广州:地铁图形命令中心国产化技术改造

2008-12-27 12:17:42来源: 中国交通技术网

   广州地铁一号线从1997年6月28日开通到现在已经有8年多了,一号线FAS(FireAlarmSystem,火灾自动报警系统,简称FAS)所采用的是美国Simplex最先进的4120网络系统,该系统将完成对所保护地区的实时火灾监测、报警和消防联动控制。Simplex4120网络系统技术先进,系统非常可靠,末端设备定时向系统发出模拟报警信号,以检测系统外围设备工作情况,通过网络系统向监控中心显示工作情况。

  1火灾自动报警系统

  4120网络采用对等式的协议(Peer-to-Peer)最新技术,结合Simplex专有的TrueAlarm智能火灾探测系统,构成最先进的网络式火灾报警控制系统。每一个直接与4120网络通讯的控制盘定义为一个节点,网络节点可以是全功能的4120系统火灾报警控制盘FACP)、4120图形命令中心(GCC),尽管它们具有不同的功能,但在网络通讯中具有同等的地位。

  为达到及保障网络的可靠性,Simplex开发及采用独立的通讯协议。Simplex4120系统采用NFPA72STYLE7操作模式可通过3种不同的通讯介质而进行联网。Simplex4120网络提供3种通讯介质:RS-485、光纤及调制解调器,通讯输出为57.6k或9600bit/s。广州地铁一号线采用的RS-485通讯最长距离为5200m(采用#18AWG铜线),数据传输速率为57.6kbit/s NFPA72STYLE7操作模式在网络通讯回路上出现第1个故障工作状态下,必须维持正常工作,并保证网络的通讯。例如:主线开路、短路及接地等等。主线开路的时候,可以使网络由环型变成总线型进行通信。

  某些需要由网络系统监测和控制的点被定义为“公共点”,如图1所示的车站FACP或GCC,并且在其相应的节点上予以设定。在多重网络控制盘结构中,通过适当的软件设定,在作为独立控制盘的前提下,将同时可以利用对方节点的一些独特性能。由于各节点既相互独立,又互为补充,故这种4120网络被称为“共享”式网络。环型网络的结构(即Style7的接线方式)进一步提高了网络的安全性,同时Simplex提供的设备部件均具备线路短路和断路监测及保护功能。GCC可被设定为各自显示不同的公共点,这些公共点也许处于关键性的位置,它们的状态应当被视为公共信息。这样,紧急操作指令便可以由对这些关键位置具有最佳视角的控制盘发出,当某节点发生故障时,另一节点可代行操作。Simplex4120网络系统具备在线巡视功能,网络系统按预设的程序自动对网络上的各部件进行实时检测,并每4s报告一次外设的工作状态。当一个不正常状态被检测到时,网络系统控制面板即以声光报警信号显示出来,并显示出故障设备的名称、地址和故障类型,方便维护人员维修。

  2GCC使用情况

  目前,广州地铁一号线FAS在全线的地下14个车站、OCC、通号楼都设置有GCC,数量是17台。

  车站人员和环调人员基本上都是利用GCC监控车站的火灾报警情况,该GCC是由美国Simplex公司生产的。GCC由于每天24h不间断的运行,它们的平均使用寿命约为5000h,即5年半,而一号线的GCC从1998年底开始使用到现在,已经达到了使用年限,面临更换。GCC的工控机为奔腾133,硬盘为2.1G,现在市场上早就停产了。另外,FAS中GCC软件是采用MS-DOS为核心,用C语言和Windows3.1开发软件包编写、模块排列的应用软件,该软件只适合用于奔腾级的计算机平台,经过测试,软件无法与目前主流工控机兼容,而且这种奔腾级级别档次的工控机已经被淘汰,市面上已经很难买到。因此不但需要对该系统GCC进行硬件的国产化,也同时需要对软件进行升级。

  为了解决以上存在的问题,保证FAS安全、稳定的运行,FAS专业工程师在2004年初组成一个专业组,着手对GCC进行国产化技术改造的研究。首先从国内购买一台工控机及Simplex升级软件一套,经过测试运行,确定系统经过改造后,达到系统网络更加安全、快速、可靠的运行后,再在全线进行推广,完成国产化改造,

  3改造方案

  3.1工程要求

  购买一台工控机及Simplex升级软件一套,先在FAS试验室进行测试,经过试验确认运行正常后,确定能够与4120控制盘进行联网通信并保证系统网络稳定运行,然后再在车站内调试运行。

  3.2GCC配置要求

  为了保证GCC与4120控制盘之间能够正常通信,需选用标准工控机配件。例如:

    (1)无源底板:研华PCA—6114P4—C;

