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1、城市轨道交通综合监控自动化系统平台设计技术论文.freel)、子层(Layer)以及块层-组件/构件(ponent)。每层相对独立,无严格的依附关系,且均为积木模块化的组件/构件单元构成。上层任一单元均体现与相对下层1∶n的支撑关系。系统平台必须从过去的单一系统或单一网络的概念,提升到跨越网络透明访问异构设备的网络分布计算的高度,且此应作为轨道交通综合监控自动化系统平台建设的重点1,2。基于一个轨道交通综合监控自动化系统的分层定义,系统主要描述在现场操作层、设备/控制层及信息系统层中。现场操作层由各类位于现场的智能化仪表、传感器、执行机构及交互装置构成;在设备/控制层中,主要包括
2、运程终端设备(RTU)系统、电气控制系统、环境/保安/辅助设施分散控制系统、可编程逻辑控制(PLC)总线/网络分布系统等;信息系统层主要含有控制中心等监控与信息管理系统。整个系统按控制要求配置冗余交换以太网、冗余总线、环形网等网络结构。基于轨道交通自动化系统的应用与网络分划,建立一个统一的硬件及软件平台体系,以支持上述多类不同应用系统的技术支持。系统平台层次结构见图1。图1轨道交通综合监控自动化系统平台层次结构图1中最上层为面向轨道交通各类应用而生成的应用系统。中间为三个子平台层,以及支持子平台建设的构件层。构件层亦可称为中间件层,它又由N×N阶矩阵形式的各构件组成。构件层与子平
3、台层之间可形成具有特定意义的构件库(图中未标出)。图中央处的双箭头即代表构件对子平台层的支持关系,又代表构件和子平台层对硬件平台的支持与映射关系。图右方处的双箭头即代表硬件平台、构件及子平台层对各应用系统的支持关系,又代表应用层对硬件平台的支持与映射关系。平台在不同层次上体现网络、图形、GUI、DBMS、OS、应用系统构架技术等,与当今世界最新工业及国际标准相适应,并考虑扩充,从而为底层多平台及跨平台(如一个网段上不同操作系统、不同GUI、异构数据库的各节点间)的平滑应用奠定基础。构件化是广义的概念,它包括原始设备制造商(OEM)的核心应用构件及开发工具构件。基于这些符合国际及工
4、业标准的开放核心构件来实施自己的平台构件/构件组件建设,是保证平台开放性、可持续拓展的关键。3软件子平台的建设通过对图1系统平台结构的共性分析,可以归纳出3个软件子平台:数据管理子平台,可视化交互子平台和网络通信子平台,以下详细阐述3个子平台的建设。需要说明的是,对于轨道交通综合监控自动化系统而言,硬件平台具有与软件平台同等重要的意义。况且嵌入式软件必须要有硬件平台的良好支撑。现场操作层及设备/控制层中,存在多种类型I/O卡件、I/O智能设备、数据采集与处理装置、保护装置、电气与光纤网络集连/交换装置、可编程控制器、智能通信控制装置等。这些低端智能装置的基本属性是板卡件逻辑电路、
5、网络/总线通信接口、电源模块、嵌入式软件、全球定位系统(GPS)、箱体结构件组成。将它们按独立分类的硬件子平台分划,并在每个子平台中构造基于组装模式的硬件构件,含与之相关连的嵌入式软件类及版本。在当今工业以太网向传统工业控制领域推进应用趋势下,基于工业以太网及常规CAN、Profibus等现场总线的互连硬件平台的建设十分必要。但硬件平台及其构件不作为本文讨论重点。3.1数据管理子平台建设数据管理子平台设计应以支持轨道交通综合监控自动化系统的高可靠性、高集成性和高性能运行为准则。高可靠性是基本要素;高集成性体现轨道交通综合监控自动化不同分布系统异构数据库(实时与历史库)的互连共享;
6、高性能则要体现数据访问、存储、动态触发的高效率。为此,该平台及其构件的生成工具必须具备开放性、成熟性,平台基于构件的层次尽可能少。数据管理子平台不仅由数据管理自身构件支持,且还由构件层与子平台层之间可形成具有特定意义的构件库支持(如数据访问网络通信构件库),从而构成分布数据管理子平台。数据管理构件应是基于核心层数据库,如商用数据库Sybase、DB2等的标准内涵和外包(shell),采用如多线索结构、内部并行机制和有效的查询优化技术等,并充分利用SQL、Java等开放的开发环境来构造。轨道交通综合监控自动化系统的实时库分布接口构件亦可按此模式建设,从而为不同系统实时数据的访问与维
7、护创造一致的支撑环境。建立或利用Java或其它虚拟机,可在数据库中编写、存储与执行Java代码。可利用Java类,它们可在不对Java或数据库做任何修改下运行。基于此强大的标准编程语言来定义过程逻辑构件,如存储过程或触发器等,亦可包括自定义函数构件。此类构件在SQL表的列中以Java类的实例形式存储,并支持实例的方法调用。基于数据库中支持的扩展标记语言(XML),可制作XML文档管理形式下的各类构件,如数据库的备份与恢复、永久存储与复制等。这样在L,则无须进行数据库编程,即可访问
