关于南昌地铁3号线综合监控系统功能验证的思考

引言

南昌地铁3号线综合监控系统分为中央级系统和车站级系统,其中中央级综合监控系统能够实现对全线车站设备的集中监视与控制,车站级综合监控系统只能对本站设备进行集中监视与控制。中央级综合监控系统和车站级综合监控系统的数据采集、处理、存储相互独立设置,分别通过中央级和车站级服务器访问车站级FEP(前端处理器）读写数据实现对综合监控各集成、互联子系统的监视与控制。鉴于此特性,南昌地铁3号线需同时对车站级和中央级综合监控系统设备的监视和控制功能进行验证。

1开展功能验证的意义

综合监控系统功能验证是运营单位在综合联调完成后对新线设备系统进行全面检验验收过程中的重要环节,通过对综合监控系统集成互联子系统接口及功能的测试,以检验综合监控系统功能是否满足设计要求。同时,开展综合监控系统功能验证有利于发现设备存在的问题,提前整改排除隐患,也是通过实战的方式对设备检修人员开展接口关系、设备原理和故障处理的维护培训,对快速提升地铁公司设备检修人员的技能水平具有重要意义。

2功能验证方案的确立

2.1功能验证范围

本次综合监控系统功能验证范围包括:BAs(环境与设备监控系统）、PsCADA(电力监控系统）、PsD(屏蔽门）、ACs(门禁系统）、FAs(火灾报警系统）、TFDs(隧道温度探测系统）、FG(防淹门）等集成子系统。

2.2功能验证原则

(1）综合监控系统按照功能验证项目100%进行测试。

(2）功能验证项目内容参照综合联调测试点表。

(3）功能验证工作开展需严格按照《南昌中铁穗城轨

道交通建设运营有限公司施工管理规定》进行施工作业令申报,持令进行请销点作业,工完场清。

(4）功能验证中需保存有完整验证记录,功能验证问题需建立问题库持续跟踪。

2.3功能验证项目

(1）冗余测试。交换机、FEP、服务器、AB网网线、BAs主从端PLC、TFDs主机切换测试。(2）IBP(IntegratedBackupPane1）盘接口测试。信号、屏蔽门、防淹门、防排烟风机、消防水泵、区间水泵、扶梯、隔断门、AFC(自动售检票系统）、门禁、BAs火灾模式和FAs切非反馈接口测试。(3）中央级和车站级综合监控系统点位测试。遥信、遥控、遥测、遥调信号测试。(4）中央级和车站级综合监控系统模式表测试。BAs大系统、小系统、水系统、隧道通风系统模式表功能测试。(5）中央级综合监控系统PsCADA程控卡片测试。全线接触网和车站停送电程控卡片功能测试。

2.4功能验证计划与组织

南昌地铁3号线综合监控系统功能验证由运营部门牵头组织,综合联调单位、设备厂家和施工单位配合开展工作。功能验证计划按周下发,根据现场实际情况进行调整。

3功能验证测试典型问题、措施和建议

3.1典型问题和措施

3.1.1报警记录异常显示

南昌地铁3号线综合监控系统全线24个站点(22座车站、1个停车场、1个车辆段）遥信点位共计22万多个,综合监控系统实时报警记录显示数量上限为2万条,实时报警记录数据库对比数量上限为30万条。中央级和车站级综合监控系统每一秒钟都在持续产生新的实时报警记录,综合监控系统实时报警记录数量每天保持在2万条,且无法通过有效的方式确认清除,严重影响OCC(运行控制中心）调度和车站值班人员对车站设备状态的正常判断,无法刷选关注重要的报警信息,同时实时报警数量过多还会造成服务器数据库对比服务运算负荷增大,导致综合监控系统界面操作卡顿的问题。

调查分析发现,综合监控系统实时报警记录数量巨大的原因主要有三:(1）部分报警信号产生后快速复归,重复不断出现,主要表现为水泵低液位报警、电扶梯通信中断报警、风机仪表箱震动报警等:(2）综合监控系统将设备预留点表配置了报警记录功能,导致该类设备点位报警记录无法复归确认进入历史数据库,实际设备工作正常无报警,存在值班员误判设备状态的风险:(3）综合监控系统默认将所有开关量遥信点位统一设置为报警记录,未区分报警记录与事件记录设置,导致全线车站设备状态发生变化时,综合监控集成子系统都会上传大量的实时报警记录,主要体现在门禁开关门动作、站台门滑动门开关动作等非关键无效报警,不利于值班人员快速甄别重要报警记录信息。

