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第1章 城市轨道交通及其发展2

1.1城市轨道交通2

1.2城市轨道交通发展史11

1.3我国城市轨道交通的发展概况14

1.3.1北京城市轨道交通15

1.3.2上海城市轨道交通16

1.3.3广州城市轨道交通17

1.3.4其他城市轨道交通18

2.1.1地铁和轻轨的运营管理与自动化系统21

2.1城市轨道交通自动化系统发展历程21

第2章 城市轨道交通自动化技术的发展及前景21

2.1.2地铁自动化技术的发展历程22

2.2城市轨道交通自动化系统发展现状25

2.2.1国外城市轨道交通自动化的发展25

2.2.2国内城市轨道交通自动化的发展26

2.2.3城市轨道交通自动化发展的重要趋势27

第3章 城市轨道交通自动化系统概论28

3.1城市轨道交通自动化系统的应用特点28

3.2城市轨道交通自动化系统的类型32

3.2.1实时监控系统和事务数据管理系统32

3.2.2一般工业自动化系统和特殊专业自动化系统33

3.2.3安全系统、可靠系统和一般系统34

3.2.4集成系统35

3.3城市轨道交通自动化系统的基本构架37

技术基础篇39

第4章 工业自动化系统40

4.1工业自动化系统概论40

4.1.1工业自动化系统类型40

4.1.2工业自动化系统的品质指标41

4.2.1过程控制系统：自动化仪表系统与DCS系统42

4.2分散型控制系统（DCS）42

4.2.2DCS结构及分散控制功能的实现45

4.2.3DCS性能指标48

4.2.4第四代DCS的体系结构50

4.3PLC与PLC系统54

4.3.1概述54

4.3.2可编程控制器特点56

4.3.3可编程控制器的性能指标58

4.3.4PLC系统结构及其技术60

4.3.5可编程控制器的工作原理62

4.3.6当前流行的可编程控制器62

4.4.1概述64

4.4SCADA系统64

4.4.2传统SCADA系统的基本结构65

4.4.3现代SCADA的结构69

4.4.4大型SCADA系统70

4.5工业自动化系统的可靠性分析73

4.5.1工业自动化系统可靠性指标及分析方法73

4.5.2提高工业自动化系统可靠性的措施76

4.5.3DCS容错技术的应用77

5.1数字通信80

5.1.1数字通信的编码方式80

第5章 计算机通信网络与现场总线技术80

5.1.2数字通信工作方式83

5.1.3网络拓扑84

5.1.4差错控制85

5.1.5通信传输介质85

5.1.6常用数字通信链路87

5.1.7数字通信协议89

5.2数据通信网络基础91

5.2.1计算机网络层次模型92

5.2.2交换与路由95

5.2.3TCP/IP96

5.2.4通信骨干网97

5.2.5无线通信网络101

5.2.6局域网102

5.2.7工业控制网络102

5.2.8网络安全110

5.3现场总线技术113

5.3.1概述113

5.3.2现场总线的特点和优点113

5.3.3现场总线国际标准115

5.3.4现场总线技术介绍115

5.3.5现场总线的选择和使用127

5.4以太网129

5.4.1以太网和IEEE802.3的工作原理130

5.4.2快速以太网（FastEthernet）131

5.4.3交换以太网（SwitchEthernet）132

5.4.4千兆位以太网133

5.4.5以太网控制和管理136

5.5工业以太网137

5.5.1概述137

5.5.2工业以太网的性能要求138

5.5.3工业以太网性能实现139

5.5.4基于工业以太网的通信协议140

6.1.1系统软件构成和形态144

第6章 大型SCADA系统软件平台144

6.1概述144

6.1.2应用特点145

6.1.3关键特性146

6.1.4功能性147

6.2系统软件平台的一般体系结构147

6.2.1系统构成148

6.2.2操作系统150

6.2.3软件体系结构151

6.2.4中间件——SCADA系统软件的软总线158

6.2.5面向多专业集成的安全性设计160

6.2.6事件驱动和优先级控制161

6.2.7数据的层次化组织和展现162

6.3系统软件平台中的数据库系统163

6.3.1SCADA实时数据库的基本特征163

6.3.2面向对象的实时数据库165

6.3.3运行时数据库管理174

6.4人机界面177

6.4.1人机工程学原理的使用177

6.4.2实现人机界面的技术标准178

6.4.3一致的操作界面179

6.4.4人机界面生成182

6.4.5人机界面在线运行185

6.5报警管理和事件处理185

