城市轨迹智能归纳主动化与运营体系介绍

　　依据工业互联网的城市轨迹智能归纳主动化与运营体系 企业概略： 和利时始创于1993年，前身是电子部六所主动化事业部，现已成为我国抢先 的主动化与信息技能解决方案供给商。公司以“用主动化改善人们的作业、日子 和环境”为主旨，致力于进步客户的出产功率和产品品质。 和利时事务会集在工业主动化、轨迹交通主动化和医疗主动化三个范畴。其 中工业主动化包含进程主动化、离散主动化和矿山主动化；轨迹交通主动化包含 干线铁路主动化、城际铁路主动化和城市轨迹交通主动化。 项目建造的方针： 本项目研制与施行依托于实践工程项目，北京地铁燕房线，北京地铁燕房线 是我国首条具有彻底自主知识产权的轨迹交通全主动运转线路，也是我国首个全 主动运转体系国家级演示工程,已于2017年12月30日正式载客运营。全主动运转作 为先进的轨迹交通运转操控技能，在未来有广泛的开展运用空间。估计到2020 年，世界上75%的新地铁线%的改造后既有线路将悉数选用彻底主动驾驶 技能。2025年，我国选用全主动运转的线公里。 一、项目施行概略 项目布景城市轨迹交通体系是现代化大都市最为重要的公共交通体系，具有运量大、 速度快、安全、准点、环保、节能等特色，成为完结城市交通可持续开展的重要组 成部分。依据我国城市轨迹交通协会核算，截止到2016年底，我国累计已开 通地铁运营路程3832公里, 获批建造轨迹交通的城市达43个, 已投入运营、 正在建造及待建的城市轨迹交通总路程约8600公里, 估计未来5年内，轨迹交 通新增运营路程还将加快，估计每年将新增约1200公里。估计到2023年，正式 运营路程将超 10000 公里。 得益于通讯、主动操控、交通运送理论与技能水平的不断进步，列车运转的 主动操控技能已逐步进化到到全主动无人驾驶形式。估计到2020年，世界上75% 的新地铁线%的改造后既有线路将悉数选用彻底主动驾驶技能。估计到 2025年，我国选用全主动运转的线公里。现在现已确认全国有19 路选用全主动运转操控技能，包含北京(3/12/17/19/新机场/燕房线)、武汉、成都、深圳、姑苏、郑州、哈尔滨等相关线路。 用于支撑地铁运送主动化的体系首要包含车辆、信号、通讯、归纳主动化与 运营调度体系四大中心子体系。其间归纳主动化与运营调度体系涉及到对车辆、信 号、通讯、供电、环控、消防火灾、视频监控、播送、售检票、站台门、门禁等二 十多个杂乱专业子体系会集管控，管控的事务流程覆盖了财物办理、方案、运营调 度、设备修理保护、乘客服务、应急指挥、安全办理等很多事务，其安全性、牢靠 性与智能化是支撑城市轨迹交通快速开展重要因素。 项目简介北京和利时公司于 2014 月中标北京地铁燕房线“以行车指挥为中心的城市轨迹交通归纳主动化体系”，研制与工程施行周期三年，已与2017年12月底正 式载客运营。 项目方针本项目方针首要为供给如下三大子体系，用于完结地铁各设备的会集监控与 行车方案与调度： 各运营调度的仿真训练体系二、项目施行概略 项目整体架构和首要内容地铁归纳主动化与运营调度体系，其责任类比到工厂主动化的普渡模型，相 当所以普渡模型里的L2与L3层，用于完结对地铁各主动化设备的会集监控与行车计 划调度与履行。 本体系选用一致的硬件渠道、一致的软件渠道、一致的网络架构，完结对地 铁各专业子体系的一致监控与方案调度。本体系的体系功用与在整个地铁的主动 化与信息化体系的鸿沟为如下： 本体系各专业主动化设备数据收集与和谐操控体系：本体系完结了对供变电子体系/火宅主动报警子体系/环境监控子体系/信号体系/售检票 体系/车辆主动化体系/通讯/门禁等专业主动化设备层的工艺实时数据 与设备状况监控，并完结各主动化设备的和谐操控 本体系为地铁各调度运营人员与设备修理人员的调度与协作体系：地铁行调/电调/车辆调/乘客调/环调/维调/总调/车站值勤员通过运用本系 统完结日常的运送方案调度与设备修理等。 