(quán)限”變?yōu)榭蛇x；車站的操作員點(diǎn)擊“接受權(quán)限”，權(quán)限所在地由“中心至車站”置為“車站”，權(quán)限移交完成。

2.2.2 由車站向中心移交

方式一：車站的操作員在HMI上點(diǎn)擊“移交至中心ISCS”，限所在地由“車站”置為“車站至中心”，同時(shí)中心HMI上的“接受權(quán)限”變?yōu)榭蛇x；中心的操作員點(diǎn)擊“接受權(quán)限”，權(quán)限所在地由“車站至中心”置為“中心”，權(quán)限移交完成。

方式二：中心的操作員在HMI上點(diǎn)擊“強(qiáng)制收回”，權(quán)限所在地由“車站”置為“中心”，權(quán)限強(qiáng)制移交完成。

2.3 外部權(quán)限移交的實(shí)現(xiàn)

綜合監(jiān)控系統(tǒng)與外部系統(tǒng)之間的權(quán)限移交需要通過遙控的方式實(shí)現(xiàn)，權(quán)限移交同樣包括兩種方式：正常權(quán)限移交和強(qiáng)制權(quán)限移交。如控制權(quán)限可以在綜合監(jiān)控側(cè)和BAS子系統(tǒng)側(cè)之間正常移交，也可以從綜合監(jiān)控側(cè)強(qiáng)制收回BAS子系統(tǒng)側(cè)的權(quán)限。要實(shí)現(xiàn)這種移交，在綜合監(jiān)控側(cè)需定義3個(gè)DO（遙控）點(diǎn)和2個(gè)DI（遙信）點(diǎn)，如表1所示：

表1

點(diǎn)類型 含義

DO 控制權(quán)移交命令

DO 控制權(quán)接受命令

DO 控制權(quán)強(qiáng)制收回命令

DI 外部權(quán)限所在地

DI 是否有權(quán)限移交請(qǐng)求

分別用于描述ISCS側(cè)控制權(quán)移交（DO1）、控制權(quán)接受（DO2）和控制權(quán)強(qiáng)制移交（DO3）三個(gè)控制命令以及外部權(quán)限所在地（DI1）、是否有權(quán)限移交請(qǐng)求（DI2）兩個(gè)遙信。

同時(shí)，在BAS子系統(tǒng)側(cè)需定義2個(gè)DO（遙控）點(diǎn)和2個(gè)DI（遙信）點(diǎn)，如表2所示：

表2

點(diǎn)類型 含義

DO 控制權(quán)移交命令

DO 控制權(quán)接受命令

DI 外部權(quán)限所在地

DI 是否有權(quán)限移交請(qǐng)求

分別用于描述BAS側(cè)控制權(quán)移交（DO4）和控制權(quán)接受（DO5）兩個(gè)控制命令以及外部權(quán)限所在地（DI3）、是否有權(quán)限移交請(qǐng)求（DI4）兩個(gè)遙信。

在控制權(quán)移交組中，設(shè)置“外部權(quán)限移交點(diǎn)”屬性，將這個(gè)屬性與DI1（外部權(quán)限所在地）關(guān)聯(lián)。對(duì)BAS專業(yè)的受控對(duì)象進(jìn)行操作時(shí)，會(huì)判斷設(shè)備所屬權(quán)限移交組的外部權(quán)限所在地，若權(quán)限所在地不在本系統(tǒng)，則不能對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作。

假定綜合監(jiān)控的內(nèi)部控制權(quán)在控制中心，移交過程描述如下：

2.3.1 由綜合監(jiān)控向子系統(tǒng)移交

中心的操作員在HMI上點(diǎn)擊“移交至車站BAS”，發(fā)控制命令DO1，使DI4被置為“有移交請(qǐng)求”，使車站HMI上的“接受權(quán)限”變?yōu)榭蛇x；子系統(tǒng)工作站的操作員點(diǎn)擊“接受權(quán)限”，發(fā)控制命令DO2，使DI1和DI3同時(shí)被置為“BAS子系統(tǒng)”，權(quán)限移交完成。

2.3.2 由子系統(tǒng)向綜合監(jiān)控移交

方式一：子系統(tǒng)工作站的操作員在HMI上點(diǎn)擊“移交至ISCS”；發(fā)控制命令DO4，使DI2被置為“有移交請(qǐng)求”，使中心HMI上的“接受權(quán)限”變?yōu)榭蛇x；中心的操作員點(diǎn)擊“接受權(quán)限”，發(fā)控制命令DO5，使DI1和DI3同時(shí)被置為“ISCS”，權(quán)限移交完成。

方式二：中心的操作員在HMI上點(diǎn)擊“強(qiáng)制收回”，發(fā)控制命令DO5，使DI1和DI3同時(shí)被置為“ISCS”，權(quán)限強(qiáng)制移交完成。

將以上內(nèi)部權(quán)限移交和外部權(quán)限移交結(jié)合起來使用，就可以實(shí)現(xiàn)BAS各控制權(quán)移交的分組在綜合監(jiān)控中心、車站以及BAS子系統(tǒng)工作站之間的高效移交，保證同時(shí)只有一處對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制操作，降低了人為誤操作的可能性。

3結(jié)語(yǔ)

上述控制權(quán)移交的方案設(shè)計(jì)，經(jīng)過實(shí)踐證明，能夠滿足綜合監(jiān)控各專業(yè)權(quán)限移交的需求，保證了對(duì)各專業(yè)受控對(duì)象控制的唯一性，同時(shí)可以方便、高效地進(jìn)行控制權(quán)移交，使得操作員在中心、車站、子系統(tǒng)等多個(gè)位置均能對(duì)受控對(duì)象進(jìn)行安全的控制操作。

[參考文獻(xiàn)]

[1]魏曉東.城市軌道交通自動(dòng)化系統(tǒng)與技術(shù)[M].北京:電子工業(yè)出版社，2004.

[2]李中.地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)研究[J].城市軌道交通研究,2008,11(10):44-47.

[3]劉曉軍.軌道交通電力系統(tǒng)控制權(quán)移交功能的實(shí)現(xiàn)[J].機(jī)電工程技術(shù),2011,11期.