地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成及發(fā)展方向

薛立志 計(jì)寶寬

摘 要：地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)將多個(gè)自動化分系統(tǒng)，通過接口配置集合成一個(gè)統(tǒng)一的監(jiān)控系統(tǒng)平臺，實(shí)現(xiàn)各集成和互聯(lián)系統(tǒng)的信息整合和共享、綜合監(jiān)視與操作，提升包括行車指揮、運(yùn)營管理、設(shè)備維護(hù)、優(yōu)化配置等在內(nèi)的軌道交通整體自動化水平，本文對地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成及發(fā)展方向進(jìn)行了探討分析。

關(guān)鍵詞：軌道交通；綜合監(jiān)控系統(tǒng)；

引言： 城市軌道交通是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及電力監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA）、通信系統(tǒng)、列車自動控制系統(tǒng)、自動售檢票系統(tǒng)（AFC）、屏蔽門系統(tǒng)（PSD）、防災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)（FAS）、機(jī)電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)（EMCS）等多個(gè)分系統(tǒng)。從而成為地鐵建設(shè)的主流趨勢之一。

1、關(guān)于地鐵交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)

地鐵交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)（Intergrated Supervision and Control System ，以下簡稱ISCS）是一種工業(yè)自動化監(jiān)控系統(tǒng)，主要基于數(shù)據(jù)服務(wù)器、監(jiān)控工作站（PC機(jī)）、工業(yè)監(jiān)控軟件、工業(yè)控制器（如PLC）、局域網(wǎng)、現(xiàn)場總線、傳感器/執(zhí)行器等軟硬件設(shè)備，實(shí)現(xiàn)特定的監(jiān)控和管理功能。其原理是集數(shù)據(jù)采集、運(yùn)算、存儲、輸出、控制于一體的綜合控制系統(tǒng)。本文介紹了ISCS的發(fā)展歷程、系統(tǒng)構(gòu)成及其在城市軌道交通中的應(yīng)用。ISCS的實(shí)施將保障地鐵的正常運(yùn)行，提高對事件的反應(yīng)能力和處理速度，最大限度地保證列車、乘客和工作人員的安全，提升軌道交通的服務(wù)質(zhì)量和綜合運(yùn)營效率，為實(shí)現(xiàn)城市軌道交通現(xiàn)代化運(yùn)營管理提供基礎(chǔ)信息。

2、地鐵綜合監(jiān)控發(fā)展方向

2.1向信息集成平臺的方向發(fā)展

隨著軌道交通建設(shè)進(jìn)入快速發(fā)展期，構(gòu)建綜合監(jiān)控信息共享平臺已成為綜合監(jiān)控集成技術(shù)發(fā)展的一個(gè)方向，必將促進(jìn)地鐵運(yùn)營企業(yè)向信息化、智能化的方向發(fā)展。通過城市軌道交通信息集成平臺的研究，建立城市軌道交通各應(yīng)用系統(tǒng)獨(dú)自產(chǎn)生的多源異構(gòu)信息資源的整合方法，以及在整合信息資源的基礎(chǔ)上，構(gòu)建用于決策支持、風(fēng)險(xiǎn)控制和故障修復(fù)的框架、模型及方法，并開發(fā)相關(guān)模擬仿真軟件、面向乘客的城市軌道交通公共信息發(fā)布系統(tǒng)、面向乘客的城市軌道交通導(dǎo)示系統(tǒng)、面向乘客的城市軌道交通一體化智能優(yōu)化軟件和城市軌道交通數(shù)據(jù)挖掘模擬系統(tǒng)。為城市軌道交通信息系統(tǒng)集成提供基礎(chǔ)，提升城市軌道交通信息利用效率、運(yùn)營效益和公眾滿意度。

信息共享平臺基于綜合監(jiān)控系統(tǒng)，共享綜合監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集平臺和通信通道，除完成綜合監(jiān)控運(yùn)行功能外，設(shè)有數(shù)據(jù)庫的設(shè)備設(shè)施管理分區(qū)，包括全線設(shè)備設(shè)施靜態(tài)的臺賬數(shù)據(jù)，以及動態(tài)的應(yīng)用數(shù)據(jù)和自動生成的統(tǒng)計(jì)分析表。信息資源為各級管理人員日常工作應(yīng)用，同時(shí)還可為持續(xù)改革運(yùn)營機(jī)制、提升企業(yè)現(xiàn)代化管理水平創(chuàng)造基礎(chǔ)條件，促進(jìn)“智慧地鐵”的建設(shè)。綜合監(jiān)控信息共享平臺既考慮災(zāi)情與故障的快速應(yīng)急聯(lián)動機(jī)制，又可通過本網(wǎng)絡(luò)滿足各級管理、維管人員的日常運(yùn)營綜合信息的應(yīng)用，有利于發(fā)揮系統(tǒng)最大的效用。從數(shù)據(jù)使用角度來看，未來的軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)該在數(shù)據(jù)的挖掘與使用方面有更大的發(fā)展。舉例來說，比如根據(jù)維修與故障數(shù)據(jù)的挖掘與分析來判斷設(shè)備的穩(wěn)定性與可靠性，為制定相應(yīng)的維修與更換計(jì)劃提供指導(dǎo)。對比同類設(shè)備的使用與維修數(shù)據(jù)，判斷不同生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的同類設(shè)備的可靠性，為設(shè)備采購提供指導(dǎo)意見等。比如根據(jù)車站的客流信息數(shù)據(jù)的挖掘與分析為運(yùn)行方案的調(diào)整與優(yōu)化提供數(shù)據(jù)參考。

