地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)建及發(fā)展趨勢淺談

李志遠(yuǎn)

寶信軟件（武漢）有限公司 湖北 武漢 430000

引言

地鐵運(yùn)營機(jī)構(gòu)利用綜合監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)視整條地鐵線路及車站和區(qū)間的信號(hào)狀態(tài)。主要功能包括對機(jī)電設(shè)備的實(shí)時(shí)集中監(jiān)控功能和各系統(tǒng)之間協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)功能兩大部分。一方面，通過綜合監(jiān)控系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)對電力設(shè)備、火災(zāi)報(bào)警信息及其設(shè)備、車站環(huán)控設(shè)備、區(qū)間環(huán)控設(shè)備、環(huán)境參數(shù)、屏蔽門設(shè)備、防淹門設(shè)備、電扶梯設(shè)備、照明設(shè)備、門禁設(shè)備、自動(dòng)售檢票設(shè)備、廣播和閉路電視設(shè)備、乘客信息顯示系統(tǒng)的播出信息和時(shí)鐘信息等進(jìn)行實(shí)時(shí)集中監(jiān)視和控制的基本功能；另一方面，通過綜合監(jiān)控系統(tǒng)，還可實(shí)現(xiàn)晚間非運(yùn)營情況下、日間正常運(yùn)營情況下、緊急突發(fā)情況下和重要設(shè)備故障情況下各相關(guān)系統(tǒng)設(shè)備之間協(xié)調(diào)互動(dòng)等高級功能。目前，地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)和運(yùn)營依然存在很多問題。本文力求在解釋和研究城市軌道交通運(yùn)輸?shù)耐瑫r(shí)，提供有關(guān)地鐵綜合監(jiān)控技術(shù)發(fā)展趨勢的想法和建議。

1 綜合監(jiān)控系統(tǒng)概述

1.1 綜合監(jiān)控的定義

根據(jù)GB50636-2020“城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)的定義”，綜合監(jiān)控系統(tǒng)是一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，具有內(nèi)部集成子系統(tǒng)，用于控制城市道路上的所有電氣和電氣設(shè)備。與其他專用自動(dòng)化系統(tǒng)的交互作用，以促進(jìn)城市交通信息的交換和高效運(yùn)營。

1.2 地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)組成

集成的監(jiān)視系統(tǒng)應(yīng)使用C/STCP/IP的分布式層次結(jié)構(gòu)，并采取有效措施來隔離故障并以冗余的形式減少噪聲。

1.2.1 中央級綜合監(jiān)控系統(tǒng)。中間層包括向綜合監(jiān)控系統(tǒng)控制中心提供的實(shí)時(shí)和歷史服務(wù)器，外部磁盤驅(qū)動(dòng)器，以太網(wǎng)中央交換機(jī)，各種車間，F(xiàn)EP，打印機(jī)，集成顯示器，不間斷電源等。關(guān)鍵控制對象的狀態(tài)和活動(dòng)的控制時(shí)間數(shù)據(jù)通過綜合監(jiān)控系統(tǒng)線進(jìn)行[1]。

1.2.2 車站級綜合監(jiān)控系統(tǒng)。綜合監(jiān)控系統(tǒng)層工作站包括服務(wù)器，以太網(wǎng)交換機(jī)，工作站，打印機(jī)，F(xiàn)EP，IBP，斷電切非等，這些組件都存儲(chǔ)在每個(gè)工作站和存儲(chǔ)器中。該級別綜合監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)收集和處理被跟蹤對象的狀態(tài)和性能。為便于運(yùn)營人員的管理和分配，應(yīng)以HMI、視頻，表格和文字的形式進(jìn)行顯示。如果網(wǎng)絡(luò)中斷到中級和后級，可以在每個(gè)工作站級別上對其進(jìn)行控制。數(shù)據(jù)站通過以太網(wǎng)交換機(jī)連接到Bacon通信網(wǎng)絡(luò)。它是一個(gè)集成通信子系統(tǒng)，通過100M以太網(wǎng)端口或485/232通訊方式連接到FEP。

1.2.3 現(xiàn)場級綜合監(jiān)控系統(tǒng)。該綜合監(jiān)控系統(tǒng)級別主要由IBP、BAS集成備份磁盤，SCADA和其他集成系統(tǒng)組成。如果發(fā)生不可預(yù)見的情況，例如因突發(fā)火災(zāi)造成的損失，IBP盤可以為現(xiàn)場的關(guān)鍵設(shè)備提供遠(yuǎn)程啟停功能。IBP盤和工作臺(tái)必須適應(yīng)每個(gè)站點(diǎn)車站控制室的大小。控件不僅必須滿足工作站的全部功能，而且還必須在整體美觀方面達(dá)到高標(biāo)準(zhǔn)。