    (2)工业机箱:研华IPC—611BP—30Z;

    (3)全长CPU卡:研华PCA—6186VE—00A1;

    (4)CPU:INTELPENTIUM42.0A;

    (5)内存:金士顿KVR400X64C3/512M(一条);

    (6)显示器:17in液晶显示器,响应时间16ms,4灯管。

  3.3技术要求

    (1)工控机能正常稳定运行;(2)能正常实现各种监控功能;(3)网络能正常快速通信。

  3.4质量要求

  保质期为一年。

  3.5合同工期

  本项目的调试工期为15个工作日。

  4方案的实施

  经过专业组成员和邀请的Simplex公司代理商软件开发工程师一起研讨,提出了一些可行的方法和措施,并且在市场上购买了一台研华工控机,在FAS实验室进行了15天的软件修改、程序编写、硬件测试,终于试验成功。

  并把经过改造的GCC安装在通号楼进行上线运行,上线运行从2005年2月—11月份,经过测试验证,经过改造的GCC完全成功,图3是新的GCC。

  5新旧GCC的对比

  5.1主要设备配置上的对比

  5.2新旧操作系统的对比

  (1)旧的操作系统:FAS中GCC使用的是Win-dows3.1英文版操作系统,由于该操作系统是1992年的产品,微软公司早就不再对此系统进行任何的技术支持,所以操作系统根本就不能支持新的硬件和软件,给软件的升级带来很大的不便而且每个车站升级花费的时间大约要0.5h,相对来说比较长。

  (2)新的操作系统:经过改造后的GCC使用的是Windows98中文版操作系统,系统支持新的硬件和软件,而且对FAS的升级带来很多方便,经过测试,利用新的工控机升级,大概一个车站只要10min就可以了,比以前提高了3倍的升级速度。

  5.3新旧硬件的对比

  (1)旧的硬件:FAS中GCC使用的CPU板并没有现在常用的USB接口,而只能通过软驱来提取数据,但软盘的可靠性极差,经常坏字节造成数据丢失,如通过并口连接,所外接的硬盘盒因不支持即插即用,所以每次都要重新启动计算机加载驱动程序才能运行,但是FAS在运行过程中是不容许重启计算机的,所以使用外接硬盘盒只能局限升级软件的时候才能使用。

  (2)新的硬件:经过改造的GCC有USB接口和光驱,所以比较方便下载程序,如果以后要对FAS进行软件升级时,可以不用重启计算机,直接下载完软件后就可以利用新的软件版本。这样可以提高FAS网络的稳定性。

  5.4新旧软件的对比

  (1)旧的软件:操作系统是使用Windows3.1英文版,这个版本不能直接对中文进行支持,所以旧的GCC都外挂内码转换软件实现中文显示和输入,虽然字符集相同但由于使用的技术不同,用外挂内码转换软件编辑的FAS软件与中文版操作系统有一定的兼容性问题,这就是会经常出现字体乱码。

  (2)新的软件:操作系统使用Windows98中文版,这个版本可以直接利用中文进行显示和输入,克服了字体乱码的问题。

  6安全经济效益收获

  2005年初,GCC国产化改造项目组完成了设备的购置和试验,并把改造后的GCC放在通号楼进行网络以及系统运行测试,到现在已经试运行了大概10个月左右。经过这段时间测试观察,专业组成员发现经过改造后的GCC有如下的优点:

    a.网络比以前更加稳定,而且还使以前通号楼经常出现死机、脱网的现象大大减少,甚至很少发生。

    b.在2005年9月份,FAS专业对一号线FAS进行了全线升级,发现通号楼的升级速度比其它车站升级速度要快3倍左右。

    c.以前通号楼的GCC操作速度很慢,甚至经常出现操作界面不动或是转换界面很慢的现象,而新的GCC就没有出现这种现象,速度比旧GCC刚刚运行的时候还要快很多。

 d.在经济方面,经过国产化改造的GCC价格比进口的GCC便宜了80%,为公司节约了维修成本。

  在安全方面,保证了FAS的网络更加稳定、畅通和快速的运行。

  7结束语

  对于这次技术改造感到很满意,不但增加了系统运行的稳定性、安全性以及系统报警的快速反应,而且还保证了设备的国产化,以后可以在国内进行采购,节省了经济成本。

  现在已经开始着手准备全线GCC进行升级改造,根据现有的技术改造方案,我们公司已经做好了准备,打算在2006年内,一号线FAS的GCC全部升级完成,这样就可以使地铁一号线FAS更加稳定、快速、经济的运行。

关键字:监测  报警  网络  测试  内存

编辑:汤宏琳 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/afdz/2008/1227/article_1306.html
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