1. 引言
一場(chǎng)“無(wú)與倫比”的奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)，讓世界人民永遠(yuǎn)記住了中國(guó)。絕美的開(kāi)幕式、精彩的表演、熱情的人民、完美的競(jìng)技，處處體現(xiàn)了人文奧運(yùn)、科技奧運(yùn)。這場(chǎng)奧運(yùn)盛會(huì)處處體現(xiàn)了科技，按照 “更快”、“更高”、“更強(qiáng)”的奧運(yùn)精神，提出“更快”、“更方便”、“更準(zhǔn)確”、“更安全”的原則，充分運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)，把現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)多角度、多渠道地嵌入奧運(yùn)會(huì)。精美奧運(yùn)會(huì)的背后，有一個(gè)依靠先進(jìn)技術(shù)精確運(yùn)行的系統(tǒng)，有一個(gè)完美運(yùn)行的交通系統(tǒng)，更有一個(gè)保證交通網(wǎng)安全運(yùn)行的監(jiān)控系統(tǒng)。
奧林匹克公園中心區(qū)位于城市中軸線北端，面積約1215公頃，是舉辦北京2008年奧運(yùn)會(huì)的主要場(chǎng)地，擁有亞洲最大的城區(qū)人工水系、亞洲最大的城市綠化景觀、世界最開(kāi)闊的步行廣場(chǎng)、亞洲最長(zhǎng)的地下交通環(huán)廊。地下通道是一條特別設(shè)計(jì)的隧道，總投資約13億元，全長(zhǎng)有9.9公里，其中主干道有4.5公里，環(huán)形隧道呈樹(shù)型分布，通過(guò)地下通道這張四通八達(dá)的交通網(wǎng)絡(luò)，可以暢通無(wú)阻地到達(dá)中心區(qū)周?chē)母鞣N重要建筑。地下隧道有25個(gè)出入口，出入口與奧林匹克公園中心區(qū)周邊的近10條市政道路相通，形成一張復(fù)雜的交通網(wǎng)，因此對(duì)于可靠性、可擴(kuò)充性都有極高的要求。
地下通道并非單純的交通過(guò)道，里面有完備的附屬設(shè)施，包括5個(gè)獨(dú)立的人員逃生出口、消防泵站、監(jiān)控中心及排風(fēng)機(jī)房和送風(fēng)機(jī)房。為了保證通道安全暢通，管理者需要對(duì)通道中的各種設(shè)備進(jìn)行管理和監(jiān)控，奧林匹克中心區(qū)指揮中心需要對(duì)通道內(nèi)的交通情況進(jìn)行全方位監(jiān)控，包括：對(duì)204個(gè)交通信號(hào)燈，120多個(gè)攝像頭，30塊交通情報(bào)板，23塊車(chē)庫(kù)情報(bào)板，以及對(duì)交通流量、車(chē)速、車(chē)道占有率、可變限速標(biāo)志、啟閉車(chē)道、車(chē)輛限行和分流等的監(jiān)控，除此之外，還需要對(duì)一些交通輔助設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，包括：對(duì)163臺(tái)緊急電話，60組射流風(fēng)機(jī)， 9組送排風(fēng)機(jī)，9臺(tái)雨水泵、廢水泵、消防泵， 9臺(tái)一氧化碳濃度監(jiān)測(cè)儀， 9臺(tái)能見(jiàn)度監(jiān)測(cè)儀，同時(shí)，對(duì)1個(gè)主配電室，5個(gè)分配電室的電壓、電流、有功功率以及控制中心不間斷電源等進(jìn)行監(jiān)控。需要監(jiān)控的系統(tǒng)包括交通系統(tǒng)，輔助交通系統(tǒng)的設(shè)備系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、通信系統(tǒng)（包括：緊急電話系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)、無(wú)線通信系統(tǒng)）、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、CCTV系統(tǒng)。
除此之外，監(jiān)控中心需要預(yù)留出軟件接口，系統(tǒng)的開(kāi)放性和可擴(kuò)充性要求很高，要基于開(kāi)放的技術(shù)平臺(tái)。要求系統(tǒng)升級(jí)比較方便，預(yù)留功能接口，增加新的功能不能影響已實(shí)現(xiàn)的功能，系統(tǒng)要方便擴(kuò)展，要與后續(xù)的和周邊交通系統(tǒng)、交管中心互聯(lián)。監(jiān)控系統(tǒng)的各監(jiān)控站或者服務(wù)器的內(nèi)容都顯示于綜合顯示屏。
