關于南昌地鐵3號線綜合監(jiān)控系統(tǒng)功能驗證的思考

摘 要：南昌地鐵3號線于2020年12月26日開通試運營，為了檢驗綜合聯(lián)調(diào)結束后綜合監(jiān)控系統(tǒng)的功能準確性，同時為鍛煉和提升綜合監(jiān)控專業(yè)檢修人員的技術水平，2021年1月—8月，南昌地鐵3號線持續(xù)開展了綜合監(jiān)控系統(tǒng)功能驗證?，F(xiàn)就功能驗證過程中的典型問題進行剖析，并結合南昌地鐵3號線的實際情況和應對措施總結經(jīng)驗，可供今后類似項目參考。

關鍵詞：綜合監(jiān)控系統(tǒng);綜合聯(lián)調(diào);功能驗證

0 引言

南昌地鐵3號線綜合監(jiān)控系統(tǒng)分為中央級系統(tǒng)和車站級系統(tǒng)，其中中央級綜合監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對全線車站設備的集中監(jiān)視與控制，車站級綜合監(jiān)控系統(tǒng)只能對本站設備進行集中監(jiān)視與控制。中央級綜合監(jiān)控系統(tǒng)和車站級綜合監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、處理、存儲相互獨立設置，分別通過中央級和車站級服務器訪問車站級FEP（前端處理器）讀寫數(shù)據(jù)實現(xiàn)對綜合監(jiān)控各集成、互聯(lián)子系統(tǒng)的監(jiān)視與控制。鑒于此特性，南昌地鐵3號線需同時對車站級和中央級綜合監(jiān)控系統(tǒng)設備的監(jiān)視和控制功能進行驗證。

1 開展功能驗證的意義

綜合監(jiān)控系統(tǒng)功能驗證是運營單位在綜合聯(lián)調(diào)完成后對新線設備系統(tǒng)進行全面檢驗驗收過程中的重要環(huán)節(jié)，通過對綜合監(jiān)控系統(tǒng)集成互聯(lián)子系統(tǒng)接口及功能的測試，以檢驗綜合監(jiān)控系統(tǒng)功能是否滿足設計要求。同時，開展綜合監(jiān)控系統(tǒng)功能驗證有利于發(fā)現(xiàn)設備存在的問題，提前整改排除隱患，也是通過實戰(zhàn)的方式對設備檢修人員開展接口關系、設備原理和故障處理的維護培訓，對快速提升地鐵公司設備檢修人員的技能水平具有重要意義[1-2]。

2 功能驗證方案的確立

2.1 ? ?功能驗證范圍

本次綜合監(jiān)控系統(tǒng)功能驗證范圍包括：BAS（環(huán)境與設備監(jiān)控系統(tǒng)）、PSCADA（電力監(jiān)控系統(tǒng)）、PSD（屏蔽門）、ACS（門禁系統(tǒng)）、FAS（火災報警系統(tǒng)）、TFDS（隧道溫度探測系統(tǒng)）、FG（防淹門）等集成子系統(tǒng)。

2.2 ? ?功能驗證原則

（1）綜合監(jiān)控系統(tǒng)按照功能驗證項目100%進行測試。

（2）功能驗證項目內(nèi)容參照綜合聯(lián)調(diào)測試點表。

（3）功能驗證工作開展需嚴格按照《南昌中鐵穗城軌道交通建設運營有限公司施工管理規(guī)定》進行施工作業(yè)令申報，持令進行請銷點作業(yè)，工完場清。

（4）功能驗證中需保存有完整驗證記錄，功能驗證問題需建立問題庫持續(xù)跟蹤。

2.3 ? ?功能驗證項目

（1）冗余測試。交換機、FEP、服務器、AB網(wǎng)網(wǎng)線、BAS主從端PLC、TFDS主機切換測試。（2）IBP（Integrated Backup

Panel）盤接口測試。信號、屏蔽門、防淹門、防排煙風機、消防水泵、區(qū)間水泵、扶梯、隔斷門、AFC（自動售檢票系統(tǒng)）、門禁、BAS火災模式和FAS切非反饋接口測試。（3）中央級和車站級綜合監(jiān)控系統(tǒng)點位測試。遙信、遙控、遙測、遙調(diào)信號測試。（4）中央級和車站級綜合監(jiān)控系統(tǒng)模式表測試。BAS大系統(tǒng)、小系統(tǒng)、水系統(tǒng)、隧道通風系統(tǒng)模式表功能測試。（5）中央級綜合監(jiān)控系統(tǒng)PSCADA程控卡片測試。全線接觸網(wǎng)和車站停送電程控卡片功能測試。

