南京地铁三号线综合监控系统网络架构设计

1简介

南京地铁三号线综合监控系统采用国电南瑞科技股份有限公司自主研发的RT21_ISCS系统，该系统针对轨道交通领域特点，采用先进的计算机、网络、通讯、自动控制技术设计完成。

南京地铁三号线综合监控系统是一个大型分布式系统，共有29个车站、1个控制中心（南京南站）、1个车场、1个车辆段，网络系统比较庞大，网络规模属于城域网。整个综合监控网络设计分为三层：中央级ISCS系统（CISCS）、骨干网、车站级ISCS系统（SISCS）。骨干网由南京熊猫信息产业有限公司负责建设，CISCS和SISCS由南瑞自行设计完成。南瑞采用了双机双网的冗余网络结构，很好的保证了ISCS系统的实时性、鲁棒性、灵活性、互联性，从而保证整个系统拥有可靠、稳定的数据传输能力。

2网络整体设计

这个网络设计分为内部网络和外部网络两部分，内部网络实现中心、车站互联以及站内互联，外部网络实现ISCS与子系统的互联。南京三号线综合监控网络结构复杂，内部网络拓扑结构为分布式（逻辑结构为树型、物理结构为星型），骨干网网络拓扑结构为环型，外部网络拓扑结构多样，参见详细介绍。

2.1内部网络结构（不包含PSCADA）

综合监控保证每一个车站域（有可能多个车站为一个车站域，一个车站域只能有一组服务器）都是一个独立的广播域，中心可以和所有的车站进行点对点的互联，车站可以和中心进行点对点的互联，同属于一个车站域内的车站可以进行组播以及点对点的互联。

所有车站均为独立车站域的系统且无复式工作站或者复式工作站不通过综合监控网络，组播不通过骨干网传输。有多个车站为一个车站域的系统或者复式工作站需要通过综合监控网络，组播需要经过骨干网传输。南京三号线属于前者。

工作站

工作站

维调工作站

大屏幕控制器

大屏幕系统

工作站

C I S C S 系 统 结 构 示 意 图

FEP 2

FEP 110站

报表打印机×3

彩色图形激光

彩色事件激光网管工作站2网管服务器

网管工作站1

交换机

黑白激光

打印机NMS

图 1 CISCS 系统结构

图 2 典型站ISCS 系统结构

2.2 子系统互联网络结构

综合监控与子系统互联有两种方式：交换机直连和C306L 转接。 交换机直连方式如图 3所示：

服务器

至其他操作员工作站

图 3 交换机直连方式

C306L 转接方式如图 4所示：

FEP

FEP 服务器

操作员工作站

图 4 C306L 转接方式

2.3 网络冗余方式

综合监控采用双网冗余机制，当任一网络发生故障，另一备份网络马上自动切换为工作网络。具体数据流如下图所示（其中操作员工作站等同与前置FEP 及子系统网络）。注意：尽管综合监控支持双网冗余，但网络故障都必须尽快处理，保障整个网络的可靠稳定运行。

服务器

操作员工作站

1

服务器

正常情况

服务器异常情况

服务器

客户端异常情况

操作员工作站2

操作员工作站2

操作员工作站1

操作员工作站2

操作员工作站1

2.4 网络安全策略

综合监控和子系统互联策略：每一个子系统都是一个独立的广播域且是一个独立的冲突域，综合监控及子系统的网关配置在综合监控的交换机上。综合监控通过VLAN 隔离保证：1、所有网络配置满足综合监控规定的才能实现和综合监控的互联；2、所有子系统的数据只能和综合监控连接交换机上的节点通信，原则上综合监控不支持子系统利用综合监控网络组网（但南京三号线ACS 例外）；3、综合监控保证所有的子系统之间不存在广播或者组播影响。

2.5

网络VLAN 划分

综合监控1~100，每个车站拥有独立的VLAN ，VLAN_ID 等同车站号。必须保证每个车站每个直连的子系统有一个不冲突的网关。为保证不冲突，可以使用IP 第二段和第三段进行区分。建议给综合监控一个A 类网址。

表 1 网络VLAN 划分

3三号线具体互联关系

3.1PSCADA

PSCADA只在中心直连ISCS的FEP，对于网关及IP分配，综合监控不做限制。

3.2BAS

BAS属于设备直连，只需要按照综合监控需求配置网关即可。

3.3FAS

FAS属于设备（主机单独网卡）直连，只需要按照综合监控需求配置网关即可。

3.4ATS

ATS属于设备直连，只需要按照综合监控需求配置网关即可。

3.5PA

PA在中心直连ISCS的FEP，对于网关及IP分配，综合监控不做限制。

PA在车站属于设备直连，只需要按照综合监控需求配置网关即可。

3.6CCTV

CCTV在中心通过交换机与综合监控互联（单网），交换机需要划分综合监控要求的VLAN，设备需要按照综合监控需求配置网关即可。

由于CCTV组播视频信息需要传送到车站，所以综合监控中心及车站交换机Trunk线需要允许CCTV所属VLAN的信息通过主干网传输。且车站需要增加CCTV所属的VLAN，并且从该VLAN引出专用网线到车站可以视频的综合监控工作站（该工作站需要3块网卡，分别接综合监控A、B网及视频）。

3.7AFC

AFC属于设备直连，只需要按照综合监控需求配置网关即可。

3.8PIS

PIS只在中心直连ISCS的FEP，对于网关及IP分配，综合监控不做限制。

3.9PSD

PSD通过交换机与综合监控互联（单网），交换机需要划分综合监控要求的VLAN，设备需要按照综合监控需求配置网关即可。

3.10ACS

ACS属于设备（主机单独网卡）直连，只需要按照综合监控需求配置网关即可。

ACS利用综合监控组网，综合监控只支持其中心<——>车站单播通信（不支持组播及广播）。

3.11TA

TA只在中心直连ISCS的FEP，对于网关及IP分配，综合监控不做限制。