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魏曉東（1944-）

男，陜西榆林人，教授級高工，北京和利時系統工程股份有限公司系統集成事業部總設計師，研究領域為工業自動化系統與控制系統集成，城市軌道交通自動化技術及綜合監控系統設計與應用。

    當前，我國城市軌道交通的建設正進入一個高發展期。順應國民經濟發展節能、環保的總趨勢，城市軌道交通建設成為今后數年我國大都市建設的一個主要領域。在地鐵建設中作為新技術之一、地鐵綜合監控系統已成為發展潮流，幾乎所有新建線路都要求建設綜合監控系統。

    當各地綜合監控系統紛紛上馬之時，市場、技術、工程、招投標工作變得較為混亂，對綜合監控系統的建設要求五花八門，發展過程中出現了一些值得關注和亟待解決的問題。

    特別是一些二線城市正在籌建本市的第一條地鐵，相關的建設部門十分關注地鐵綜合監控系統建設中的關鍵問題，希望建設一個真正能對運營支持、能夠維護設備良好運轉、能為乘客提供良好服務的綜合監控系統，希望給本市的人民奉獻一個設備精良，安全可靠，運營高效，服務良好的地鐵工程。因此，對地鐵綜合監控系統建設中一些關鍵問題進行分析是十分必要的，值得建設者們參考。

                                      目  錄

    地鐵綜合監控系統建設的關鍵問題分析                         14

    1  建設綜合監控系統的第一關鍵點                            16

        1.1    系統集成商的工程經驗分析                           16

        1.1.1    地鐵綜合監控系統的設計經驗                       16

        1.1.2    接口開發與管理的經驗                             17

        1.1.3    綜合監控系統的實施經驗                           17

        1.1.4    綜合監控系統總聯調經驗    17

        1.1.5    綜合監控系統維保經驗    17

        1.2    系統集成商的綜合監控軟件應用成熟度分析    17

        1.2.1    系統集成商對軟件的把握能力    17

        1.2.2    系統集成商對軟件的應用能力    18

        1.3    系統集成商應具有的條件    18

    2  地鐵綜合監控系統技術內涵分析    18

        2.1    綜合監控系統構架理念    18

        2.2    綜合監控系統網絡結構    19

        2.3    綜合監控系統的性能要求    19

        2.3.1    地鐵綜合監控系統實時響應性    19

        2.3.2    地鐵綜合監控系統的可靠性    19

        2.3.3    地鐵綜合監控系統的可擴展性    20

        2.4    地鐵綜合監控系統的功能需求    20

        2.5    地鐵綜合監控系統有效支持運營    20

        2.6    技術內涵總結    21

    3  地鐵綜合監控系統軟件分析    21

        3.1    兩類地鐵綜合監控軟件    21

        3.2    國內外地鐵綜合監控系統軟件平臺比較    22

        3.3    綜合監控軟件平臺的本質要求    23

        3.3.1    綜合監控軟件平臺的開放性要求    23

        3.3.2    綜合監控軟件平臺的構架要求    24

        3.3.3    綜合監控軟件平臺的模塊化要求    24

        3.3.4    綜合監控軟件平臺的數據庫要求    25

        3.3.5    綜合監控軟件平臺的安全性要求    26

        3.4    綜合監控系統的應用軟件    26

        3.4.1    應用軟件要求    26

        3.4.2    應用軟件模塊    26

        3.5    綜合監控軟件平臺的關鍵點    28

        3.5.1    軟件成熟度    28

        3.5.2    軟件適用性    29

    4  軟件國產化的問題    29

        4.1    地鐵國產化政策對綜合監控系統的要求    29

        4.2    地鐵綜合監控系統設備國產化的現狀    30

        4.3    綜合監控系統國產化的實施策略    31

        4.4    綜合監控軟件國產化發展中的問題    32

    5  綜合監控系統設計中的問題    32

        5.1    集成與互聯的概念與分寸    32

        5.2    關于對SIG信號系統的接入    33

        5.3    綜合監控系統用戶需求分析    34

        5.4    設計階段的核心文件——詳細接口規范    35

    6  綜合監控系統實施風險分析    34

        6.1    系統集成商能力風險    34

        6.2    軟件風險    35

        6.3    工期壓力風險    35

        6.4    接口管理風險    35

        6.5    軟件價格風險預估    36

    7  綜合監控系統的其他問題    36

        7.1    關于綜合監控系統技術規格書    36

        7.2    操作系統與跨平臺特性    37

        7.3    關于IBP盤    37

    8  結語    37

1 建設綜合監控系統的第一關鍵點

    城市軌道交通綜合監控系統建設首當其沖要解決的問題就是它的最關鍵點是什么？

    由于地鐵綜合監控系統剛剛在國內應用時（大概在2001年至2002年），軟件是一個瓶頸，加上國外軟件供貨商的渲染，一直以來很多人錯誤地認為綜合監控系統成功的最關鍵點是軟件平臺的選擇，其實這是一個錯誤的認識，將問題本末倒置。綜合監控系統軟件固然重要，但它僅僅是系統集成商應用的系統集成工具而已。