针对以上问题,南昌地铁3号线制订了如下措施:（1）建立重复实时报警信号专项台账,安排专人和接口专业联合排查,从源头消除重复报警信号的产生:（2）重新核对综合监控系统接口文件,与接口专业核实系统设备点表版本的准确性,将未使用的预留点位识别标注,全线统一修改后进行软件点表更新:（3）要求设备厂家对报警记录和事件记录配置进行区分,避免事件记录对报警记录造成干扰。

3.1.2BAS通风模式表模式描述歧义

2s21年7月,南昌地铁3号线综合监控系统专业检修员在开展"上沙沟站小系统0A14模式不能正常联动加压送风机FAA-a4"功能验证问题消缺时,手动下发上沙沟站小系统0A14"A端站厅层环控机房"通风模式后,上沙沟站触发火灾通风模式联动停机大系统、小系统、水系统。

经核对通风工艺模式图纸发现,通风模式表中上沙沟站"0A14A端站厅层环控机房模式"为火灾通风模式,而综合监控系统上沙沟站BAS通风模式界面未将"0A14A端站厅层环控机房模式"文字明确标注为火灾通风模式,存在文字描述歧义,进而产生人员误将火灾通风模式当作正常通风模式的误操作隐患。

事件发生后,南昌3号线迅速组织技术人员全线核对综合监控BAS通风模式表界面与该通风工艺图纸的差异,共发现53处通风模式表文字描述错误的问题。现已要求软件集成商立即整改,消除通风模式下发误操作的安全隐患。

3.1.3点表更新升级隐患

与南昌地铁1、2号线综合监控系统软件不同,南昌地铁3号线综合监控系统点表批量更新机制为文件全替换模式,点表替换会对整个综合监控系统的全部点表造成影响,一旦更新错误点表文件,可能会造成整个综合监控系统的状态监视和控制功能异常。2021年6月,南昌地铁3号线出现了导入错误内容点表后全线接触网程控停电失败的故障,软件点表升级失败后立刻启动综合监控系统点表回退应急处置措施,恢复综合监控系统正常运行。

南昌地铁3号线综合监控系统平台点表更新方式有两种:平台在线更新和点表导出批量更新。在线更新方式在综合监控系统平台中直接操作,只对当次添加、删除或修改点位信息造成影响,更新方式较为安全可靠,但存在大批量的点位修改耗时费力的缺点。当有大批量点位导出进行批量修改时,由于是人工操作,存在误操作向综合监控系统平台导入错误内容的点表文件,影响到综合监控系统的点位稳定运行的隐患。

针对综合监控系统点表批量更新隐患问题,南昌地铁3号线使用第三方文件测试工具"BeyondCompare4"软件,对点表更新前后的文件版本进行差异分析,核对点表文件修改内容是否正确无误,通过点表版本过程管控规避更新升级的安全风险。具体步骤如下:（1）首先批量导出点表文件后立马保存备份,以使点表更新失败后能够及时返回上一稳定版本,恢复系统功能:（2）将备份的点表文件和需要更新的点表文件在"BeyondCompare4"软件中进行内容差异对比:（3）核对点表新版本与旧版本文件中修改内容是否符合预期结果表:（4）开始点表升级作业。

32问题的记录和跟进

成立综合监控系统功能验证小组,统筹功能验证计划制订和进度推进反馈。建立功能验证日报机制,每天新发现的问题和已经整改的问题通过共享文档实时更新,每周进行阶段性总结。涉及设计缺陷、施工工艺质量、设备系统功能不完善的疑难问题,建立重点推进问题库,每周组织遗留问题消缺会督促责任单位进行整改。南昌地铁3号线综合监控系统功能验证累计发现782条问题,目前已经整改644条,剩余138条问题已经列入遗留问题清单,目前正在持续推进整改。

33对其他线路开展功能验证的建议

地铁线路开通运营后,因功能验证测试项目可能会对行车和客运服务造成影响,故功能验证多在夜间开展实施,面临作业时间短暂和作业令申报周期长的双重困难,整个功能验证周期十分冗长,且测试人员昼夜倒班,测试工作完成情况频繁交接容易出现信息失真的问题。因此,开展功能验证工作需成立专门的功能验证小组,通过"每日一报、每周一小结"的方式持续跟进,以保证整个功能验证过程的连续性。

4结语

受到全球新冠肺炎疫情影响,南昌地铁3号线建设工期十分紧张,综合联调阶段部分子系统调试不充分,存在一些系统遗留问题需持续完善。同时,南昌地铁3号线设备维护采用全委外模式,综合监控专业检修维护人员2s2s年11月方才进场,对设备性能情况掌握不足。因此,开展综合监控系统功能验证,对提升地铁维护人员技能水平和保障综合监控系统稳定安全运行具有重要意义。