摘 要：2006年7月1日，世界上海拔最高、線路最長的高原鐵路－青藏鐵路全線通車，結(jié)束了西藏沒有鐵路，不通火車的歷史。這條蜿蜒1956公里，從西寧至拉薩穿越的神奇"天路"，穿越昆侖山、唐古拉山和念青唐古拉山三大山脈。青藏鐵路凝聚和應(yīng)用了多項(xiàng)世界領(lǐng)先的IT及通信技術(shù)，作為青藏鐵路格爾木至拉薩段環(huán)境綜合監(jiān)控系統(tǒng)供應(yīng)商，奧地利貝加萊的橙色自動(dòng)化為雄偉的"天路"增添了一抹靚麗的景色。
關(guān)鍵詞：青藏鐵路；綜合監(jiān)控；管理中心；貝加萊；APROL；控制系統(tǒng)；
1. 工程概況
青藏鐵路全線環(huán)境綜合監(jiān)控系統(tǒng)包括從格爾木至拉薩段的34個(gè)?？空竞?59個(gè)GSM-R基站。整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)包括2個(gè)控制中心（一個(gè)在拉薩，另一個(gè)在格爾木），25個(gè)操作員站（分布在鐵路沿線），2個(gè)工程師服務(wù)器（一個(gè)在格爾木，另一個(gè)在拉薩），2對(duì)冗余數(shù)據(jù)服務(wù)器（格爾木有一對(duì)，拉薩有一對(duì)）和10個(gè)網(wǎng)關(guān)(5個(gè)在格爾木,另5個(gè)在拉薩)。
圖1: 青藏線路線圖(摘自新華社)
項(xiàng)目要求：在1124公里的鐵路線上，227個(gè)現(xiàn)場(chǎng)站(RTU)和格爾木與拉薩兩個(gè)控制中心相連；對(duì)分布在鐵路沿線的RTU實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程診斷；分布式的測(cè)量和控制標(biāo)簽；不同RTU站I/O點(diǎn)數(shù)大不相同；集成于MIS，數(shù)據(jù)服務(wù)器，操作員站視頻數(shù)據(jù)存貯，第3方系統(tǒng)報(bào)告；斷線時(shí)現(xiàn)場(chǎng)控制器緩沖歷史數(shù)據(jù)，此類報(bào)警必須以短消息形式發(fā)送至手機(jī)；數(shù)據(jù)服務(wù)器冗余，歷史數(shù)據(jù)冗余；登錄情況跟蹤等等。青藏鐵路綜合監(jiān)控系統(tǒng)包含了10萬個(gè)左右的監(jiān)控點(diǎn)，并與視頻監(jiān)控、光纖在線監(jiān)測(cè)等獨(dú)立功能系統(tǒng)互聯(lián)。
2. 監(jiān)控方案
圖2：系統(tǒng)接入RTU到數(shù)據(jù)服務(wù)器
綜合監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)以貝加萊(B&R)公司的2005系列PCC和APROL過程控制系統(tǒng)為基礎(chǔ)構(gòu)建而成，貝加萊(B&R)公司的產(chǎn)品性能與技術(shù)先進(jìn)性對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的性能表現(xiàn)具有至關(guān)重要的影響。貝加萊(B&R)是一個(gè)專業(yè)自動(dòng)化公司，APROL是個(gè)靈活的模塊化DCS過程控制系統(tǒng)過程控制系統(tǒng)。它基于先進(jìn)的模塊化的設(shè)計(jì)理念，采用先進(jìn)的面向?qū)ο蟮募夹g(shù)，通過統(tǒng)一的開發(fā)工具，多人并行作業(yè)的工作機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了"一體化工程開發(fā)平臺(tái)"的概念,保證了一套過程控制系統(tǒng)所具備的一切需求，可適用于從現(xiàn)場(chǎng)層到控制站的各個(gè)環(huán)節(jié)。
該綜合監(jiān)控系統(tǒng)RTU采用貝加萊公司的2005系列控制器, 全部RTU含標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)和RS232串行通訊接口。CPU有兩種配置：CP360和IF260，其它通訊接口和I/O模塊類型相同，以CP360為CPU的RTU用在監(jiān)控對(duì)象較多的車站節(jié)點(diǎn)；全部RTU通過交換機(jī)接入到鐵路沿線的8M帶寬的傳輸環(huán)（如圖所示）。