“易控（INSPEC）”實(shí)現(xiàn)的隧道監(jiān)控系統(tǒng)，與硬件連接方式更方便透明，針對(duì)用戶需要同時(shí)監(jiān)控多個(gè)下位系統(tǒng)的情況，各種不同的系統(tǒng)獨(dú)立工作，并通過(guò)以太網(wǎng)與上位進(jìn)行集成，易于調(diào)試和維護(hù)。監(jiān)控系統(tǒng)針對(duì)各個(gè)系統(tǒng)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)有系統(tǒng)特色的畫(huà)面，使監(jiān)控更加人性化，只需要在畫(huà)面進(jìn)行簡(jiǎn)單選擇操作，就能夠監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況。當(dāng)交通系統(tǒng)、消防系統(tǒng)出現(xiàn)異常情況時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)自動(dòng)切換到出現(xiàn)異常情況的畫(huà)面，并把異常位置顯示在綜合顯示大屏上，及時(shí)反映現(xiàn)場(chǎng)情況。對(duì)情況的處理，可以通過(guò)人工手動(dòng)處理，系統(tǒng)還可以調(diào)用相關(guān)預(yù)案自動(dòng)處理。既減輕了管理者的工作負(fù)擔(dān)，又提高了問(wèn)題處理的及時(shí)性，使用更加安全可靠。
2.“易控（INSPEC）”隧道交通監(jiān)控系統(tǒng)
2.1系統(tǒng)組成
整個(gè)交通系統(tǒng)及其輔助系統(tǒng)是一個(gè)龐大、復(fù)雜的系統(tǒng)。包括：
交通系統(tǒng)：包含204個(gè)交通信號(hào)燈，30塊可變情報(bào)板，23塊車(chē)庫(kù)情報(bào)板，120多個(gè)監(jiān)控?cái)z像頭，9個(gè)視頻分析儀
設(shè)備系統(tǒng)：包含9組送排風(fēng)機(jī)，60組射流風(fēng)機(jī)，9臺(tái)水泵、消防泵，9臺(tái)CO濃度監(jiān)測(cè)儀，9臺(tái)能見(jiàn)度監(jiān)測(cè)儀
消防系統(tǒng)：295個(gè)消防器件
供電系統(tǒng)：1個(gè)主配電室中：14臺(tái)高低壓柜，2臺(tái)變壓柜，1個(gè)直流屏，1臺(tái)UPS；5個(gè)分配電室中50臺(tái)高低壓柜，10臺(tái)變壓柜，5臺(tái)UPS。所有供電室的設(shè)備數(shù)量達(dá)到244個(gè)
通信系統(tǒng)：緊急電話系統(tǒng)中163臺(tái)緊急電話；廣播系統(tǒng)中65個(gè)PAK廣播；無(wú)線系統(tǒng)中1太廣播主機(jī)，1臺(tái)近端機(jī)，8臺(tái)遠(yuǎn)端機(jī)
網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)：22個(gè)光環(huán)網(wǎng)交換機(jī)
CCTV系統(tǒng)：64個(gè)監(jiān)視器，8塊DLP大屏
并且，隧道交通系統(tǒng)與周邊交通區(qū)域和北京市交警中心進(jìn)行集成，要求監(jiān)控交通系統(tǒng)根據(jù)道路和監(jiān)控的需要進(jìn)行分區(qū)管理。根據(jù)整個(gè)中心區(qū)交通系統(tǒng)的監(jiān)控要求和各個(gè)部分的特點(diǎn)，整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)劃分為幾個(gè)主要部分：數(shù)據(jù)采集和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)器、歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器、設(shè)備和交通監(jiān)控工作站，并且預(yù)留接口以供后續(xù)系統(tǒng)升級(jí)等等。系統(tǒng)集成架構(gòu)參見(jiàn)下圖：
圖1系統(tǒng)集成架構(gòu)
集成系統(tǒng)由一臺(tái)I/O采集服務(wù)器、一臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、六個(gè)操作員站以及配套的網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)、交換機(jī)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等組成。
★IO服務(wù)器：擔(dān)負(fù)I/O數(shù)據(jù)的采集工作，其工程中僅配置通信設(shè)備和數(shù)據(jù)庫(kù)變量。采集的數(shù)據(jù)通過(guò)以太網(wǎng)傳送至其他INSPEC工程。
配置的IO數(shù)據(jù)包括：昆騰PLC傳送上來(lái)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備信息、其他系統(tǒng)傳送過(guò)來(lái)的信息、進(jìn)行歷史記錄的IO數(shù)據(jù)。
IO服務(wù)器上運(yùn)行的工程無(wú)畫(huà)面。
★數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器：擔(dān)負(fù)歷史記錄服務(wù)器和報(bào)警記錄服務(wù)器的功能， SQL Server擔(dān)任具體的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)業(yè)務(wù)。
