基于地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)的節(jié)能管理方式探討

黃伊聰 李鑫

南昌軌道交通集團(tuán)有限公司運(yùn)營(yíng)分公司 江西 南昌 330000

1 地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)介紹

1.1 系統(tǒng)構(gòu)成

在我國(guó)的地鐵運(yùn)行中，通常采用綜合監(jiān)控系統(tǒng)，可以有效實(shí)現(xiàn)對(duì)地鐵日常運(yùn)營(yíng)的監(jiān)控工作，該系統(tǒng)可以融合信號(hào)、設(shè)備管理、火災(zāi)報(bào)警預(yù)警、乘客信息及路線(xiàn)追蹤、售票和廣播等等功能，一般在兩級(jí)車(chē)站進(jìn)行管理，實(shí)現(xiàn)有效的控制方式。綜合監(jiān)控系統(tǒng)也稱(chēng)為OCC系統(tǒng)，以中央級(jí)為綜合控制平臺(tái)，對(duì)子系統(tǒng)和下屬車(chē)站進(jìn)行控制和監(jiān)控。

1.2 綜合監(jiān)控系統(tǒng)與子系統(tǒng)關(guān)系

一般而言，綜合監(jiān)控系統(tǒng)可以有效實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化辦公，不需要時(shí)刻進(jìn)行人工操作，便可以完成日常作業(yè)，該系統(tǒng)使得各個(gè)端口之間有效形成一個(gè)整體，在同一個(gè)平臺(tái)項(xiàng)目上搜集數(shù)據(jù)，提高運(yùn)行的故障處理反應(yīng)速度，加快處理進(jìn)度，提高整體設(shè)備運(yùn)行的質(zhì)量。如今，我國(guó)地鐵的綜合監(jiān)控子系統(tǒng)一般由集成的方式進(jìn)行連接或使用，ISCS總控制中心和子系統(tǒng)之間存在專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)，可有效實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)接口的鏈接。

2 地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性研究

2.1 地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性研究現(xiàn)狀

于我國(guó)的地鐵發(fā)展程度而言，雖然在近年來(lái)已經(jīng)有著穩(wěn)步的提升，其實(shí)在實(shí)質(zhì)而言仍然存在缺陷和短板，需要相關(guān)從業(yè)者提高重視程度，積極學(xué)習(xí)和借鑒外國(guó)的先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)[1]。如今，BDD算法已經(jīng)在國(guó)外有著較為成熟的應(yīng)用，我國(guó)也應(yīng)當(dāng)緊緊跟隨其發(fā)展潮流，積極研發(fā)綜合監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)步的創(chuàng)新和更新。我國(guó)通暢采用故障樹(shù)的方式對(duì)地鐵運(yùn)行情況進(jìn)行分析，以此更進(jìn)一步縮短時(shí)間，也可以減少分析整體過(guò)程，提高整體的地鐵運(yùn)行效率。但是，故障樹(shù)的分析方法很難對(duì)正義的運(yùn)行機(jī)制進(jìn)行分析，會(huì)影響到系統(tǒng)的穩(wěn)定性，所以在當(dāng)前背景下需要加強(qiáng)對(duì)新型的監(jiān)控方法的研發(fā)力度。

2.2 影響地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)可靠性的因素

人為因素也包括在內(nèi)。因此，在分析綜合地鐵監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性時(shí)，很難準(zhǔn)確評(píng)估系統(tǒng)故障的可能性。

地鐵監(jiān)控系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，對(duì)系統(tǒng)的影響要素也很多，有意義綜合地鐵系統(tǒng)需要大量的軟件和硬件古城，必須兩者同時(shí)開(kāi)展攻占，才可以更進(jìn)一步開(kāi)展業(yè)務(wù)，很多情況下，由于存在軟件驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)問(wèn)題，很難在全過(guò)程中進(jìn)行地鐵運(yùn)行監(jiān)測(cè)，人為因素占據(jù)了大部分可能性，因此在日常分析時(shí)，要綜合考慮多方面的要素，提高地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性。

2.3 地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性評(píng)估框架

為了準(zhǔn)確分析地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性，有必要根據(jù)地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)的特點(diǎn)建立可靠性評(píng)估框架。首先要看綜合系統(tǒng)可靠性評(píng)估的總體框架，然后采用先分后合的方法，檢查地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)的不同模型，然后分析不同部分之間的相互作用。然后對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行集成，最后完成地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)可靠性評(píng)估總體框架的建立。根據(jù)不同的功能劃分站級(jí)監(jiān)測(cè)可靠性評(píng)估和沉積物監(jiān)測(cè)可靠性評(píng)估結(jié)果，以驗(yàn)證和識(shí)別每個(gè)模塊的可靠性，并實(shí)施綜合評(píng)估；對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行比較分析，最后給出整個(gè)系統(tǒng)的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果。

