一、ISCS系統簡介

隨著科學技術的進步和計算機集成技術的發展，通過統一平臺將多個地鐵機電系統進行集成的設想成為了可能。通過該系統提供的統一軟硬件平臺，將中央調度人員和車站值班人員所關心的監控信息匯集在一起，在功能強大的集成軟件開發平臺的支持下，用戶可通過圖形化人機界面，方便有效地監控管理整條線路相關機電系統的運作情況。該系統實現了各底層系統之間信息共享和協調互動，從而推動地鐵自動化整體水平邁上了一個新的臺階。

地鐵的基本運營狀態包括正常運營狀態、夜間停止運營狀態和緊急運營狀態。地鐵運營服務就是在這三種狀態下，保證人員和設備的安全，提供人性化服務，從而提高地鐵運營管理效率。

綜合監控系統的主要功能包括對機電設備的實時集中監控功能和各系統之間協調聯動功能兩大部分。一方面，通過綜合監控系統，可實現對電力設備、火災報警信息及其設備、車站環控設備、區間環控設備、環境參數、屏蔽門設備、防淹門設備、電扶梯設備、照明設備、門禁設備、自動售檢票設備、廣播和閉路電視設備、乘客信息顯示系統的播出信息和時鐘信息等進行實時集中監視和控制的基本功能；另一方面,通過綜合監控系統,還可實現晚間非運營情況下、日間正常運營情況下、緊急突發情況下和重要設備故障情況下各相關系統設備之間協調互動等高級功能。

簡單來說，綜合監控系統（ISCS）就是用系統化方法將各分散的自動化系統（包括PSCADA、FAS、BAS、CCTV、PIS、PA、AFC等）聯結為一個有機的整體，實現軌道交通各專業系統之間的信息互通、資源共享，提高各系統的協調配合能力，高效實現系統間的聯動，提高軌道交通全線的整體自動化水平。

二、網絡架構

由于ISCS系統對與地鐵運營非常重要，因此必須確保車站控制室SC與線路控制室LCC之間的通訊。目前，采用千兆雙環網工業以太網通訊已成為軌道交通建設主流模式之一，為大數據量的可靠傳輸提供保障。

ISCS網絡由三層組成，即主干層、局域層和工業控制層。主干層用于控制中心局域網與各車站、車輛段局域網的聯絡；局域層即控制中心、各車站、車輛段的局域網，控制中心為冗余的交換式100/1000Mbps以太網，車站、車輛段為冗余交換式10/100Mbps以太網；工業控制層即各子系統執行層面上的網絡，包括PSCADA、BAS、PSD、ACS等子系統，一般采用工業控制網絡或現場總線，分散控制結構。

以下介紹控制中心局域網?？刂浦行木钟蚓W采用雙冗余的100/1000Mbps交換式以太網，TCP/IP協議。千兆以太網交換機分別配置千兆以太網接口模塊和百兆以太網接口模塊。千兆口分別連接控制中心實施服務器、歷史服務器、主干網絡，百兆以太網口連接其他控制中心設備及系統?？刂浦行募珊突ヂ撓到y通過100/1000Mbps以太網口接入交換機，通過串口接入ISCS系統的FEP。

CISCS系統結構

典型站ISCS系統結構

綜合監控與子系統互聯有兩種方式：交換機直連和C306L轉接。

交換機直連方式

C306L轉接方式

三、網絡需求分析

1、因ISCS承載網絡規模龐大，組網方案應該采用清晰的多層結構，從根本的網絡結構設計上簡化網絡的維護及管理，實現故障點的快速分離（Isolate）及明確（Pinpoint）。網絡設備均支持標準的SNMP網絡管理協議，可以有預見性的發現網絡系統存在的問題，從而有效降低網絡故障所帶來的損失。