    地鐵綜合監控工程中，業主與系統集成商簽訂合同，業主對軟件供貨商并無直接制約關系。系統集成商從始至終是工程的領導者：

    （1）系統集成商須與業主反復溝通將綜合監控系統的需求用技術規格書固化下來。

    （2）系統集成商須主持數次設計聯絡會將工程詳細設計完成。

    （3）系統集成商須主持接口管理、接口開發、接口測試、調試與驗收。

    （4）系統集成商須對單系統調試以及至為關鍵的總聯調負總責。

    （5）系統集成商須為綜合監控系統的開通與正常運行負總責。

    （6）系統集成商須保證綜合監控系統真正地為運營良好服務負總責。

    系統集成商在全面完成構建地鐵綜合監控系統工程的同時，在不斷地檢驗軟件、要求軟件、制約軟件、修正軟件使軟件適應工程的要求；系統集成商須應用軟件平臺作為工具組態出工程的全部人機界面體系；系統集成商須不斷地對軟件進行測試、修改、調整以實現工程的具體功能要求；同時有能力的系統集成商應開發出大量綜合監控應用軟件構成自已的應用核心技術。綜合監控實施過程中任何重大的活動都是由系統集成商組織協調的，而軟件供貨商應遵從系統集成商的安排。

    由以上的工程實施過程可見系統集成商才是綜合監控系統成敗的第一關鍵點，把軟件放在第一位顯然是顛倒了事情的本原。

    從技術的難度與性能指標分析，綜合監控系統與一般工業自動化系統相比要求并不高，國內外的一些工業自動化系統軟件做適當應用開發，或可用在綜合監控系統。從工程實施的過程分析，系統集成商熟練地應用軟件，把握軟件更重要；軟件對工程的靈活適應更重要。

    實踐已經證明，軟件平臺僅是一個因素，綜合監控系統這樣的大工程第一關鍵點應是對工程負全責的系統集成商。

    地鐵綜合監控工程成敗的關鍵是系統集成商，選擇一個真正具有經驗和能力的系統集成商成為招投標的核心任務。系統集成商除了豐富的大型工程的實施經驗特別是綜合監控系統的實施經驗外，非常重要的是對軟件的把握和應用能力。以下對系統集成商的經驗與能力進行分析。

1.1 系統集成商的工程經驗分析

    系統集成商的工程經驗主要是指地鐵綜合監控系統的設計、接口開發與管理、實施、總聯調經驗及綜合監控系統維保經驗。

    誠然，地鐵綜合監控系統并不是控制響應時間要求極為苛刻（例如，毫秒級的響應要求）的系統，也不是控制精度要求極高（例如，0.001的控制精度）的系統。但是，地鐵綜合監控系統往往包含了十幾個子系統：其中的集成子系統，它們完全融入到綜合監控系統之中成為綜合監控系統的一部分，業務領域不同的系統功能都須由綜合監控系統來實現。其中的互聯子系統，它們與綜合監控系統交互支持運營的信息。綜合監控系統需接口眾多的形態各異的自動化子系統，例如，自動售檢票系統、廣播系統、閉路電視系統，乘客服務系統、安防系統等等。十幾個子系統專業的數據共享、幾十萬點的數據庫支持的巨型監控系統、成百上千條的功能實現都使綜合監控系統構建的過程、實施過程極為復雜。龐雜的應用成為綜合監控系統的最難點。可見，在工程經驗之中，更為重要的是綜合監控系統集成商須具有多業務應用經驗，更為重要的是系統集成商需要經過多項地鐵綜合監控系統工程錘煉并固化了的應用核心技術。

1.1.1 地鐵綜合監控系統的設計經驗

    地鐵綜合監控系統的建設是最近幾年的事情，設計工作的經驗是在實踐中摸索前進的，是在工程運營后總結、在多項工程完成后積累的。系統集成商只有通過綜合監控工程實踐，來審視自己的設計方案是否合理。設計中的關鍵細節只有經歷了才可獲得。系統集成商的綜合監控設計經驗主要表現在以下方面：

