宋蘊(yùn)璞 趙 炯 徐博銘

(同濟(jì)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院,200092,上?！蔚谝蛔髡?講師)

Faiveley屏蔽門監(jiān)控數(shù)據(jù)庫與監(jiān)控界面關(guān)系剖析*

宋蘊(yùn)璞 趙 炯 徐博銘

(同濟(jì)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院,200092,上海∥第一作者,講師)

以上海軌道交通4號線所采用的Faiveley屏蔽門監(jiān)控系統(tǒng)為研究對象,采用現(xiàn)場數(shù)據(jù)測試試驗和后臺數(shù)據(jù)分析的研究方法,剖析了該屏蔽門監(jiān)控系統(tǒng)的SQL Server數(shù)據(jù)庫的具體結(jié)構(gòu)、各數(shù)據(jù)表的功能、數(shù)據(jù)表中各字段的含義與屬性、數(shù)據(jù)庫與監(jiān)控界面之間的接口和對應(yīng)關(guān)系,以及數(shù)據(jù)庫表與表之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)關(guān)系;以實例進(jìn)行了具體描述,為屏蔽門監(jiān)控系統(tǒng)的國產(chǎn)化以及在現(xiàn)有的屏蔽門站級監(jiān)控系統(tǒng)之上建立網(wǎng)絡(luò)級監(jiān)控打下基礎(chǔ)。

Faiveley屏蔽門;監(jiān)控系統(tǒng);數(shù)據(jù)庫;監(jiān)控界面;關(guān)聯(lián)關(guān)系

First-author's addressSchool of Mechanical Engineering,Tongji University,200092,Shanghai,China

目前的屏蔽門均采用站級監(jiān)控方式。隨著軌道交通網(wǎng)絡(luò)化的日益發(fā)展,屏蔽門的這種監(jiān)控布置方式已顯得相對落后,在實際運(yùn)營過程中由于站級監(jiān)控的局限性,經(jīng)常導(dǎo)致一些故障不能得到及時有效的解決。開發(fā)行之有效的屏蔽門網(wǎng)絡(luò)級監(jiān)控是目前屏蔽門監(jiān)控發(fā)展的一個重要課題。

目前軌道交通所采用的屏蔽門監(jiān)控系統(tǒng)均由國外進(jìn)口,其內(nèi)部諸如數(shù)據(jù)庫以及數(shù)據(jù)庫與監(jiān)控界面接口等核心技術(shù)資料廠家并未提供。因此,要在這些站級監(jiān)控系統(tǒng)之上建立網(wǎng)絡(luò)級監(jiān)控,首要的任務(wù)就是剖析站級監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫以及數(shù)據(jù)庫與監(jiān)控界面的接口等關(guān)鍵信息。

本文以上海軌道交通4號線所采用的Faiveley屏蔽門監(jiān)控系統(tǒng)為例,剖析其數(shù)據(jù)庫與監(jiān)控界面的接口以及數(shù)據(jù)庫表間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)關(guān)系[1-4]。

1 Faiveley數(shù)據(jù)庫簡析

經(jīng)過對Faiveley屏蔽門監(jiān)控系統(tǒng)的剖析發(fā)現(xiàn),Faiveley數(shù)據(jù)庫中共有22個數(shù)據(jù)表。其中多數(shù)都是具有固定內(nèi)容的基本信息表。數(shù)據(jù)庫中用于記錄動態(tài)信息或日志信息的數(shù)據(jù)表共有 5個,如表 1所示。