2、組網方案自身必須具備一 定的故障排除及快速自愈功能，能夠針對設備故障、鏈路故障進行自我診斷及快速排除，并實時報警。

3、對網絡進行人工維護、擴容、或故障修復時應該盡量減小其影響范圍，做到維護及擴容對系統運行無影響。故障修復只對相關網絡設備的連接終端有一 定的影響；新增節點時，只需要在本地更換或增加接口模塊即可，無須對網絡設備和結構做較大改動，對其它原有用戶不產生影響。

4、網絡設備選擇采用具備高實時性和穩定性的工業級設備，并且盡量保持產品規格及型號的單一，以及設置的單一，以便備件的管理及快速更換。所有備件進行預設置，做到備件即插即用，無需任何現場設置。

5、組網方案必須能夠具備配合ISCS中各個子系統進行快速故障分析及排除的功能。ISCS網絡監測軟件能夠快速確定是否因本身原因造成系統運行不正常，快速確定故障點。

6、組網方案必須具備兼容性，能夠無縫連接不同廠商的網絡設備，具備高性價比。

網絡冗余方式

四、ISTRON解決方案

ISTRON為ICSC系統提供了可靠的高速榮譽網絡，主要包括：采用獨有的StronRing快速自愈技術，提供20ms快速自愈，很大限度地減少網絡故障導致的宕機時間；StronNet全功能網絡管理軟件，包含了網絡生命周期的調試、維護、診斷過程等；三層交換機的安全功能，確保了網絡的信息安全。

1、專有技術StronRing協議

環網的好處在于提供了單點故障保護功能，其中的1個環在發生單點故障的情況下，網絡傳輸通道在50ms內進行切換，使系統的運行不受故障的影響。冗余切換機制采用專有技術StronRing協議，切換原理如下：

StronRing冗余環網基于iStron公司專利技術，具體工作原理如下：

StronRing冗余環網協議

在如上圖所示的一個環形結構中，設定Switch A作為這個環的冗余管理器（Redundancy Manager），則Switch A設定連接環的兩個端口的其中一個將作為邏輯斷點，即圖中端口1為邏輯斷點，則線路1對于數據傳輸來說是斷開的，通常情況下不能夠用于傳輸數據，所有用戶數據的傳輸都在其他線路上進行。

作為冗余管理器的Switch A每20ms從連接環的兩個端口發送控制檢測幀（Watch Dog），用來檢測整個環形線路的通斷情況，線路1能夠進行控制檢測幀的傳遞。作為冗余管理器的Switch A通過發送和接收控制檢測幀（Watch Dog）來判斷傳輸線路的傳輸是否正常。

當環中某一處線路發生中斷時，作為冗余管理器的Switch A將收不到控制檢測幀，這時，Switch A將接通原來作為邏輯斷點的端口，通訊恢復正常，恢復時間在全千兆傳輸速率、整個環上有100臺交換機的情況下不超過20ms（網絡自愈恢復包括鏈路恢復及地址表更新）。

總體來說，環網自愈恢復功能提供了一種網絡單點故障情況下數據傳輸的保護功能，能夠在環網出現單點故障（鏈路故障、網絡設備故障）的情況下，在極短的時間內恢復數據傳輸的能力。

2、網絡VLAN劃分

綜合監控1~100，每個車站擁有獨立的VLAN，VLAN_ID等同車站號。必須保證每個車站每個直連的子系統有一個不沖突的網關。為保證不沖突，可以使用IP第二段和第三段進行區分。建議給綜合監控一個A類網址。

VLAN架構

3、網絡安全策略

綜合監控和子系統互聯策略：每一個子系統都是一個獨立的廣播域且是一個獨立的沖突域，綜合監控及子系統的網關配置在綜合監控的交換機上。綜合監控通過VLAN隔離保證：

（1）所有網絡配置滿足綜合監控規定的才能實現和綜合監控的互聯；

（2）所有子系統的數據只能和綜合監控連接交換機上的節點通信，原則上綜合監控不支持子系統利用綜合監控網絡組網；

（3）綜合監控保證所有的子系統之間不存在廣播或者組播影響。

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