3 綜合監(jiān)控系統(tǒng)下地鐵設(shè)備維護(hù)管理要求

綜合監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能是設(shè)備監(jiān)控，如遙信、接收遙測(cè)數(shù)據(jù)、遠(yuǎn)程控制、遙調(diào)與順控、模式控制和連接等。收集的數(shù)據(jù)挖掘深度較大，但對(duì)設(shè)備的維護(hù)和管理影響不大[2]。為此，有必要在綜合監(jiān)控系統(tǒng)中包括設(shè)備故障分類(lèi)、保修、處理和結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析等功能模塊，為了有效解決井下作業(yè)中的設(shè)備運(yùn)行和擴(kuò)建問(wèn)題，尤其是設(shè)備安全問(wèn)題。地鐵的安全運(yùn)營(yíng)需要不同硬件和軟件之間進(jìn)行交互。如果綜合監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)故障，地鐵的整體運(yùn)營(yíng)將受到影響。在嚴(yán)重情況下將會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)癱瘓，運(yùn)行失去有效的控制。在這方面，可以通過(guò)創(chuàng)建安全通道和啟動(dòng)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)維護(hù)功能。第二，存在操作問(wèn)題。綜合監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)備數(shù)量多，并且整體的線(xiàn)路連接十分復(fù)雜。然而，綜合監(jiān)控系統(tǒng)是高度專(zhuān)業(yè)化的，具有智能功能，在進(jìn)行操作時(shí)需要具備高度的素質(zhì)。為確保這一點(diǎn)，有必要對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程進(jìn)行全面監(jiān)控，始終使得系統(tǒng)處于正常狀態(tài)，也可以在短時(shí)間、非限制性地點(diǎn)和小范圍內(nèi)及時(shí)的檢測(cè)到錯(cuò)誤的發(fā)生，以降低故障率和減少所造成的經(jīng)濟(jì)損失。然后根據(jù)目前的實(shí)際情況，充分展開(kāi)問(wèn)題進(jìn)行分析。隨著現(xiàn)代社會(huì)交通工具的日益豐富和不斷變化，地鐵的功能和乘客數(shù)量也發(fā)生了變化，因此地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)必須具有可擴(kuò)展性功能，在現(xiàn)有系統(tǒng)（如服務(wù)器）的基礎(chǔ)上進(jìn)行軟硬件擴(kuò)展。

4 地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)維護(hù)管理方法

4.1 分開(kāi)設(shè)置設(shè)備管理系統(tǒng)和控制系統(tǒng)

綜合監(jiān)控系統(tǒng)是控制設(shè)備運(yùn)行的重要操作平臺(tái)。為了確保維護(hù)和管理的有效性，應(yīng)將設(shè)備管理和控制平臺(tái)分開(kāi)，并建立一個(gè)完善的框架。為解決設(shè)備監(jiān)控與維護(hù)管理工作之間所存在的任務(wù)交叉的矛盾，應(yīng)為綜合監(jiān)控和各子系統(tǒng)設(shè)置軟硬件分界點(diǎn)，并且要進(jìn)一步的明確與定義綜合監(jiān)控與各子系統(tǒng)之間的軟件和硬件臨界點(diǎn)[3]。各子系統(tǒng)必須建立獨(dú)立的監(jiān)控調(diào)試平臺(tái)，鑒于綜合監(jiān)控與各子系統(tǒng)在運(yùn)行功能、使用方法等方面的差異，用戶(hù)周期和維護(hù)管理要求應(yīng)明確定義軟件和硬件的區(qū)別，并在各子系統(tǒng)的監(jiān)控和調(diào)試平臺(tái)的子系統(tǒng)中設(shè)置專(zhuān)用的監(jiān)控系統(tǒng)為設(shè)備評(píng)估管理部門(mén)提供真實(shí)有效的運(yùn)營(yíng)信息，以確保各子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)差異化功能。各子系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行由專(zhuān)業(yè)設(shè)備評(píng)估管理部門(mén)進(jìn)行定期維護(hù)、糾錯(cuò)和驗(yàn)收工作。綜合監(jiān)控部只需完成接口到點(diǎn)的相應(yīng)工作內(nèi)容，無(wú)須再次進(jìn)行傳輸工作。綜合監(jiān)控維護(hù)單元和各子系統(tǒng)維護(hù)單元以從兩側(cè)到點(diǎn)的接口為邊界完成本職的工作。綜合監(jiān)控系統(tǒng)及各子系統(tǒng)的接口協(xié)議點(diǎn)表固定，在子系統(tǒng)進(jìn)行手動(dòng)更新后，綜合監(jiān)控系統(tǒng)功能不會(huì)存在不正常的情況，此時(shí)的綜合監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)處于正常運(yùn)行的狀態(tài)。

4.2 建立專(zhuān)項(xiàng)數(shù)據(jù)庫(kù)