本体系一起也是出产主动化与信息化的交融渠道，本体体系一与企业信息办理信息化体系的完结数据与信息的双向联通。 本体系在地铁主动化与信息化体系的鸿沟如下图蓝色底框所示： 乘客 服务 敞开 运营 设备 办理 全体系集成才智轨迹交通归纳主动化体系如上图所示,本体系的体系鸿沟处于主动化设备与信息化办理体系中心，功 能上较之于现在的干流体系进一步集成列车监督操控体系、车辆主动化信息系 统、归纳修理子体系，支撑无人驾驶与智能化运营。 体系构成操控中心体系构成： 本体系操控中心体系构成图如下图所示，包含列车运转方案编制作业站、行 车调度、电力调度、环境调度、乘客调度、车辆调度、修理调度等作业站，在中心 级用于完结地铁运送的会集调度指挥： 全体系集成才智轨迹交通归纳主动化体系 办理 调度 修理乘客 供货商 硬件根底设施 主动化设备 BAS 车辆 信号 电力站台门视频监控 乘客信息 电扶梯 运营 调度 方案 数据根底设施 中心根底服务 操控中心体系备用中心体系构成： 为供给体系的牢靠性、可用性、安全性，体系在备用中心布置一套跟操控中 心相同的体系，主备中心间完结冗余。 TIAS 冗余网 保护网 操控中心 中心操控室 中心表明屏 操作作业 （不在供货范围内）运转图修改室 时刻表运 辑作业站运转图 五颜六色A3 交流机(冗余) 显现作业站激光打印机 接口核算 网管作业 网管作业 网管作业 TCC报送终端五颜六色A3 激光 打印 网管室中心TIAS设备室 TIAS保护操作 作业站 TIAS接入 交流机 (冗余) 电源 屏/UPS 仿线激光 打印 信号仿真模拟器 FEP (冗余) FEP (冗余) 前史服务器实时服务器1 (冗余) (冗余) 实时 服务 (冗余)实时 服务 TMS服务器仿真模拟器磁盘 阵列 TCC专用网关1 网关1(冗余)(2 五颜六色A3激光 打印 AEFT CR TIAS冗余网 保护网 设备会集站 信号设备室 电源屏/UPS TIAS设备室TIAS接入交 换机(冗余) DCS无线接入交流 机(冗余) 信号专用 FEP（冗余） FEP（冗余）实时服务器 (冗余) 打印机联锁保护作业站 CI 联锁分线柜APM ODF 保护作业站 微机监测终端 微机监测 打印机 PS 防雷分线柜AP 轨迹电路 值勤站长操作站IBP盘 相关车站相关用房 值勤员操作站1 值勤员操作站2 打印机 复示作业站 ATC接入交 换机(冗余) 备用中心车站子体系构成 本体系的车站子体系构成如下图所示，在中心呈现毛病宕机后，能够主动降 级到车站级完结监控 车站子体系ATC 冗余网 TI 冗余网保护网 备用中心 备用中心调度大厅 运转图修改室 时刻表运转图 修改作业站 总调度员 操作作业站 运转图绘图仪 运转图 五颜六色A3 交流机(冗余) 显现作业站激光打印机 五颜六色A3激光打印机 ATC接入交流机 (冗余) TIAS接入交流机 (冗余) 是非A3 激光打印机 备用中心仿 真训练室 交流机 学生机（5套） 信号专用FEP （冗余） FEP (冗余) 前史服务器实时服务器1 实时服务器2 实时服务器3 (冗余) (冗余) (冗余) (冗余) TMS服务器仿真模拟器 磁盘阵列 备用中心机房五颜六色A3 激光打印机 教师机（1套） 车辆专用FEP（冗余） IAS冗余骨干网 全线信号FEP 全线信号FEP 网络互联架构地铁主动化是个十分巨大的体系，涉及到车辆、信号、电力、环境监控、视 频监控、播送、站台门、火灾体系、门禁等二十多个大型专业子体系，一起物理位 置涣散。各子体系的网络互连杂乱多样，首要首要体现在如下几方面： 体系网络拓扑涣散：物理方位涣散，涉及到2个操控中心、1个停车场，数十个车站。中心与各车站骨干网通过双环网构成，骨干网网络切换时刻 在50ms以内，进步网络的牢靠性与可用性 通讯链路杂乱多样：体系既有地上设备间的有线通讯，也有车载设备与地上设备间的无线通讯，在本体系中，车地无线G LTE与WLAN两种 无线通讯都支撑的形式。 