地铁综合监控系统建设的关键问题分析(五)--控制网



地铁综合监控系统建设的关键问题分析(五)
企业:北京和利时系统工程有限公司 日期:2009-06-09
领域:电源 点击数:551
4 软件国产化的问题

4.1 地铁国产化政策对综合监控系统的要求

    城市轨道交通建设按照国务院的要求,国产化率(指设备国产化率)必须达到70%。这是地铁建设的国策。一九九九年二月九日,国务院办公厅转发国家计委关于城市轨道交通设备国产化实施意见的通知中指出:

    (1)为规范城市轨道交通建设,建立起适合我国国情的城市轨道交通标准化体系,推进城市轨道交通设备国产化,国家计委、建设部要尽快颁布《城市轨道交通建设标准》和一些相关标准,各地的城市轨道交通建设和国产化工作必须按照标准实施。

    (2)各地建设城市轨道交通项目,应根据本地区经济发展、人口、道路状况以及资金落实情况,本着量力而行、经济实用、安全可靠的原则,选择与自身经济实力相适应的设备和建设方案,防止盲目攀比、追求奢华。

    (3)城市轨道交通项目,无论使用何种建设资金,其全部轨道车辆和机电设备的平均国产化率要确保不低于70%。

    二○○三年九月二十七日国务院办公厅关于加强城市快速轨道交通建设管理的通知(国办发[2003]81号)中又强调指出:

    拟建城市要认真贯彻设备国产化的有关政策,积极采用国产设备,促进国内设备制造业发展。要不断提高城轨交通项目设备的国产化比例,对国产化率达不到70%的项目不予审批。进口的整车设备要照章纳税。原则上不使用限定必须购买外国设备的资金。必须进口的设备,要实行招标采购,所需外汇尽量使用国内银行外汇贷款。要通过规范城轨交通建设标准,完善技术政策和技术体系,规范和统一设备制式,为国内设备制造企业生产和研发创造条件。国内城轨交通设备生产企业,要加快人才培养和技术更新,通过技术引进和自主开发,提高设备制造能力和市场竞争力,确保为城轨交通项目及时提供所需设备。

    发改委工业司在2005年的2084 号文件的要求执行国产化核查的保障措施,对设备国产化率的核算进行了严格的规定和要求。不断提高城市轨道交通项目设备的国产化比率已成为我国城市轨道交通建设的国策。

    地铁综合监控系统的建设正是在这一政策大背景下进行。但是,当要求车辆、信号和机电设备的平均国产化率必须达到70%时,鉴于我国目前的技术发展水平,车辆与信号很难达到70%的比率,这一平均比率落实在机电设备自动化系统中,就应大于70%以上,因此,城市轨道交通的自动化在由分立系统自动化发展为综合监控系统时,必须提高国产化率,而不能降低国产化率。实际上分立系统自动化时期,由于分离系统的软件较为简单,往往是国产化软件,系统的国产化率较高,当采用综合监控系统时,当软件系统被迷信为国外系统,国产化率反而达不到70%要求。但地铁国产化的政策要求地铁综合监控系统的国产化率应是高于70%而不是低于70%。