表1 Faiveley數(shù)據(jù)庫表

2 數(shù)據(jù)庫表與監(jiān)控界面間的內(nèi)在聯(lián)系分析

2.1 監(jiān)控界面信息

各監(jiān)控界面主要呈現(xiàn)站臺的總體運(yùn)行情況和各扇門的運(yùn)行情況,不同的運(yùn)行情況用不同的顏色加以區(qū)分。

狀態(tài):橙色——狀態(tài)激活;綠色——狀態(tài)未激活。

報警:紅色——一個或多個組件出現(xiàn)報警;橙色——一個或多個組件出現(xiàn)報警,但已確認(rèn);黃色——一個或多個組件的報警未經(jīng)確認(rèn)但已消失;綠色——沒有出現(xiàn)報警。通過雙擊報警指示器來確認(rèn)報警。

總監(jiān)控界面(見圖1)分上行線和下行線兩部分顯示區(qū)域。兩部分顯示的內(nèi)部機(jī)理完全相同,因此本文僅對上行線顯示區(qū)域進(jìn)行分析。上行線顯示區(qū)域又分為站臺狀態(tài)、站臺警報、屏蔽門三個部分。

圖1 總監(jiān)控界面

監(jiān)控界面本身并不難理解,需要進(jìn)行分析的是監(jiān)控界面與數(shù)據(jù)庫表的內(nèi)在聯(lián)系機(jī)制。例如,對于出現(xiàn)在數(shù)據(jù)庫Evenement事件表中的某條單扇門的警報事件,如何確定其對應(yīng)的界面圖框的顯示顏色;或者反過來,監(jiān)控界面上的門顯示橙色,它相對應(yīng)的數(shù)據(jù)庫表在哪里,其內(nèi)部各項數(shù)據(jù)又如何;等等。

2.2 數(shù)據(jù)庫表與站臺狀態(tài)間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)分析

總監(jiān)控界面上共給出了11種站臺狀態(tài)。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn),這 11種狀態(tài)與 SQL Server數(shù)據(jù)庫的Evenement事件表中的站臺類狀態(tài)事件對應(yīng)。含有具體數(shù)據(jù)的Evenement表(部分列、行)如表2所示。

經(jīng)剖析發(fā)現(xiàn),站臺狀態(tài)事件在Evenement表中對應(yīng)的NomEvt(事件名稱)關(guān)鍵字分別為:

(1)自動開門——IOM_STAT US_LTS;

(2)自動關(guān)門——IOM_STAT US_LTD;

(3)全部門關(guān)閉鎖定——IOM_STATUS_EL3;

(4) 互 鎖 解 除 ——MCS_INTERLOCK_OVERRIDE;

(5)PEC(車控室屏蔽門緊急控制面板)激活——IOM_STAT US_EL6;

(6)PEC就地控制——IOM_STATUS_EL7;

(7)PEC開列車門——IOM_STATUS_EL8;

(8)PSL(站臺端頭屏蔽門控制盒)激活——IOM_STATUS_EL1;

(9)PSL 開 列 車 門— —IOM_STATUS_EL3E2;

(10)PST(系統(tǒng)測試模式)激活——IOM_STATUS_LT4;

(11)TC FREE POBT — —IOM_STATUS_LT1。

表2 含有具體數(shù)據(jù)的Evenement表(部分列、行)

當(dāng)Evenement表中新增記錄的NomEvt字段符合以上11種關(guān)鍵值之一時(同時還要滿足Source、APG、TypeEvt等字段要求),會使監(jiān)控界面相對應(yīng)的站臺狀態(tài)框發(fā)生變化,然后再根據(jù)該記錄的EtatEvt(事件狀態(tài))字段判斷該站臺狀態(tài)框應(yīng)顯示的顏色:

EtatEvt=1,顯示橙色,狀態(tài)激活;

EtatEvt=0,顯示綠色,狀態(tài)未激活。

2.3 數(shù)據(jù)庫表與站臺警報間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)分析

與站臺狀態(tài)信息相同,當(dāng)站臺發(fā)生某種警報時,實時警報信息同樣傳送至SQL Server數(shù)據(jù)庫的Evenement事件表中,該表會因此增加一條記錄。此時該記錄的NomEvt項對應(yīng)的是各種站臺警報事件名。