2.4 ? ?功能驗證計劃與組織

南昌地鐵3號線綜合監(jiān)控系統(tǒng)功能驗證由運營部門牽頭組織，綜合聯(lián)調(diào)單位、設備廠家和施工單位配合開展工作。功能驗證計劃按周下發(fā)，根據(jù)現(xiàn)場實際情況進行調(diào)整。

3 功能驗證測試典型問題、措施和建議

3.1 ? ?典型問題和措施

3.1.1 ? ?報警記錄異常顯示

南昌地鐵3號線綜合監(jiān)控系統(tǒng)全線24個站點（22座車站、1個停車場、1個車輛段）遙信點位共計22萬多個，綜合監(jiān)控系統(tǒng)實時報警記錄顯示數(shù)量上限為2萬條，實時報警記錄數(shù)據(jù)庫對比數(shù)量上限為30萬條。中央級和車站級綜合監(jiān)控系統(tǒng)每一秒鐘都在持續(xù)產(chǎn)生新的實時報警記錄，綜合監(jiān)控系統(tǒng)實時報警記錄數(shù)量每天保持在2萬條，且無法通過有效的方式確認清除，嚴重影響OCC（運行控制中心）調(diào)度和車站值班人員對車站設備狀態(tài)的正常判斷，無法刷選關注重要的報警信息，同時實時報警數(shù)量過多還會造成服務器數(shù)據(jù)庫對比服務運算負荷增大，導致綜合監(jiān)控系統(tǒng)界面操作卡頓的問題。

調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)，綜合監(jiān)控系統(tǒng)實時報警記錄數(shù)量巨大的原因主要有三：（1）部分報警信號產(chǎn)生后快速復歸，重復不斷出現(xiàn)，主要表現(xiàn)為水泵低液位報警、電扶梯通信中斷報警、風機儀表箱震動報警等;（2）綜合監(jiān)控系統(tǒng)將設備預留點表配置了報警記錄功能，導致該類設備點位報警記錄無法復歸確認進入歷史數(shù)據(jù)庫，實際設備工作正常無報警，存在值班員誤判設備狀態(tài)的風險;（3）綜合監(jiān)控系統(tǒng)默認將所有開關量遙信點位統(tǒng)一設置為報警記錄，未區(qū)分報警記錄與事件記錄設置，導致全線車站設備狀態(tài)發(fā)生變化時，綜合監(jiān)控集成子系統(tǒng)都會上傳大量的實時報警記錄，主要體現(xiàn)在門禁開關門動作、站臺門滑動門開關動作等非關鍵無效報警，不利于值班人員快速甄別重要報警記錄信息。

針對以上問題，南昌地鐵3號線制訂了如下措施：（1）建立重復實時報警信號專項臺賬，安排專人和接口專業(yè)聯(lián)合排查，從源頭消除重復報警信號的產(chǎn)生;（2）重新核對綜合監(jiān)控系統(tǒng)接口文件，與接口專業(yè)核實系統(tǒng)設備點表版本的準確性，將未使用的預留點位識別標注，全線統(tǒng)一修改后進行軟件點表更新;（3）要求設備廠家對報警記錄和事件記錄配置進行區(qū)分，避免事件記錄對報警記錄造成干擾。

3.1.2 ? ?BAS通風模式表模式描述歧義

2021年7月，南昌地鐵3號線綜合監(jiān)控系統(tǒng)專業(yè)檢修員在開展“上沙溝站小系統(tǒng)XA14模式不能正常聯(lián)動加壓送風機FAA-a4”功能驗證問題消缺時，手動下發(fā)上沙溝站小系統(tǒng)XA14“A端站廳層環(huán)控機房”通風模式后，上沙溝站觸發(fā)火災通風模式聯(lián)動停機大系統(tǒng)、小系統(tǒng)、水系統(tǒng)。

經(jīng)核對通風工藝模式圖紙發(fā)現(xiàn)，通風模式表中上沙溝站“XA14 A端站廳層環(huán)控機房模式”為火災通風模式，而綜合監(jiān)控系統(tǒng)上沙溝站BAS通風模式界面未將“XA14 A端站廳層環(huán)控機房模式”文字明確標注為火災通風模式，存在文字描述歧義，進而產(chǎn)生人員誤將火災通風模式當作正常通風模式的誤操作隱患。

事件發(fā)生后，南昌3號線迅速組織技術人員全線核對綜合監(jiān)控BAS通風模式表界面與該通風工藝圖紙的差異，共發(fā)現(xiàn)53處通風模式表文字描述錯誤的問題。現(xiàn)已要求軟件集成商立即整改，消除通風模式下發(fā)誤操作的安全隱患。