4.2 地铁综合监控系统设备国产化的现状

    地铁综合监控系统设备的国产化情况各地差异很大,项目不同国产化率不一。先列出三个已招标或已建成的综合监控系统项目的设备国产化率统计做一个分析,如表3、4、5所示。

                       表3   深圳地铁1期工程综合监控系统设备国产化率统计表

                         序号    设备名称    占系统设备总价比率    备注

                                         进口设备

                          1       服务器                  1%    

                          2      EMCS系统(PLC)          16%    

                          3         FAS                    8%    

                                         国产设备

                          1       系统软件                16%    

                          2     工作站、打印机             6%     

                          3        网络设备                8%     

                          4     前端处理器(FEP)          2%     

                          5     综合后备盘(IBP)          6%     

                          6     大屏幕系统(OPS)          15%     

                          7  设备配件、箱柜、线缆、盘台    15%     

                          8    备品备件、专用工具          5%     

                          9    其他                        2%     

                    进口设备总价(含进口软件)          25%    

                      国产化设备总价                      75%    

          国产化率 =(系统设备总价—进口设备总价)/ 系统设备总价 =  75%

                      表4   广州地铁三号线主控系统(综合监控系统)设备国产化率统计表

                        序号    设备名称    占系统设备总价比率    备注

                                        进口设备

                         1       服务器                    10%    

                         2    系统软件                     30%    

                         3    网络设备                     10%    

                         4    前端处理器(FEP)            4%    

                                        国产设备

                         1    工作站、打印机                7%     

                         2    综合后备盘(IBP)             5%     

                         3    大屏幕系统(OPS)             12%     

                         4    设备配件、箱柜、线缆、盘台    15%     

                         5    备品备件、专用工具            5%     

                         6    其他                          2%     

                        进口设备总价(含进口软件)         54%    

                        国产化设备总价                     46%    

          国产化率 =(系统设备总价—进口设备总价)/ 系统设备总价 = 46%

                       表5   深圳地铁4号线扩建工程主控系统设备国产化率统计表

                       序号    设备名称    占系统设备总价比率    备注

                                      进口设备

                         1    服务器                        4%    

                         2    系统软件                     25%    

                         3    EMCS系统(PLC)              10%    

                                      国产设备

                         1    工作站、打印机                5%     

                         2    网络设备                     10%     

                         3    前端处理器(FEP)             5%     

                         4    综合后备盘(IBP)             5%     

                         5    大屏幕系统(OPS)             17%     

                         6    设备配件、箱柜、线缆、盘台    15%     

                         7    备品备件、专用工具             3%     

                         8    其他                           1%     

                          进口设备总价(含进口软件)      39%    

                            国产化设备总价                  61%    

          国产化率 =(系统设备总价—进口设备总价)/ 系统设备总价 =  61%

    从以上三个地铁综合监控工程设备国产化的实际状况中可分析出如下结论:

   (1)地铁综合监控系统中,设备采用国外产品的主要有:服务器、BAS系统的PLC、FAS系统的设备,而网络设备、FEP和综合监控软件则是:有的项目中已采用了国产化。其余设备则完全国产化。

  (2)因为国产化率是按价格计算,因此,降低进口设备的价格至为关键。为此,综合监控系统设计应该采用简约的结构,合理的配置。不可采用豪华的设备配置。例如,无论是中央服务器或是车站服务器都应选用合理配置,车站低端服务器即可,而中央服务器也不必采用太高端产品浪费资源。根据多个综合监控系统工程中的经验,系统结构设计、硬件选型带给综合监控系统国产化率的影响在15%左右。

   (3)从以上三个工程的设备国产化率统计中不难分析出,综合监控系统软件对设备国产化率的影响极大。按平均比率算综合监控系统软件在项目中一般占25%~35%;综合监控系统软件国产化就可使项目国产化率达到或超过70%;综合监控软件采用国外软件,项目国产化率难于达到70%,除非弄虚作假。

   (4)按照发改委工业司在2005年的2084 号文件精神,对项目的国产化率要严格审核,设备(包括软件)要逐项分清真实产地。因此,在对软件的核价中,要分出软件工程的设计量价和调试、组态的量价。如果系统集成商没有实施综合监控系统的经验这部分工作也是由外国软件供货商完成,国外软件所占的价格比例会更高。

    (5)系统集成商的应用成熟度也是影响国产化率的一个因素。

    从以上分析中不难看出,地铁综合监控系统设备国产化率的形势不容乐观。

4.3 综合监控系统国产化的实施策略

   既然地铁综合监控系统设备国产化率的形势不容乐观,要实现大于70%的指标就需要采取切实的措施,在项目实施中落实下列应对策略:

    (1)简约的结构设计与合理的设备配置降低必不可少的进口设备总价

    综合监控系统技术发展到今天,对于它的构架设计已经有了较为成功的经验可以借鉴。深圳地铁一期工程构建的深度集成的综合监控系统在系统构架设计上取得了较好的效果。在此系统中,采用了车站级的软服务器技术(分布数据库技术)取代了车站级的硬服务器设备。这一经验给综合监控结构设计的启示是:在车站可以设计低端的服务器足以完成车站级的综合监控功能。仅服务器一项给设备国产化率带来了近5%~8%的益处。

  综合监控系统采用深度集成方式,车站级监控网直接接入电力SCADA的综合信号盘、BAS的主PLC和火灾报警分机,省去了国外方案中的FEP(一般来说每个车站省去4台),降低了进口硬件的费用。

    在BAS的设计中,也充分发挥主PLC作用尽量减少小PLC配置,降低进口设备总造价。

   地铁BAS的设计中至今仍要求高端的国外进口的PLC,根据相似工程应用类比,BUS系统的PLC可以采取性能适当的设备未必一定是国外名牌,这需要国家政策的深入指导。

    (2)尽量采用国产化软件平台

   综合监控系统软件,如采用国外软件,会使国产化率大大降低已如前述。本来,地铁项目采用分立自动化系统时,自动化系统的软件大都是国产化软件。现在构建综合监控系统,非要用国外软件,必然使设备国产化率难于达到国家政策要求。事实上,我国在工业自动化发展历程中已经取得了良好的国产化业绩,自动控制性能指标要求极高的火电站控制、核电站控制、大型化工过程的控制软件都已完全国产化了,城市轨道交通领域特别是综合监控系统建设,技术上完全可以采用国产化系统。而综合监控系统软件一旦国产化,设备国产化率就可提高到70%或更高。

    有的工程特意将软件放在设备统计之外,使国产化率统计失真,有为国外软件张目之嫌。

    (3)尽可能选用国产化硬件

   与软件国产化的策略相同,为提高综合监控系统设备国产化率应尽可能采用国产设备。目前,国产化网络设备用得越来越多;前端通信机或通信控制器FEP基本上已国产化,国外专利软件平台所要求的FEP已被国产化技术取代;除了BAS系统的主PLC、FAS系统的火灾报警分机主流控制设备外车站级自动化设备大多可采用国产化设备。