    （1）應用需求分析能力與經驗。

    （2）系統總體結構設計以及在實施中會出現的問題及其對策。

    （3）設計聯絡會的召集經驗以及規范化做法，即應該召開怎樣的聯絡會、召開次數；每次會應解決的問題；每次會應提交的文件格式、內容；提交的圖紙的要求；相應的接口會議的規范化做法等。

    （4）設計的修改、變更及優化的經驗。

    （5）應用軟件設計經驗的重用。

    （6）引導和規范地圖運營人員的要求，幫助運營人員提出確定的需求。

1.1.2 接口開發與管理的經驗

    綜合監控系統的接口與接口開發工作十分重要，是系統實施成功的關鍵。國內自動化工程在做接口工作時，受傳統作法影響較大，接口開發未按標準規范要求進行，而且缺乏管理、依開發者個體行為而變化。為保證綜合監控系統的成功應該遵從相關的國際、國家標準進行。

    綜合監控系統集成商在成功實施綜合監控系統工程培養起的接口開發經驗以及接口管理中的規范化能力是他最重要的工程經驗之一。系統集成商的接口開發與管理經驗體現在：

    （1）具有規范化接口開發經驗，系統集成商在無縫接入各子系統的工作中，采用一整套在工程中行之有效并符合國際標準的接口開發流程，采用符合國際標準的接口開發專規（AIP）的模版。

    （2）具有豐富的接口驅動開發能力，具有各種接口驅動程序開發的積累。

    （3）系統集成商把握接口聯絡會的能力。

    （4）具有成熟的接口測試規范與規范的接口測試流程。

    （5）具備制定按照ISO20242設備能力度描述（DCD）的能力。

1.1.3 綜合監控系統的實施經驗

    地鐵綜合監控系統系統集成商在完成綜合監控系統項目建設后所作的科學的、認真的總結是系統集成商的重要財富和可重用資源，其中最重要的是實施經驗。它既有技術應用經驗總結又有項目管理經驗的總結。實施經驗包括了以下方面：

    （1）系統解決方案的優化、落實、實施中的問題及對策，系統的調試與總聯調中的技術訣竅，系統驗收及總結結論。這些都是以后工程可借鑒的寶貴經驗。

    （2）實施計劃、執行計劃、里程碑點的管理方法與保證工期的經驗。

    （3）保證系統重要性能指標實現的措施與經驗。

    （4）RAMS（系統可靠性、有效性、可維護性與安全性）管理的經驗，系統可靠性指標實現的經驗，特別是重要設備的冗余機制真正完好實現的經驗。

    （5）實施團隊的經驗與經驗傳承。

1.1.4 綜合監控系統總聯調經驗

    綜合監控系統總聯調對系統的成敗至關重要。系統集成商在多個綜合監控項目實施中所取得的總聯調經驗是寶貴財富。一般二線城市地鐵綜合監控系統建設時，如果請一個國際知名的咨詢公司就系統總聯調咨詢將會付出高昂代價，但如果選擇具有總聯調經驗的系統集成商將會收到更好的效果。綜合監控系統總聯調經驗包括：

    （1）總聯調的規范化文檔：總聯調大綱和報告模版。

    （2）總聯調組織流程和總聯調計劃執行經驗。

    （3）總聯調PSCADA，BAS，FAS子系統配合經驗。

    （4）總聯調與互聯系統配合經驗。

    （5）消防驗收中，綜合監控系統集成商的工作經驗。

    （6）總聯調安全措施，故障與事故處理經驗。

    （7）聯調總結與評估。

    （8）總聯調登記表格模版。

    （9）系統開通后運行實績對大聯調的反饋。

1.1.5 綜合監控系統維保經驗

    綜合監控系統進入維保期，也是對系統集成商的大考驗。系統集成商需解決硬件與軟件兩方面的問題，有經驗的系統集成商經歷了此階段會更好地處理出現在維保階段的特殊問題。

    （1）系統集成商應提升硬件維修的響應性以縮短MTTR；應優化備件采購流程以適應維保階段排除故障的急需。

    （2）系統集成商對軟件的把握能力在這一階段顯現，特別是采用外商軟件的系統集成商在維保階段承擔更多風險，應具備把握軟件與制約軟件供貨商的經驗。

1.2 系統集成商的綜合監控軟件應用成熟度分析

    系統集成商對綜合監控軟件的應用成熟度是系統集成商在構建綜合監控系統時的重要能力。成熟度體現在兩方面：一方面是對軟件的把握能力，另一方面是對軟件的應用能力。

1.2.1 系統集成商對軟件的把握能力

    （1）對系統軟件體系的把握

    系統集成商自已開發的軟件當然更便于把握。對軟件體系了解深入、對軟件的多次成功應用可證明對軟件體系的把握能力。在大項目中系統集成商第一次應用別人的軟件承擔工程要冒較大風險，尤其是二線城市第一次進行地鐵工程建設更不宜選擇這類系統集成商。