3.1.3 ? ?點表更新升級隱患

與南昌地鐵1、2號線綜合監(jiān)控系統(tǒng)軟件不同，南昌地鐵3號線綜合監(jiān)控系統(tǒng)點表批量更新機制為文件全替換模式，點表替換會對整個綜合監(jiān)控系統(tǒng)的全部點表造成影響，一旦更新錯誤點表文件，可能會造成整個綜合監(jiān)控系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)視和控制功能異常。2021年6月，南昌地鐵3號線出現(xiàn)了導入錯誤內(nèi)容點表后全線接觸網(wǎng)程控停電失敗的故障，軟件點表升級失敗后立刻啟動綜合監(jiān)控系統(tǒng)點表回退應急處置措施，恢復綜合監(jiān)控系統(tǒng)正常運行。

南昌地鐵3號線綜合監(jiān)控系統(tǒng)平臺點表更新方式有兩種：平臺在線更新和點表導出批量更新。在線更新方式在綜合監(jiān)控系統(tǒng)平臺中直接操作，只對當次添加、刪除或修改點位信息造成影響，更新方式較為安全可靠，但存在大批量的點位修改耗時費力的缺點。當有大批量點位導出進行批量修改時，由于是人工操作，存在誤操作向綜合監(jiān)控系統(tǒng)平臺導入錯誤內(nèi)容的點表文件，影響到綜合監(jiān)控系統(tǒng)的點位穩(wěn)定運行的隱患。

針對綜合監(jiān)控系統(tǒng)點表批量更新隱患問題，南昌地鐵3號線使用第三方文件測試工具“Beyond Compare 4”軟件，對點表更新前后的文件版本進行差異分析，核對點表文件修改內(nèi)容是否正確無誤，通過點表版本過程管控規(guī)避更新升級的安全風險。具體步驟如下：（1）首先批量導出點表文件后立馬保存?zhèn)浞?，以使點表更新失敗后能夠及時返回上一穩(wěn)定版本，恢復系統(tǒng)功能;（2）將備份的點表文件和需要更新的點表文件在“Beyond Compare 4”軟件中進行內(nèi)容差異對比;（3）核對點表新版本與舊版本文件中修改內(nèi)容是否符合預期結果表;（4）開始點表升級作業(yè)。

3.2 ? ?問題的記錄和跟進

成立綜合監(jiān)控系統(tǒng)功能驗證小組，統(tǒng)籌功能驗證計劃制訂和進度推進反饋。建立功能驗證日報機制，每天新發(fā)現(xiàn)的問題和已經(jīng)整改的問題通過共享文檔實時更新，每周進行階段性總結。涉及設計缺陷、施工工藝質(zhì)量、設備系統(tǒng)功能不完善的疑難問題，建立重點推進問題庫，每周組織遺留問題消缺會督促責任單位進行整改。南昌地鐵3號線綜合監(jiān)控系統(tǒng)功能驗證累計發(fā)現(xiàn)782條問題，目前已經(jīng)整改644條，剩余138條問題已經(jīng)列入遺留問題清單，目前正在持續(xù)推進整改。

3.3 ? ?對其他線路開展功能驗證的建議

地鐵線路開通運營后，因功能驗證測試項目可能會對行車和客運服務造成影響，故功能驗證多在夜間開展實施，面臨作業(yè)時間短暫和作業(yè)令申報周期長的雙重困難，整個功能驗證周期十分冗長，且測試人員晝夜倒班，測試工作完成情況頻繁交接容易出現(xiàn)信息失真的問題。因此，開展功能驗證工作需成立專門的功能驗證小組，通過“每日一報、每周一小結”的方式持續(xù)跟進，以保證整個功能驗證過程的連續(xù)性。

4 結語

受到全球新冠肺炎疫情影響，南昌地鐵3號線建設工期十分緊張，綜合聯(lián)調(diào)階段部分子系統(tǒng)調(diào)試不充分，存在一些系統(tǒng)遺留問題需持續(xù)完善。同時，南昌地鐵3號線設備維護采用全委外模式，綜合監(jiān)控專業(yè)檢修維護人員2020年11月方才進場，對設備性能情況掌握不足。因此，開展綜合監(jiān)控系統(tǒng)功能驗證，對提升地鐵維護人員技能水平和保障綜合監(jiān)控系統(tǒng)穩(wěn)定安全運行具有重要意義。

[參考文獻]

[1] 徐文哲.淺析城市軌道交通綜合監(jiān)控及系統(tǒng)聯(lián)調(diào)中的常見問題[J].中國設備工程，2019（10）：90-92.

[2] 陳輝，章?lián)P.成都地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)大聯(lián)調(diào)的實施與思考[J].都市快軌交通，2011，24（1）：45-48.

收稿日期：2021-09-02

作者簡介：李林浩（1993—），男，湖南邵陽人，助理工程師，從事地鐵綜合監(jiān)控、BAS自動化系統(tǒng)設備維護、技術管理方面的工作。