   实际上,综合监控系统的BAS控制器也可选用国产的PLC。当初,国内刚建地铁BAS系统时采用过技术水平处于低端的DDC控制器,由于不适应应用需求而进化到PLC。但当地铁应用从DDC到了PLC,却一下子PLC又非要国际名牌,从一个极端到了另一极端。这种要求也是极为浪费的。

    (4)选用独立的国内系统集成商

    综合监控系统项目中,系统集成和技术服务占有较大比重,选择具有综合监控系统成功实施经验的独立的国内系统集成商是项目实施成功的关键,也是提高国产化率的一个因素。

   所谓独立的系统集成商必须具有对地铁综合监控系统进行系统集成,具有独立的自主应用核心技术的项目总包商。国内独立的系统集成商在长期的综合监控系统设计、实施的工程实践中,积累了自主的综合监控系统应用的核心技术(它表现为系统集成商的成熟的应用软件模件),这些国产化的应用软件、完全自主的软件工程设计能力、软件测试和调试能力、工程组态能力都增加了国产化部分的价格比例。这方面给国产化率的贡献应在8%~10%。

    (5)在综合监控的建设中摈弃奢华选择实用

   地铁综合监控系统是地铁线路的数字信息共享平台,对于地铁运营无疑它是非常重要的。但是,不能以为豪华的配置就可换来可靠与高效。不能以为综合监控系统一定要最豪华配置、最奢华的功能。在已实践的综合监控工程中,对运营最实用的系统是最受欢迎的系统,结构简约的系统是最稳定的系统。奢华的系统是低国产化率的,实用的综合监控系统国产化率较高。

4.4 综合监控软件国产化发展中的问题

    在实现综合监控软件平台国产化的道路上,目前存在两大问题:

   第一,个别人依旧认为国外软件平台好,不管最后的效果如何,选择它所担“行政风险”少,他们的托词是:如果国外软件都出问题国产软件自不待言。因此,在招标中致国家对国产化率要求的明令于不顾,明确要求必须选用国外软件平台。事实证明这种做法既花费了较高的成本,又未必获得一个满意的系统。如果考虑后期的维修、维护,遗留的问题会更多,给工程带来了更大风险。

  第二,当只能用国外软件平台的禁令被打破,事情又发展到另一极端。原来认为只有国外软件才可用在地铁综合监控系统,现在又认为只要是一个自动化监控软件甚至一般的组态软件就可以支撑起地铁综合监控系统平台。

   这里,必须明确地铁综合监控系统工程对软件平台的要求,并不是说,软件要求国产化了,任何人都可以做出一个综合监控系统国产化的软件。地铁综合监控系统的软件平台是否可用主要由该软件的成熟度以及系统集成商对综合监控系统软件的把握能力,应用能力决定。一方面,综合监控软件平台作为全线路的数字信息共享平台它必须是一个大型SCADA软件平台。所谓软件平台它是一个开发性能极高、开放的,可重用的构架,是一般的工业监控软件无法达到的(组态软件仅是软件不是软件平台)。同时这一软件平台须经过地铁工程应用的实践检验被证明是成功的。软件平台在地铁应用的成功以及对地铁工程的极强的适应性是衡量软件成熟性的标志。另一方面,即使一个成熟的综合监控软件平台,如果系统集成商没有地铁综合监控系统的工程实施经验,没有在工程中应用过该软件平台,也会给工程带来较大风险。因此,地铁综合监控软件国产化一方面要积极支持开发具有自主技术的国产化综合监控软件平台,另方面又要鼓励国内系统集成商积极应用国产化软件平台,培养国内系统集成商对国产化软件的把握能力与应用能力。

    从目前的实际状况分析可得出以下认识:

    (1)地铁综合监控系统采用国产化软件在各方面条件都是成熟的,事实上国产化软件已经有了一定应用基础和案例。

   (2)国内集成商必须掌握软件平台的某些关键技术,否则可能和业主一样处于受制于人的境地。除非具备互补型的长期合作关系或成本上可接受,否则研制具有自主知识产权的软件平台产品必然成为国内集成商的趋势性行为。

   (3)研制具有自主知识产权的软件平台产品可以提升和深化系统集成商的技术实力,反过来也可以以此为基础更好地应用国外软件,这不仅对集成商,对业主也是有利的。但这种研制的动力又来自业主方和环境的培育。

    (4)有实力的系统集成商和采用国产化软件在长期的维护和服务方面对业主是有利的。

    更多内容:

    地铁综合监控系统建设的关键问题分析(一)——建设综合监控系统的第一关键点
    地铁综合监控系统建设的关键问题分析(二)—— 地铁综合监控系统技术内涵分析
    地铁综合监控系统建设的关键问题分析(三)——地铁综合监控系统软件分析
    地铁综合监控系统建设的关键问题分析(四)——地铁综合监控系统软件分析
    地铁综合监控系统建设的关键问题分析(六)——综合监控系统设计中的问题
    地铁综合监控系统建设的关键问题分析(七)——综合监控系统实施风险分析
    地铁综合监控系统建设的关键问题分析(八)——综合监控系统的其他问题
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