總監(jiān)控界面共提供7種站臺警報事件。這7種站臺警報事件在 Evenement表中對應(yīng)的NomEvt(事件名稱)關(guān)鍵字分別為:

(1)驅(qū)動電源故障——DRIVING_PS_FAILURE;

(2)電源故障——PS_FAILURE;

(3)控制電源故障——CONTROL_PS_FAULT;

(4)PSDIP(屏蔽門接口面板)故障——PSDIP_FAILURE;

(5)命令故障——ORDER_FAILURE;

(6)監(jiān)控故障——MONITORING_FAULT;

(7)輸入輸出模塊——IOM_ALARM_AL1——AL21,都可激活界面上監(jiān)控故障。

當(dāng)Evenement表中新增記錄的NomEvt字段符合以上7種關(guān)鍵值之一時(同時還要滿足Source、APG、TypeEvt等字段要求),會使監(jiān)控界面相對應(yīng)的站臺警報框顏色發(fā)生變化。至于變化為何種顏色,則需要根據(jù)Evenement表中FK_Contexte項對應(yīng)的鍵值關(guān)聯(lián)至 SQL Server數(shù)據(jù)庫的另一張表Contextequai中Id值與該鍵值相同的一行記錄來確定。該記錄的第二列和第三列決定了該警報框應(yīng)該顯示的顏色。含有具體數(shù)據(jù)的Contextequai表(部分列、行)如表3所示。

表3 含有具體數(shù)據(jù)的Contextequai表(部分列、行)

Contextequai表第二列字段為DateDisparition(消失(完成)日期),第三列字段為DateAcquittement(響應(yīng)日期)。通過分析發(fā)現(xiàn),根據(jù)此2列有無具體日期可以產(chǎn)生4種組合,分別代表4種不同的顏色,同時也表示警報的4種狀態(tài)。其對應(yīng)關(guān)系如表4所示。

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2.4 數(shù)據(jù)庫表與站臺屏蔽門的內(nèi)在關(guān)聯(lián)分析

當(dāng)某扇屏蔽門發(fā)生故障時,其DCU(門控單元)通過監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)將實時故障信息傳送至SQL Server數(shù)據(jù)庫的Evenement事件表中。該表會因此增加一條記錄,此時該記錄的NomEvt項對應(yīng)的是各種單扇門警報事件名。單扇屏蔽門共有22種故障警報事件,對應(yīng)數(shù)據(jù)庫中 Evenement事件表的NomEvt關(guān)鍵字段分別為ALARM_AL1,ALARM_AL2,…,ALARM_AL21。當(dāng) Evenement表中新增記錄的NomEvt字段符合以上21種關(guān)鍵字段之一時(同時還要滿足Source、APG 、TypeEvt等字段要求),會使監(jiān)控界面相對應(yīng)的某個屏蔽門(門號由APG確定)的圖框顏色發(fā)生變化;至于變化為何種顏色,則需要根據(jù)Evenement表中FK_Contexte項對應(yīng)的鍵值關(guān)聯(lián)至SQL Server數(shù)據(jù)庫的另一張表Contexteporte中Id值與該鍵值相同的一行記錄來確定。該記錄的第二列和第三列決定了該屏蔽門圖框應(yīng)該顯示的顏色。含有具體數(shù)據(jù)的Contexteporte表(部分列)如表5所示。

Contexteporte表第二列字段為DateDisparition(消失(完成)日期),第三列字段為DateAcquittement(響應(yīng)日期)。根據(jù)有無具體日期此2列可以產(chǎn)生4種組合,分別代表4種不同的顏色,同時也表示門的4種維保狀態(tài)。經(jīng)比較分析知,Contexteporte表中DateDisparition和DateAcquittement兩列的組合關(guān)系對于界面屏蔽門圖框顏色顯示的影響與站臺警報相同,如圖2所示。

表5 含有具體數(shù)據(jù)的Contexteporte表(部分列)