6.5.1报警系统186

6.5.2日志系统191

6.5.3事件服务器191

6.6小结192

系统集成篇193

7.1.1概述194

7.1.2系统集成商194

7.1系统集成商与系统集成194

第7章 系统集成技术基础194

7.1.3系统集成196

7.2系统集成的基本问题196

7.2.1开放系统197

7.2.2应用需求198

7.2.3接口199

7.3开放系统应用集成框架200

7.3.1概述200

7.3.2工业自动化系统和系统集成200

7.3.4集成模型201

7.3.3应用集成框架（AIF）201

7.3.5接口开发的标准——应用互操作专用规范AIP203

7.3.6使用AIF开发AIP204

7.3.7AIP开发的重点205

7.4系统集成相关技术介绍206

7.4.1UML建模语言206

7.4.2XML技术211

第8章 系统集成接口技术216

8.1概述216

8.2集成系统接口框架216

8.2.1接口框架的一般形式217

8.2.2接口框架的特点218

8.2.3接口框架实现218

8.2.4冗余技术219

8.3接口通信技术221

8.3.1通信软件和通信协议221

8.3.2OPC标准222

8.3.3校验技术226

8.3.4测试技术229

8.4接口描述规范230

8.4.1规范化的目标230

8.4.2规范化文档形式的接口描述231

8.4.3采用AIP对设备进行描述232

第9章 电力监控系统239

9.1概述239

9.2电力监控系统的基本组成241

9.2.1间隔层241

9.2.2变电站现场通信网络241

9.2.3变电站管理层241

9.2.4通信通道241

9.3电力监控系统的设备配置242

9.3.1控制中心242

9.2.5调度中心局域网系统242

9.3.2变电站自动化系统243

9.3.3通信通道245

9.4电力监控系统的功能247

9.4.1控制中心功能247

9.4.2变电站自动化系统功能249

9.5系统接口251

9.5.1与通信系统的接口251

9.5.2变电站自动化系统内部的接口251

9.5.3接口规范性的分析252

10.1概述253

10.1.1环控系统设备253

第10章 环境与设备监控系统253

10.1.2设备分布特点256

10.2系统设计与构成256

10.2.1系统结构与构成256

10.2.2系统设备258

10.2.3系统网络260

10.2.4系统接口260

10.2.5系统供电与接地260

10.3.1中央级功能261

10.3系统功能261

10.3.2车站级功能265

10.3.3就地级功能272

10.4接口处理273

10.4.1与FAS接口273

10.4.2与低压接口273

10.4.3与综合监控系统接口273

第11章 火灾报警系统274

11.1概述274

11.1.1触发器件274

11.2地铁FAS的组成275

11.1.4消防控制设备275

11.1.3火灾警报装置275

11.1.2火灾报警控制装置275

11.2.1中央监控管理级276

11.2.2车站监控管理级和现场控制级276

11.2.3FAS专网277

11.3地铁FAS系统功能277

11.3.1FAS中央功能277

11.3.2FAS车站级功能278

11.4FAS的接口279

11.4.1与气体灭火系统的接口279

11.4.2与主时钟的接口279

11.4.3与EMCS系统的接口280

第12章 信号系统281

12.1概述281

12.2列车自动监控系统（ATS）281

12.2.1系统组成281

12.2.2系统功能281

12.3列车自动防护系统283

12.3.1固定闭塞系统283

12.3.2移动闭塞287

12.4列车自动运行系统290

12.4.1系统组成290

12.5.1概述292

12.4.2系统功能292

12.5计算机连锁系统292

12.5.2系统构成293

第13章 通信系统295

13.1轨道交通通信系统295

13.1.1轨道交通通信系统概述295

13.1.2通信系统在轨道交通中的发展和应用295

13.2轨道交通传输子系统295

13.2.1传输子系统的功能295

13.2.2传输子系统方案介绍295

13.2.3传输子系统系统构成297

13.3轨道交通公务电话子系统298

13.3.1公务电话子系统的功能298

13.3.2公务电话子系统结构298

13.3.3公务电话子系统设备组成298

13.4轨道交通专用电话子系统298

13.4.1专用电话子系统的功能298

13.4.2专用电话子系统结构298