數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器上運(yùn)行的工程配置有數(shù)據(jù)庫(kù)變量、歷史記錄變量、報(bào)警配置，沒(méi)有畫(huà)面。
★操作員站：即工作站。系統(tǒng)包含6臺(tái)操作站，工作站提供系統(tǒng)的人機(jī)界面功能，所有監(jiān)控操作在操作站上完成，支持設(shè)備交通監(jiān)控、電力監(jiān)控、閉路電視（CCTV）監(jiān)控、火災(zāi)報(bào)警等功能，并支持多媒體大屏幕綜合顯示?；谝蕴钟蚓W(wǎng)實(shí)現(xiàn)分功能、分級(jí)別網(wǎng)上資源共享，網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)運(yùn)作（采用TCP/IP通信協(xié)議）。各操作站上安裝有“易控（INSPEC）”軟件，根據(jù)登錄用戶的身份限定其能夠操作的內(nèi)容。
操作站通過(guò)與IO服務(wù)器通信獲取系統(tǒng)IO數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器查詢歷史記錄、報(bào)警歷史記錄。
操作站本身也包含報(bào)警服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)顯示產(chǎn)生的實(shí)時(shí)報(bào)警信息。
2.2與硬件和其他獨(dú)立系統(tǒng)的連接
“易控（INSPEC）”提供了多種便捷的與下位設(shè)備的連接方式，可以通過(guò)串口、以太網(wǎng)或其它網(wǎng)卡等多種方式與硬件設(shè)備相連。與下位設(shè)備的連接是通過(guò)“易控（INSPEC）”提供的“IO通信”功能實(shí)現(xiàn)的，在設(shè)置通信參數(shù)過(guò)程中，開(kāi)發(fā)人員只需知道設(shè)備的類(lèi)型、廠家、基本的連接參數(shù)以及通信的內(nèi)容等即可實(shí)現(xiàn)上位控制系統(tǒng)與現(xiàn)場(chǎng)硬件設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換，軟件提供的硬件連接向?qū)Э梢詭椭_(kāi)發(fā)人員完成“易控（INSPEC）”與硬件的通信設(shè)置。與以往傳統(tǒng)的軟件相比，“易控（INSPEC）”在IO通信上為用戶提供了更多功能，如能動(dòng)態(tài)啟動(dòng)或停止和一臺(tái)或多臺(tái)設(shè)備的通信、支持結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)以及設(shè)備的歷史數(shù)據(jù)、可以快速批量配置設(shè)備中的變量信息、嵌入網(wǎng)關(guān)功能、開(kāi)放通信程序框架等一系列更加方便用戶的功能。
隧道監(jiān)控系統(tǒng)中，通過(guò)IO服務(wù)器與下位PLC進(jìn)行通信，服務(wù)器上安裝“易控（INSPEC）”，通過(guò)以太網(wǎng)通道，Modbus協(xié)議連接，與22個(gè)昆騰PLC進(jìn)行通信。與其他系統(tǒng)的通信也采用以太網(wǎng)傳輸，對(duì)于部分僅支持串口的設(shè)備，采用串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)的方式進(jìn)行通信。
2.3服務(wù)器設(shè)計(jì)
2.3.1 IO服務(wù)器
IO服務(wù)器上安裝有“易控（INSPEC）”軟件，運(yùn)行IO服務(wù)器工程，工程無(wú)畫(huà)面，只配置“IO通信”，建立需要與數(shù)據(jù)服務(wù)器和操作站進(jìn)行交互的變量。
服務(wù)器工程中包含97個(gè)以太網(wǎng)通道，下掛97種106個(gè)設(shè)備。整個(gè)系統(tǒng)采集IO點(diǎn)數(shù)大約為30000點(diǎn)，進(jìn)行IO采集的時(shí)間為1s鐘，保證了數(shù)據(jù)的及時(shí)有效性。IO服務(wù)器與操作站和數(shù)據(jù)服務(wù)器進(jìn)行交互的變量數(shù)量上萬(wàn)，所有操作站的操作的響應(yīng)時(shí)間小于3s。“易控（INSPEC）”的更快的響應(yīng)時(shí)間、更高的采集頻率很好地滿足了系統(tǒng)對(duì)響應(yīng)時(shí)效性高的需求。
并且IO服務(wù)器要求在整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行期間不關(guān)機(jī)，因而，要求監(jiān)控系統(tǒng)能夠長(zhǎng)時(shí)間正確、穩(wěn)定地運(yùn)行。 “易控（INSPEC）” 基于Microsoft最新操作平臺(tái).N