通讯协议多样化：支撑各行业的世界通讯规范规约，包含铁路、电力、离散主动化、信息化体系等多种世界通讯规约 全线骨干网（双环网）： 本体系骨干网网络拓扑如下图所示，选用双环网构成 ATC冗余骨干网 全线骨干网网络互连架构：车地以及地上设备间通讯： 本体系为支撑全主动无人驾驶，车上的信息都需求落地，一辆车上大约有1 万个物理点需求周期性发送实时与报警信息。为支撑车地无线大数据量传输，本 体系选用4G LTE制式 车辆、信号、电力、环控、火灾、视频监控、播送等二十多个专业子体系主动化设备选用一致的数据库进行建模与监控，打通各设备间数据与 信息孤岛，进步体系的主动化程度。 选用一致的调度作业站进行调度，进步运维的智能化程度与运营功率除了上述渠道性亮点功用外，本体系在运用上有如下严重立异： 支撑无人驾驶：体系支撑全主动无人驾驶，体系整理运营规章，新增41 个运营调度场景，增 加了车辆调度与乘客调度体系，一起，渠道的牢靠性、安全性、功用也大幅 进步 智能联动：因为各专业子体系间选用了一致的数据库与调度作业站，打通了各子系 统之间的数据与信息孤岛，进步了各子体系在正常运营与反常工况下的各设 备的主动化处理才能。 行车调度本体系通过供给一致的调度作业站软件用于完结一切主动化设备的监控 与修理，运送方案的编制、调度。大大进步了运营调度人员的运维功率。如 下各图为各专业调度的界面示例： 10电力调度 图11环境调度 图12车辆调度 13乘客调度 安全及牢靠性在功用安全上，本体系通过劳氏世界SIL2安全认证，体系的牢靠性、安全性、 可用性、可保护性（RAMS）目标到达世界安全认证SIL2安全，满意对车辆、信号设 备的操控要求 14世界 SIL2 安全认证 信息安全：根本已依照信息安全等保三级要求施行，分别从网络安全、主机 安全、运用安全、数据安全、病毒防护等多方面进行加固，详细如下： 网络安全：在体系鸿沟添加防火墙，一起有一套独立的网络办理体系，用于检测与审计体系网络状况。中心数据选用加密传输 病毒防护:全体系布置了一致的防病毒软件 主机安全：已封闭无用的后台服务三、下一步施行方案 方案1选用云核算架构改造体系： 为进步设备的运用率、削减设备出资、进步设备保护人员的功率、下降能耗、提 高体系的可用性。体系将适配到依据私有云核算的IT 架构里。 方案2运用大数据技能，完结更多的智能运维： 现在车辆、信号、电力、环控、售检票等地铁线路简直一切设备的工艺与设备 状况数据都已一致完结了收集与监控，后续将在发掘数据价值上加大力度。实 现在猜测性保护与节能减排上的运用 四、项目立异点和施行作用 完结了地铁设备的全体系集成体系选用一致的软硬件渠道完结了对主动化设备的全集成，包含车辆、信号、 电力、环控、售检票、视频监控、播送等二十多个专业主动化设备，其间关于车辆 与信号主动化设备的集成为国内首例 完结了一致的运维调度供给一套调度软件，完结了方案、调度、监控、修理、训练等多事务功用的 一致运维调度，行车、车辆、乘客、电力、环控、修理等中心与车辆调度人员选用 一套软件，大大进步了运维功率。其间乘客、车辆调度为国内首例 支撑全主动无人驾驶体系地整理全主动无人驾驶的运营流程改变与主动化设备功用的联动，系 统新增了41 个全主动无人驾驶运营场景功用，支撑全主动无人驾驶，国内首例 高牢靠与高安全性为满意全主动无人驾驶安全性安全，体系通过了世界SIL2 认证，国内首列 大型归纳监控类软件通过SIL2 认证 大容量实时数据库与人机调度作业站软件大容量实时数据库，因为添加了车辆与信号两大专业，其间单辆车辆监控物 理点规划在1 万点左右，体系实践支撑200 万物理点以上的并发收集与拜访。 施行作用本体系在北京地铁燕房线 个月试运转查核，现在已进入到 正式载客运营阶段。体系的牢靠性、安全性已得到充沛的验证，体系的功用通过 多轮专家与运营人员的运用已趋完善，满意了全主动无人驾驶的要求。 一起，本体系也已运用到海外，已运用到新加坡地铁汤申线全主动无人驾驶项