淺談軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)接口調(diào)試組織

張 昆，宋志剛

（深圳達(dá)實智能股份有限公司，廣東深圳 518000）

0 引言

圖1 軌道交通系統(tǒng)調(diào)試階段劃分

城市軌道交通機(jī)電自控系統(tǒng)和通信系統(tǒng)主要包括綜合監(jiān)控系統(tǒng)、環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、火災(zāi)報警系統(tǒng)、電力監(jiān)控系統(tǒng)、信號系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)、乘客資訊系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、屏蔽門系統(tǒng)等。在各個系統(tǒng)的設(shè)備安裝完成以后，需要對各個系統(tǒng)以及系統(tǒng)間的接口進(jìn)行調(diào)試和功能驗證。如圖1所示，軌道交通系統(tǒng)的調(diào)試分為單體設(shè)備調(diào)試、單系統(tǒng)調(diào)試、接口調(diào)試、綜合聯(lián)調(diào)等4個階段[1]。文獻(xiàn)[2]對綜合聯(lián)調(diào)計劃編制和組織要點(diǎn)進(jìn)行了深入探討和總結(jié)。文獻(xiàn)[3]介紹了西安地鐵2號線綜合監(jiān)控系統(tǒng)和環(huán)境與機(jī)電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的聯(lián)調(diào)過程。文獻(xiàn)[4]介紹了FAS系統(tǒng)與綜合監(jiān)控系統(tǒng)在聯(lián)調(diào)中的聯(lián)調(diào)準(zhǔn)備及調(diào)試的方式方法。文獻(xiàn)[5]闡述了綜合聯(lián)調(diào)中門禁系統(tǒng)調(diào)試的方法和步驟。文獻(xiàn)[6]結(jié)合西安地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)與BAS綜合聯(lián)調(diào)的前期準(zhǔn)備，介紹了地鐵綜合聯(lián)調(diào)工作需具備的條件和注意要點(diǎn)。文獻(xiàn)[7]對綜合監(jiān)控系統(tǒng)與閉路電視系統(tǒng)之間接口的物理結(jié)構(gòu)、連接原理、數(shù)據(jù)流等進(jìn)行了詳細(xì)闡述。文獻(xiàn)[8]介紹了綜合監(jiān)控系統(tǒng)與子系統(tǒng)間接口調(diào)試方法。

本文以地鐵線路綜合監(jiān)控（ISCS）與屏蔽門系統(tǒng)（PSD）的接口調(diào)試為例，討論了綜合監(jiān)控系統(tǒng)與其他子系統(tǒng)進(jìn)行接口調(diào)試的組織實施過程。接口調(diào)試通常由監(jiān)理或業(yè)主牽頭組織，綜合監(jiān)控廠家牽頭準(zhǔn)備調(diào)試內(nèi)容，其他子系統(tǒng)廠家和施工單位配合，運(yùn)營單位技術(shù)人員全程參與。

1 調(diào)試準(zhǔn)備

為了提高接口調(diào)試效率，節(jié)約調(diào)試時間，參與接口調(diào)試各方需要提前完成一系列的準(zhǔn)備工作。

1.1 接口文件簽署及軟件開發(fā)

在綜合監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計聯(lián)絡(luò)會上，接口雙方需確認(rèn)接口技術(shù)方案，并形成接口文件，主要包括如下內(nèi)容：接口界面位置、接口方式、通訊協(xié)議、通訊參數(shù)、接口點(diǎn)表、各方責(zé)任、接口測試計劃等。如對各項內(nèi)容無異議，則雙方需在接口文件上簽字確認(rèn)。接口文件作為后續(xù)接口程序開發(fā)和測試的基本約定，可以避免雙方因?qū)涌诩?xì)節(jié)理解不一致而出現(xiàn)的爭議。

接口雙方廠家以接口文件的形式確定了接口的各項功能后，需各自安排開發(fā)人員根據(jù)接口文件的內(nèi)容開發(fā)相應(yīng)的接口程序。接口程序的開發(fā)需在接口調(diào)試計劃的時間節(jié)點(diǎn)前完成。

接口雙方廠家完成軟件開發(fā)后，根據(jù)雙方簽署的接口文件的各項規(guī)定，需要在實驗室測試平臺完成接口測試工作，主要用于接口功能的初步驗證。測試時可以使用對方廠家提供的模擬仿真軟件或第三方仿真測試工具進(jìn)行。

1.2 調(diào)試人員的安排

參加接口調(diào)試的人員包括：接口雙方廠家技術(shù)人員、監(jiān)理、施工單位配合人員、運(yùn)營單位配合人員，參與接口調(diào)試人員需對各自工作內(nèi)容提前熟悉。