軌道交通綜合監(jiān)控信息共享平臺涉及多個(gè)專業(yè)聯(lián)合運(yùn)作，接口和協(xié)調(diào)復(fù)雜，數(shù)據(jù)信息量巨大，資料收集、匯總和整理工作量大，因此，要完善信息管理，對數(shù)據(jù)查詢、檢索和挖掘可逐步完善，分期實(shí)現(xiàn)。軌道交通綜合監(jiān)控信息共享平臺建設(shè)還須考慮保證綜合監(jiān)控系統(tǒng)主要業(yè)務(wù)的可靠實(shí)現(xiàn)。綜合監(jiān)控信息共享平臺必須為實(shí)現(xiàn)主要功能恰當(dāng)?shù)丶捎杏玫男畔ⅲ荒懿环州p重緩急、兼收并蓄地堆積信息。因此，在實(shí)踐中，對于集成哪些子系統(tǒng)以及子系統(tǒng)的接口功能確定都要從實(shí)際需求出發(fā)。

2.2向深度集成的方向發(fā)展

各線路的自動化控制系統(tǒng)相互獨(dú)立，導(dǎo)致許多寶貴的信息資源無法共享，比如在列車運(yùn)行調(diào)度時(shí)，沒有考慮供電系統(tǒng)的承受能力，也就無法保證供電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和高效運(yùn)行。當(dāng)列車出現(xiàn)故障時(shí)，由于信號系統(tǒng)的故障信息的延遲，可能會對車站的綜合監(jiān)控系統(tǒng)、對車站廣播系統(tǒng)、PIS 系統(tǒng)的乘客信息顯示、逃生導(dǎo)向的顯示、火災(zāi)的聯(lián)動及其通風(fēng)系統(tǒng)的聯(lián)動都會帶有一定的延遲。以行車調(diào)度指揮為核心的集成方式最顯著的特征是集成信號系統(tǒng)的ATS子系統(tǒng)，同時(shí)集成與行車指揮有關(guān)的系統(tǒng)，以行車調(diào)度指揮為核心的集成方式是軌道交通綜合監(jiān)控重要的發(fā)展方向，實(shí)現(xiàn)了對軌道交通中環(huán)境、供電、設(shè)備、乘客、列車的全面監(jiān)控，可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)信息共享和快速聯(lián)動，真正做到為運(yùn)營指揮部門服務(wù)，提高軌道交通運(yùn)營指揮的自動化水平。但是由于信號系統(tǒng)安全級別高，ATS和ATP/ATO系統(tǒng)聯(lián)系緊密，將會對 ATC 系統(tǒng)本身帶來一定的不穩(wěn)定性，從而影響列車的運(yùn)行，因此，集成ATS后，綜合監(jiān)控系統(tǒng)直接負(fù)責(zé)行車指揮調(diào)度，要求綜合監(jiān)控系統(tǒng)的功能和可靠性更高。綜合監(jiān)控系統(tǒng)集成ATS需要整合ATS軟件開發(fā)平臺和綜合監(jiān)控系統(tǒng)軟件開發(fā)平臺，由于各信號系統(tǒng)開發(fā)商的ATS產(chǎn)品軟硬件方案不公開，給開發(fā)平臺的整合造成很大的難度，除此之外，還需要對現(xiàn)行的運(yùn)營管理和維護(hù)體制進(jìn)行調(diào)整，這些都給集成ATS帶來一定的風(fēng)險(xiǎn)，也對綜合監(jiān)控系統(tǒng)的安全性和可靠性提出了更高的要求。在國外，以行車調(diào)度指揮為核心的綜合監(jiān)控在國外已有成功實(shí)施的先例，如巴黎十四號線、香港西鐵、新加坡東北線，國內(nèi)，方案研究也正廣泛開展。

在國內(nèi)要進(jìn)行綜合監(jiān)控系統(tǒng)集成ATS的嘗試，需考慮綜合監(jiān)控系統(tǒng)的可實(shí)施、技術(shù)成熟、先進(jìn)等因素。綜合監(jiān)控集成方案應(yīng)與成熟的以電調(diào)、環(huán)調(diào)為核心的集成方案相結(jié)合，并借助國內(nèi)信號技術(shù)的發(fā)展，逐步加深對信號系統(tǒng)集成的深度和廣度。目前，只能實(shí)行分步實(shí)施的方案，先從實(shí)施難度小、信號系統(tǒng)相對獨(dú)立的簡單集成和軟件對接入手，再逐步實(shí)現(xiàn)完全集成。

綜合監(jiān)控對于ATS的集成無論采用哪種深度，都將使綜合監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對行車指揮、機(jī)電設(shè)備監(jiān)控、運(yùn)營維修的統(tǒng)一監(jiān)控和管理，并加強(qiáng)對軟硬件平臺、網(wǎng)絡(luò)資源的有效整合，使綜合監(jiān)控系統(tǒng)的整體自動化程度提高一個(gè)層次。另外，綜合監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展也可能朝著專業(yè)劃分方向，以路網(wǎng)為監(jiān)控對象，按照專業(yè)子系統(tǒng)進(jìn)行劃分，形成路網(wǎng)層面的各專業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)，這種監(jiān)控模式的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在操作人員和維護(hù)人員的高度專業(yè)化，維修的快速反應(yīng)方面。缺點(diǎn)是各個(gè)專業(yè)之間的配合協(xié)調(diào)工作復(fù)雜程度較高。

結(jié)束語

軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)是軌道交通系統(tǒng)和自動化技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，軌道交通系統(tǒng)作為城市便捷交通的重要解決方案，必將向集成度更高、智能化更強(qiáng)、功能更加豐富的方向發(fā)展，系統(tǒng)的功能將更能滿足運(yùn)營方的管理和應(yīng)用需求，成為城市軌道交通安全穩(wěn)定運(yùn)營最重要的工具。

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