圖2 Contexteporte表中第二、三列字段與屏蔽門圖框顏色的對應(yīng)關(guān)系

總監(jiān)控界面上的屏蔽門除圖框顏色會發(fā)生變化外,還會跟隨實際情況實現(xiàn)開關(guān)動畫動作。此開關(guān)動作同樣與Evenement事件表中的相關(guān)記錄有關(guān)。每次開關(guān)門時,Evenement事件表均會增加NomEvt(事件名)關(guān)鍵字為以下字段的連續(xù)記錄:

(1)MCS_OPEN_AUTO;

(2)IOM_STATUS_LTS;

(3)MCS_CLOSE_AUTO;

(4)IOM_STATUS_LTD;

(5)MCS_CLOSE_STAT US,1-30,分別對應(yīng)上/下行線的30扇門;

(6)MCS_OPEN_STAT US,1-30,分別對應(yīng)上/下行線的30扇門。

根據(jù)這些連續(xù)記錄的EtatEvt(事件狀態(tài))字段判斷各扇門應(yīng)該是開還是關(guān)。

3 數(shù)據(jù)庫表與表之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)關(guān)系分析

監(jiān)控界面中還有許多實時或歷史信息需要通過數(shù)據(jù)庫中多個數(shù)據(jù)表的組合來獲取。例如:為了查出某時某刻某個設(shè)備的某個模擬量值,僅根據(jù)一張模擬值登記表EnregistrementVA并不行,它需要多個表間的配合作用。因此,就需要分析表與表之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)關(guān)系。

經(jīng)分析知,監(jiān)控系統(tǒng)中的模擬量數(shù)據(jù)與SQL Server數(shù)據(jù) 庫的 ENregistrementVA 表、ValeursAnalogiques表(固定內(nèi)容的基本信息表)和LRUs表中(固定內(nèi)容的基本信息表)的各項相關(guān)聯(lián)。

經(jīng)反復(fù)測試分析后發(fā)現(xiàn),EnregistrementVA表的功能是給出各模擬量的閾值。對該表中各字段的含義、字段類型和屬性的分析結(jié)果如表6所示。

表6 EnregistrementVA表各字段含義、字段類型和屬性分析結(jié)果

由于在實時運(yùn)行中每隔2 s就會有5條記錄添加進(jìn)該表,因此EnregistrementVA表有上萬條記錄。實時添加進(jìn)來的5條記錄分別是:

(1)OPENING_TIME;

(2)CLOSING_TIME;

(3)AVE_OPENING_CURRENT;

(4)AVE_CLOSING_CURRENT;

(5)DCU_VOLTAGE。

其中Valeur項所對應(yīng)的值即是具體的電流、電壓、時間等模擬量值。而該值指向哪個門控單元,則需要根據(jù)該條記錄所對應(yīng)的鍵值FK_VA查詢ValeursAnalogiques表,然后再根據(jù) ValeursAnalogiques表中對應(yīng)的鍵值FK_LRU查詢LRUs表。

LRUs表各記錄則用于說明車站中的各個LRU(在線可更換部件)。對于該表中各字段的含義、字段類型和屬性的分析結(jié)果如表7所示。

表中共有固定的記錄667條[3×12+3×(30×7)+1]。最后一條記錄標(biāo)記結(jié)束。前36條記錄中每12條屬于1個站臺(Quai=1,2,3)。從第37條記錄開始,每7條記錄描述一個站臺的一個DCU。因此這7條記錄的DCU號都相同,而Quai字段對于前30×7條記錄為1,對于隨后30×7條記錄為2,對于最后30×7條記錄為3。

表7 LRUs表各字段含義、字段類型和屬性分析結(jié)果

ValeursAnalogiques表實際上給出了LRUs表中類型為DCU(共90個)的部件的6個名稱代號。對于該表中各字段的含義、字段類型和屬性的分析結(jié)果如表8所示。