    （2）開發應用軟件的能力

    系統集成商開發應用軟件的能力至關重要。地鐵工程中應用差異性較大，業主的管理方式各有不同，工程中需求不同，需求在工程進程中變化也較大，系統集成商必須能夠熟練地開發具體的應用軟件以滿足工程要求。系統集成商須熟知并把握系統軟件和應用軟件對操作系統的匹配；系統集成商須熟知并把握對應用軟件的工程適應性開發；系統集成商須熟知并把握接口驅動程序的開發以及與系統的匹配。對軟件的把握還表現在針對特殊應用能在系統軟件方面做創新的開發工作。在這方面，如果系統集成商采用的是國外軟件，它在應用軟件的開發能力幾乎完全被對方的產權保護所限制，應用軟件開發將會毫無作為。

    （3）系統集成商對軟件的把握能力還表現在系統實施的過程中。對系統軟件的調試能力以及構建系統時的總聯調能力也是對軟件系統把握能力的標志。系統集成商如果第一次應用別人的軟件，在實施中會遇到各種問題，會為此付出代價。

1.2.2 系統集成商對軟件的應用能力

    （1）綜合監控的應用能力是指系統集成商熟知軟件在地鐵機電設備系統以及其他專業的應用；熟知系統軟件應給用戶在各專業領域提供的基本功能，以及特殊功能的實現方法；系統集成商可給用戶提供綜合監控系統基本人機界面體系，可按照用戶要求作出適應性修改，可提供新的人機界面設計；系統集成商能充分發揮綜合監控系統信息共享平臺的作用，提供更多的面向運營人員、面向維修人員、面向乘客的功能，并可為將來的現代化運營管理新要求提供增值服務。

    （2）軟件系統調試和維護能力。對軟件的成熟應用也表現在對系統的性能的測試、對系統的聯調、對系統故障的迅捷診斷和恢復，對系統的維修能力。

    （3）對軟件的應用能力也表現在對軟件的再開發能力；在已有的軟件平臺上利用共享信息可開發更多的功能；基于某一種開放軟件平臺、針對特定需求的定制開發能力。

    （4）系統集成商的應用能力主要表現在運用軟件開放系統無縫地接口子系統構建起綜合監控系統的能力。

    由此可見，系統集成商如采用自主的成熟軟件，則他對軟件的把握以及應用能力應是最強的，選此類系統集成商應是工程最好的選擇。

1.3 系統集成商應具有的條件

    系統總集成商應具備以下條件：

    （1）具備構建滿足用戶需求的綜合監控系統的經驗與能力。

    （2）具有在地鐵成功實施深度集成的綜合自動化系統的工程經驗。

    （3）最好具有自主知識產權的地鐵綜合監控軟件平臺。平臺具有實證的穩定性、可靠性和安全性。或具有多次成功應用非自主軟件平臺經驗。

    （4）具有地鐵綜合監控系統的系統集成經驗，能以開放的系統無縫地接入地鐵各類子系統。

    （5）具有安裝工程指導的經驗。

    （6）具有地鐵綜合監控系統的總聯調經驗。

    （7）積極響應業主與設計院的要求并作鄭重承諾。
 
    更多內容：

    地鐵綜合監控系統建設的關鍵問題分析（二）——地鐵綜合監控系統技術內涵分析
    地鐵綜合監控系統建設的關鍵問題分析（三）——地鐵綜合監控系統軟件分析
    地鐵綜合監控系統建設的關鍵問題分析（四）——地鐵綜合監控系統軟件分析
    地鐵綜合監控系統建設的關鍵問題分析（五）——軟件國產化的問題
    地鐵綜合監控系統建設的關鍵問題分析（六）——綜合監控系統設計中的問題
    地鐵綜合監控系統建設的關鍵問題分析（七）——綜合監控系統實施風險分析
    地鐵綜合監控系統建設的關鍵問題分析（八）——綜合監控系統的其他問題