1.3 調(diào)試資料及工器具的準(zhǔn)備

測試前需打印好調(diào)試記錄文檔，文檔內(nèi)容包括接口調(diào)試內(nèi)容、各項調(diào)試條目、接口調(diào)試時間、接口調(diào)試地點(diǎn)、數(shù)據(jù)點(diǎn)表等。調(diào)試完成后各方需對調(diào)試結(jié)果進(jìn)行確認(rèn)并簽字。

接口調(diào)試需要準(zhǔn)備的工器具包括：便攜式計算機(jī)、雙方接口程序、通訊測試軟件工具、抓包軟件、連接線纜、斜口鉗、萬用表、串口接頭、轉(zhuǎn)接頭、對講機(jī)、進(jìn)入調(diào)試場地的門禁卡、鑰匙等。

1.4 接口線纜連接

接口調(diào)試時，部分線纜可以采用臨時接線，只用于接口軟件協(xié)議的調(diào)試。也有部分線纜需要提前接好，調(diào)試完成后正式使用，如硬線接口線纜。

1.5 調(diào)試時間及地點(diǎn)

接口調(diào)試前需要確定調(diào)試場地，一般在接口雙方廠家的設(shè)備安裝場地進(jìn)行，以地鐵線路屏蔽門與綜合監(jiān)控系統(tǒng)接口調(diào)試為例，調(diào)試地點(diǎn)主要包括弱電綜合設(shè)備室及屏蔽門設(shè)備室。

2 接口調(diào)試實施

2.1 調(diào)試人員會面及清點(diǎn)

調(diào)試相關(guān)各方人員應(yīng)在規(guī)定的時間及場地會面，確認(rèn)各方已經(jīng)完成前期準(zhǔn)備工作，攜帶了相關(guān)的工具及資料，具備調(diào)試條件。隨后通常由運(yùn)營的配合調(diào)試人員清點(diǎn)，申請調(diào)試開始。

2.2 調(diào)試環(huán)境搭建

調(diào)試開始后，接口雙方廠家應(yīng)首先按照接口協(xié)議規(guī)定的通訊方式，建立起雙方的數(shù)據(jù)接口鏈路。如圖2所示，地鐵線路屏蔽門系統(tǒng)與綜合監(jiān)控系統(tǒng)在典型車站有兩個接口，接口1為RS485通訊接口，接口2為硬線接口。

在開始測試前，施工單位應(yīng)確保雙方系統(tǒng)接口線纜已經(jīng)正確連接，并進(jìn)行校驗。對于接口軟件功能的調(diào)試可使用正式使用的通訊前置機(jī)進(jìn)行，也可以使用便攜式計算機(jī)進(jìn)行。硬線接口的調(diào)試則需要使用正式的IBP盤面進(jìn)行。

圖2 屏蔽門系統(tǒng)與綜合監(jiān)控系統(tǒng)接口界面

2.3 接口調(diào)試流程

綜合監(jiān)控系統(tǒng)與屏蔽門系統(tǒng)功能接口如表1所示。

表1 屏蔽門系統(tǒng)與綜合監(jiān)控系統(tǒng)功能接口

根據(jù)接口雙方簽署的接口文件，通訊接口的物理接口為RS485雙線半雙工，傳輸速率為9 600 b/s，8位數(shù)據(jù)位，1位停止位，無檢驗位。

通訊協(xié)議采用MODUBS-RTU協(xié)議，屏蔽門系統(tǒng)作為MODBUS從站，綜合監(jiān)控系統(tǒng)作為MODBUS主站。

如圖3所示，調(diào)試過程按如下步驟進(jìn)行：

（1）目測檢查雙方接口物理鏈路連接是否正確牢固。發(fā)現(xiàn)有明顯連接錯誤則重新連接。

（2）在綜合監(jiān)控系統(tǒng)接口設(shè)備及屏蔽門系統(tǒng)接口設(shè)備上使用串口調(diào)試工具互發(fā)數(shù)據(jù)，如能正常接收則說明雙方物理連接已經(jīng)建立，否則檢查物理連接及通訊參數(shù)的錯誤，直到能達(dá)成數(shù)據(jù)的互相收發(fā)。

（3）在屏蔽門系統(tǒng)接口設(shè)備和綜合監(jiān)控系統(tǒng)接口設(shè)備上分別啟動接口程序。綜合監(jiān)控應(yīng)能接收到監(jiān)視數(shù)據(jù)。如不能則檢查通訊參數(shù)配置或抓包排查通訊報文是否有誤。