表8 ValeursAnalogiques表各字段含義、字段類型和屬性分析結(jié)果

ValeursAnalogiques表中的 Id對應(yīng) EnregistrementVA表中的外鍵值 FK_LRU,而ValeursAnalogiques表中的外鍵值FK_LRU則對應(yīng)表LRUs中的Id。

下面以一具體實例來說明某一模擬量信息的具體關(guān)聯(lián)步驟。

(1)根據(jù)ENregistrementVA表(表9)中某條記錄的Valeur值獲得該記錄的登記值,即模擬量值。

對于EnregistrementVA表中Id=10這行,可知某一設(shè)備在2007年5月13日18:36時的模擬量值是69個預(yù)設(shè)單位,但是何設(shè)備的模擬量值、是設(shè)備的哪個模擬量值,在此表中并未給出。

(2)根據(jù)ENregistrementVA表中某條記錄的鍵值FK_VA,查表 ValeursAnalogiques(表 10)中Id序號=FK_VA字段的記錄,獲得登記值(模擬量值)的代碼名稱。

根據(jù)ENregistrementVA表中該條記錄所對應(yīng)的鍵值FK_VA =9,查詢表 ValeursAnalogiques中 Id=FK_VA=9的記錄。由表ValeursAnalogiques可以獲知,EnregistrementVA表中的模擬量值的名稱為AVE_OPENING_CURRENT(平均開門電流)。

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(3)根據(jù) LRUs表(表 11)中 Id序號 =表ValeursAnalogiques中FK_LRU字段的記錄,查出對應(yīng)的DCU(哪個站臺、第幾號DCU)。

根據(jù)模擬值表ValeursAnalogiques中該條記錄所對應(yīng)的鍵值FK_LRU=37,查詢到LRUs表中Id=FK_LRU=37的記錄。

由此可得完整信息為:上行線(Quai=1)的001號DCU在2007年5月13日18:36的平均開門電壓為69個預(yù)設(shè)電壓單位。

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4 結(jié)語

本文剖析Faiveley屏蔽門監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫與監(jiān)控界面的接口以及數(shù)據(jù)庫表間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)關(guān)系。分析時發(fā)現(xiàn),其數(shù)據(jù)庫核心內(nèi)容安排尚存在條理不夠清晰、結(jié)構(gòu)性欠佳的不足。鑒于此,應(yīng)根據(jù)實際情況對該部分內(nèi)容進(jìn)一步展開細(xì)致的梳理、優(yōu)化和擴(kuò)充工作,并在此基礎(chǔ)上建立網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控體系。

[1]李春葆,曾平,趙丙秀.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)開發(fā)教程——基于 SQL Server 2005+VB.NET 2005[M].北京:清華大學(xué)出版社,2006.

[2]楊志強(qiáng).專家精講:SQ L Server數(shù)據(jù)庫管理、升級與轉(zhuǎn)移[M].北京:電子工業(yè)出版社,2008.

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[4]何文華.SQL Server數(shù)據(jù)庫案例教程[M].北京:電子工業(yè)出版社,2008.

Relevance between Data Base and Supervision Control Interface of Faiveley PSD

Song Yunpu,Zhao Jiong,Xu Boming

Based on the Faiveley platform screen door(PSD)system of Shanghai Metro Line 4,this paper uses the field data testing experiment and back-office data analysis as the research method,analyzes the specific structure of this system's SQL Server database,the tables'function,the meaning and attribute of the fields in the tables,the relevance between the data base and the supervision control interface of Faiveley PSD system.The relationship among the tables in the data base is also discussed with examples in the paper.This research is a basis for the localization of the PSD system and the establishment of the monitoring network.

Faiveley platform screen door;supervision and control system;data base;supervision&control interface;relevance

TP 311.1;U 231+.92

*上海市自然科學(xué)基金資助項目(06ZR14160)

2009-09-10)