所有被監(jiān)控設(shè)備（比如電池儀）和傳感器均通過RTU接入監(jiān)控系統(tǒng)，所有RTU通過網(wǎng)關(guān)(Gateway)接入兩個(gè)中心的數(shù)據(jù)服務(wù)器，沿線各站內(nèi)外攝像通過網(wǎng)絡(luò)直接接入到數(shù)據(jù)服務(wù)器，單是可以通過VNC在任何一個(gè)操作站操控。
3. 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)兩級(jí)管理中心：最上一級(jí)在西寧負(fù)責(zé)管理全線系統(tǒng)；下面在線路兩端(拉薩與格爾木)各設(shè)本地維護(hù)管理中心，兩個(gè)本地維護(hù)中心管轄范圍以唐古拉山為界，拉薩管理唐南部分，格爾木管理唐北部分。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如下圖所示：
圖3：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
4. 為什么選擇貝加萊產(chǎn)品與技術(shù)？
青藏鐵路環(huán)境綜合監(jiān)控系統(tǒng)采用貝加萊產(chǎn)品與技術(shù)是因?yàn)樨惣尤R產(chǎn)品與技術(shù)的先進(jìn)性和開放性，以及穩(wěn)定的產(chǎn)品質(zhì)量符合足了項(xiàng)目的要求。貝加萊PCC是一種具有PC概念的PLC（具有Access + ASP的WEB服務(wù)器功能），現(xiàn)場(chǎng)RTU站點(diǎn)均能實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)和串行口自由協(xié)議通信，以及遠(yuǎn)程控制器上的遠(yuǎn)程診斷，每個(gè)RTU配置了高性能的CPU（266MHz, 128M內(nèi)存），I/O模塊可以通過CAN現(xiàn)場(chǎng)總線靈活地?cái)U(kuò)展，并都支持熱插拔和斷線保護(hù)，有利于遠(yuǎn)程診斷維護(hù)。貝加萊APROL過程控制系統(tǒng)通過OPC實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)服務(wù)器與第三方系統(tǒng)之間靈活的數(shù)據(jù)交換，用戶還可自定義數(shù)據(jù)庫以及集成的WEB服務(wù)器提供靈活的報(bào)表方案。APROL過程控制系統(tǒng)所帶的CaeManager(計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)管理器)這一集成開發(fā)環(huán)境中帶SMS功能塊；APROL過程控制系統(tǒng)提供"ChronologPlex"數(shù)據(jù)庫冗余方案，另外，APROL的"審計(jì)追蹤"（AuditTrail）功能記錄了所有登錄與操作事件（Who（何人），Where（何地），When（何時(shí)），What（何事））。
APROL不但滿足了系統(tǒng)提出的要求，而且在此基礎(chǔ)上為客戶帶來了諸多的便利和優(yōu)勢(shì)：方便的系統(tǒng)管理功能，比如一體化的軟件和設(shè)備組態(tài)，大大簡化了系統(tǒng)組態(tài)和實(shí)施的工程化過程，克服了前后臺(tái)分別實(shí)施時(shí)帶來的一致性問題，方便了后期維護(hù)工作。基于Linux系統(tǒng)的數(shù)據(jù)服務(wù)器，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抗病毒能力。PCC具有較好的成熟性和穩(wěn)定性，對(duì)遠(yuǎn)程升級(jí)和配置變更的支持良好，極大地方便了設(shè)備的開通。另外，貝加萊公司對(duì)項(xiàng)目需求的積極響應(yīng)與實(shí)時(shí)支持也是系統(tǒng)按時(shí)開通的最重要因素之一。
圖4：貝加萊工程師提供實(shí)時(shí)的現(xiàn)場(chǎng)支持
5. 結(jié)束語
青藏鐵路環(huán)境綜合監(jiān)控系統(tǒng)自2006年6月投運(yùn)以來，一直穩(wěn)定可靠的運(yùn)行，為監(jiān)視環(huán)境變化，鐵路運(yùn)行狀態(tài)提供有力的保障。系統(tǒng)按時(shí)成功的投運(yùn)，依賴于工程人員的努力，系統(tǒng)所用產(chǎn)品與技術(shù)先進(jìn)性，穩(wěn)定性，靈活性和開放性為工程的順利開展也提供強(qiáng)大支撐。
圖5: 監(jiān)控界面