2 綜合監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢分析與建議

2.1 綜合監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)量身定制

在開發(fā)一種用于協(xié)調(diào)集成控制系統(tǒng)的方法時(shí)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)部分會(huì)仔細(xì)檢查系統(tǒng)集成和兼容的系統(tǒng)要求，操作的穩(wěn)定性和可用性，忽略主系統(tǒng)，并以其他的方式結(jié)束系統(tǒng)。專用系統(tǒng)會(huì)增加程序成本，并因此增加系統(tǒng)負(fù)載。嘗試分析系統(tǒng)集成以及對單個(gè)解決方案的需求可以有效地減少接口的協(xié)調(diào)并降低系統(tǒng)安裝和部署的復(fù)雜性。功能設(shè)計(jì)是指直接影響正在運(yùn)行的系統(tǒng)或正在運(yùn)行的系統(tǒng)使用的系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)，例如功能設(shè)計(jì)，應(yīng)盡可能豐富和全面，同時(shí)又應(yīng)切實(shí)可行。開發(fā)項(xiàng)目部門和系統(tǒng)功能提供者必須集成項(xiàng)目功能，以解決關(guān)鍵的技術(shù)問題，分析用戶需求并驗(yàn)證系統(tǒng)功能。工作系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程允許系統(tǒng)用戶進(jìn)行盡可能多的干預(yù)，以確保系統(tǒng)的實(shí)際工作與項(xiàng)目的后續(xù)實(shí)施之間的順暢連接。

2.2 以行調(diào)為中心的全集成綜合監(jiān)控模式

以武漢市軌道交通8#線綜合監(jiān)控項(xiàng)目為例，該項(xiàng)目綜合監(jiān)控專業(yè)由上海寶信軌道交通事業(yè)本部總承包，針對武漢市軌道交通設(shè)計(jì)要求，開發(fā)了包括中心綜合監(jiān)控系統(tǒng)（CISCS）、車站綜合監(jiān)控系統(tǒng)（SISCS）、停車場和車輛段綜合監(jiān)控系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)（NMS）、設(shè)備維護(hù)管理系統(tǒng)（MMS）、培訓(xùn)管理系統(tǒng)（TMS）、軟件測試平臺(tái)（STP）等一系列高度信息化集成和通信網(wǎng)絡(luò)稠密的信息聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，使地鐵運(yùn)營環(huán)調(diào)部門可以在地鐵線網(wǎng)中心，遠(yuǎn)程監(jiān)視、行調(diào)、操控、反饋、監(jiān)視整條地鐵線路、車站、區(qū)間和停車場。并能在地鐵非運(yùn)營時(shí)間段內(nèi)一鍵下發(fā)各種環(huán)境模式，啟停相關(guān)風(fēng)水電設(shè)備。完美實(shí)現(xiàn)綜合監(jiān)控系統(tǒng)集中監(jiān)控功能和各系統(tǒng)之間協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)兩大功能。

2.3 綜合監(jiān)控系統(tǒng)國產(chǎn)化

發(fā)展趨勢綜合監(jiān)控系統(tǒng)本地化實(shí)施。綜合監(jiān)控系統(tǒng)在所考慮的系統(tǒng)位置的開始處具有好的作用。這不僅是國家產(chǎn)業(yè)政策的目標(biāo)，而且對于發(fā)展用于城市交通的自動(dòng)變速器也是必要的。一方面，選址奠定了地鐵擴(kuò)張的基礎(chǔ)，有助于減少對城市地鐵發(fā)展的大量投資。同時(shí)，時(shí)間管理的重點(diǎn)是改進(jìn)，更新和更改綜合監(jiān)控系統(tǒng)。確保地鐵的穩(wěn)定性和可靠性及其安全性。因此，定位綜合監(jiān)控系統(tǒng)是一項(xiàng)戰(zhàn)略任務(wù)。城市地鐵的建設(shè)不僅反映了技術(shù)發(fā)展以及國家和城市管理水平，而且還反映了廣泛的機(jī)遇。它還有助于節(jié)省能源。在綜合監(jiān)控系統(tǒng)的地位上，具有現(xiàn)代知識(shí)產(chǎn)權(quán)的中國地鐵，只要達(dá)到現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，采取相應(yīng)的綜合監(jiān)控系統(tǒng)戰(zhàn)略，并加強(qiáng)相關(guān)技術(shù)的自主創(chuàng)新，才能繼續(xù)增長。當(dāng)然，有戰(zhàn)略目標(biāo)才可以使它將更快實(shí)現(xiàn)。

3 結(jié)束語

隨著當(dāng)今的自動(dòng)化和信息化技術(shù)的飛速發(fā)展，地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)施建設(shè)需要進(jìn)行科學(xué)的解析和研究，因?yàn)樗鼊?chuàng)建了真實(shí)的集成化、智慧城市和設(shè)施管理系統(tǒng)。而下一步，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和5G網(wǎng)絡(luò)的覆蓋，AI系統(tǒng)將一步步代替人工進(jìn)入地鐵行業(yè)的綜合監(jiān)控系統(tǒng)服務(wù)中來，我國的基建工作以及城市現(xiàn)代化建設(shè)，為人們的出行、工作、生活和學(xué)習(xí)提供了非常便捷的途徑，而綜合監(jiān)控系統(tǒng)不斷的開發(fā)、升級、進(jìn)化也會(huì)在地鐵運(yùn)行、維護(hù)和調(diào)節(jié)中起到非常重要的作用。