13.5.3广播子系统设备组成299

13.5.1广播子系统的功能299

13.5.2广播子系统结构299

13.5轨道交通广播子系统299

13.4.3专用电话子系统设备组成299

13.6轨道交通闭路监视子系统300

13.6.1CCTV子系统的功能300

13.6.2CCTV子系统结构300

13.6.3CCTV子系统设备组成301

13.7轨道交通无线子系统301

13.7.1无线子系统的功能301

13.8.2时钟子系统结构302

13.8.1时钟子系统的功能302

13.8轨道交通时钟子系统302

13.7.3无线子系统设备组成302

13.7.2无线子系统结构302

13.8.3时钟子系统设备组成303

13.9轨道交通电源子系统303

第14章 自动售检票系统304

14.1概述304

14.2AFC系统结构304

14.2.1中央计算机系统305

14.2.2车站计算机系统305

14.2.3就地设备305

14.3.1中央功能307

14.3AFC功能307

14.3.2车站级功能308

14.4软件系统310

14.4.1通信网络及协议310

14.4.2操作系统和数据库系统312

14.4.3中央计算机软件子系统312

14.4.4车站计算机软件子系统312

14.5系统接口312

14.5.1与城市一卡通的接口312

14.5.2票卡与读写机接口312

14.5.4软件接口313

14.5.3通信硬件接口313

14.5.5与地铁综合监控系统接口314

第15章 城市轨道交通的乘客信息系统315

15.1概述315

15.2PIS系统的构成315

15.2.1中心子系统315

15.2.2车站子系统317

15.3.1地铁PIS系统总体功能319

15.2.5车载子系统319

15.3PIS系统的功能319

15.2.3网络子系统319

15.2.4广告制作子系统319

15.3.2系统支持的信息类型322

15.3.3信息显示的优先级322

15.3.4媒体信息的显示方式322

应用篇325

第16章 城市铁路综合监控系统（北京城市铁路）326

16.1概述326

16.1.1工程概况326

16.1.2系统总体构成326

16.2.1中央监控系统327

16.2系统的硬件平台构成327

16.2.2车站监控系统330

16.2.3现场设备层332

16.2.4自动化系统接入骨干网334

16.3系统软件335

16.3.1软件体系结构335

16.3.2系统域的划分336

16.3.3操作系统338

16.3.4软件体系结构338

16.4系统功能340

16.4.1电力监控系统功能340

16.4.2机电设备监控系统功能347

16.4.4系统平台功能350

16.4.3FAS监视功能350

16.4.5大屏幕系统功能353

16.4.6网络管理功能354

16.4.7视频系统功能354

16.4.8防病毒功能355

17.1.1深圳地铁一期工程概况356

17.1.2深圳地铁EMCS、FAS和SCADA系统应用需求356

17.1深圳地铁综合监控系统概述356

第17章 地铁综合监控系统（深圳地铁）356

17.1.3深圳地铁综合监控系统要求357

17.2深圳地铁综合监控系统构成357

17.2.1中央级监控系统359

17.2.2车站级监控系统360

17.2.3被集成的车站设备自动化子系统360

17.3深圳地铁综合监控系统软件体系365

17.3.1按应用需求对MACS-SCADA软件平台的开发365

17.3.2系统构成形态365

17.3.3深圳地铁MACS-SCADA软件结构366

17.3.4深圳地铁项目的软件实施368

17.4.1中央监控功能370

17.4系统功能370

17.4.2车站监控功能384

17.4.3集成系统综合监控功能394

第18章 广州地铁3号线主控系统396

18.1主控系统概论396

18.1.1主控系统的发展396

18.1.2地铁主控系统的基本设计原则396

18.1.3地铁主控系统的结构399

18.2.1广州地铁3号线工程概况401

18.2.2主控系统概况401

18.2广州地铁3号线主控系统工程401

18.2.3主控系统总体构架及系统构成402

18.2.4广州地铁3号线主控系统软件407

18.2.5广州地铁3号线主控系统与子系统的接口410

18.2.6接口开发工程412

18.2.7主控系统IBP设计413

18.3IBP盘详细设计414

18.3.1概述414

18.3.2盘面设计414

18.3.3操作台面与柜体设计416

结束语418

参考文献419