（4）屏蔽門廠家調(diào)試人員模擬不同的數(shù)據(jù)信號，觀察綜合監(jiān)控界面的數(shù)據(jù)顯示是否與屏蔽門所模擬的數(shù)據(jù)一致。如不一致則抓包排查原因，雙方技術(shù)人員現(xiàn)場消除故障或做好故障記錄并持續(xù)跟進(jìn)直到問題解決。遺留問題解決后需要重新安排調(diào)試以便進(jìn)行確認(rèn)。

（5）屏蔽門系統(tǒng)與綜合法監(jiān)控系統(tǒng)的通訊接口通常要求具有通訊冗余功能。在主通訊鏈路出現(xiàn)故障后，備通訊鏈路將承擔(dān)數(shù)據(jù)通訊功能。測試方法如下：首先單獨(dú)接通主備通訊鏈路，確認(rèn)均能正確獲取數(shù)據(jù)。然后切斷主通訊鏈路或備通訊鏈路，觀察數(shù)據(jù)通訊是否不受影響。如果切除某一路通訊鏈路導(dǎo)致數(shù)據(jù)中斷且不能在接口文件規(guī)定的時間間隔內(nèi)恢復(fù)，則視為冗余功能失敗。如果不能在現(xiàn)場查明原因并解決，則應(yīng)做記錄，在雙方在后續(xù)解決后，重新安排測試確認(rèn)。

雙方硬線接口調(diào)試過程如下：

（1）按下試燈按鈕，觀察盤面屏蔽門系統(tǒng)相關(guān)指示燈是否亮起，沒亮則檢查電源是否接通，線路是否正確，元器件是否損壞。

（2）屏蔽門系統(tǒng)模擬滑動門開啟關(guān)閉、邊門開啟關(guān)閉、系統(tǒng)故障、互鎖解除、電源故障等狀態(tài)信號，觀察盤面顯示是否正確，不正確則檢查線路。

（3）使用鑰匙開關(guān)進(jìn)行滑動門開關(guān)門、邊門開關(guān)門的操作，看屏蔽門系統(tǒng)是否正確執(zhí)行，不正確則排查線路故障。

（4）做好調(diào)試過程結(jié)果記錄。

圖3 通訊接口調(diào)試流程

2.4 調(diào)試現(xiàn)場故障處理

硬線接口的故障主要排查電源、接線、元器件等。

通訊接口的故障主要通過檢查接口雙方收發(fā)的報文來排查。對于本例中的串口通訊，可以使用第三方工具CommMonitor來抓取通訊報文。

2.5 調(diào)試結(jié)果確認(rèn)

在調(diào)試過程中，調(diào)試人員應(yīng)在測試記錄文檔中詳細(xì)記錄每一調(diào)試步驟的測試結(jié)果，調(diào)試結(jié)束后調(diào)試各方需在測試記錄上簽字確認(rèn)。

3 調(diào)試后續(xù)工作

接口調(diào)試結(jié)束后，調(diào)試人員應(yīng)將調(diào)試現(xiàn)場的各種設(shè)備恢復(fù)原狀。運(yùn)營單位人員應(yīng)進(jìn)行消點(diǎn)。監(jiān)理及業(yè)主應(yīng)組織各方進(jìn)行調(diào)試總結(jié)，并簽署調(diào)試記錄。

對于無法在調(diào)試過程中解決的遺留問題，應(yīng)確認(rèn)各方責(zé)任，并制定整改計劃及后續(xù)測試計劃。對于數(shù)據(jù)鏈路連接錯誤導(dǎo)致的問題，主要由施工方進(jìn)行校線及整改。對于設(shè)備本身存在的問題，應(yīng)由設(shè)備供貨方對設(shè)備進(jìn)行診斷及維修。對于接口軟件故障導(dǎo)致的問題，則由接口雙方軟件開發(fā)人員對軟件故障進(jìn)行排查和修改。對于大量存在的同一類問題，做完一個車站的接口調(diào)試后，將同類型的問題全線鋪開整改。在各方對自己責(zé)任范圍內(nèi)的整改項目完成整改及內(nèi)部測試后，應(yīng)由監(jiān)理及業(yè)主再次安排接口整改確認(rèn)測試。對于測試通過的整改項目，應(yīng)進(jìn)行消項。

4 小結(jié)

本文以地鐵線路綜合監(jiān)控與屏蔽門系統(tǒng)的接口調(diào)試過程為例，分析了綜合監(jiān)控系統(tǒng)通訊接口調(diào)試的流程和組織實施過程，為其他接口方案實施提供參考。