根據(jù)現(xiàn)有綜合監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)和維修管理系統(tǒng)的運(yùn)行和使用特點(diǎn)，綜合維修管理數(shù)據(jù)庫(kù)可分為基礎(chǔ)設(shè)備信息庫(kù)、實(shí)時(shí)庫(kù)和方法模型庫(kù)?；A(chǔ)設(shè)備信息數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)包括手動(dòng)輸入的信息，任何專(zhuān)業(yè)設(shè)備制造商可根據(jù)設(shè)備點(diǎn)表，在特定協(xié)議通信的基礎(chǔ)上，與綜合監(jiān)控提供商進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)測(cè)試。綜合監(jiān)控系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)可以采用分布式結(jié)構(gòu)。每個(gè)系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)都配備了特殊的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)，可以在一定條件下保證每個(gè)節(jié)點(diǎn)中實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)有效的融合，如數(shù)據(jù)值的變化和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的變化等。根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)確定設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，確保維修管理的相關(guān)性和有效性。方法模型庫(kù)是計(jì)算機(jī)維護(hù)管理系統(tǒng)的核心[4]。方法模型數(shù)據(jù)庫(kù)集合了用于診斷、決策、分析和計(jì)算的各種數(shù)據(jù)模型，還包括專(zhuān)家專(zhuān)業(yè)技術(shù)知識(shí)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)則等相關(guān)內(nèi)容。維護(hù)決策模型和維護(hù)過(guò)程模型主要用于支持設(shè)備維護(hù)決策和優(yōu)化維護(hù)過(guò)程。錯(cuò)誤診斷和預(yù)測(cè)過(guò)程數(shù)據(jù)庫(kù)中的信息主要是地鐵系統(tǒng)設(shè)備的錯(cuò)誤診斷和預(yù)測(cè)程序，可以實(shí)現(xiàn)錯(cuò)誤預(yù)警，有效避免操作錯(cuò)誤的發(fā)生，并有效降低故障所帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)隱患和經(jīng)濟(jì)損失。

4.3 維護(hù)流程

4.3.1 工作單分級(jí)與傳送。例如，某個(gè)城市的地鐵中心根據(jù)綜合監(jiān)控系統(tǒng)的“兩級(jí)管理、三級(jí)控制”概念，將維護(hù)工作所需的工作合同進(jìn)行分類(lèi)，并將維護(hù)工作內(nèi)容分為兩級(jí)[5]。在地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)的控制中心，維修和調(diào)度人員可與其他專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員實(shí)現(xiàn)有效互動(dòng)，及時(shí)獲取設(shè)備運(yùn)行情況和維修工作信息，以便通過(guò)綜合控制指揮所監(jiān)控系統(tǒng)、中央維修計(jì)劃、根據(jù)以往所診斷出來(lái)的運(yùn)行故障制定相應(yīng)的維護(hù)方法，在分析現(xiàn)實(shí)性因素的基礎(chǔ)上，制定維護(hù)和管理工作報(bào)告，編制預(yù)防性維護(hù)計(jì)劃和日常維護(hù)計(jì)劃。地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)的維護(hù)負(fù)責(zé)人收到基本維護(hù)通知后，要進(jìn)一步的細(xì)化系統(tǒng)維護(hù)的內(nèi)容以創(chuàng)建詳細(xì)的維護(hù)清單，并將其傳輸?shù)綄?zhuān)門(mén)的地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)維護(hù)站，并安排專(zhuān)人及時(shí)完成現(xiàn)場(chǎng)維修等相關(guān)工作。

4.3.2 維修流程。預(yù)防性維護(hù)主要指現(xiàn)行規(guī)范和在規(guī)定的維護(hù)周期內(nèi)，專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員將地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)的信息導(dǎo)入儀表管理系統(tǒng)，系統(tǒng)根據(jù)實(shí)際的具體內(nèi)容和工作要求，根據(jù)指定的信息發(fā)送工單，交給主管維護(hù)團(tuán)隊(duì)完成相應(yīng)的日常維護(hù)流程[6]。系統(tǒng)通過(guò)模擬計(jì)算模塊計(jì)算維護(hù)計(jì)劃和完成維護(hù)活動(dòng)所需的支出，并根據(jù)實(shí)際維護(hù)的情況生成維護(hù)計(jì)劃執(zhí)行報(bào)告，動(dòng)態(tài)控制維護(hù)任務(wù)的執(zhí)行率，以?xún)?yōu)化設(shè)備管理效果。在開(kāi)展維護(hù)工作時(shí)，需要獲取實(shí)時(shí)性的錯(cuò)誤報(bào)告，工作環(huán)節(jié)包括錯(cuò)誤報(bào)告、原因分析、故障分類(lèi)、工單發(fā)布和維護(hù)處理等。對(duì)綜合監(jiān)控系統(tǒng)中每個(gè)接口接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并在線(xiàn)發(fā)布維護(hù)訂單，以確保工作訂單流程的流程符合規(guī)定且具有標(biāo)準(zhǔn)化特征。同時(shí)，建立具有查詢(xún)和統(tǒng)計(jì)功能的專(zhuān)業(yè)監(jiān)控機(jī)制，實(shí)現(xiàn)人力資源的合理配置，確保了勞動(dòng)效率得到最大化的利用。

5 提升地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)可靠性的有效策略

通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行研究之后，可以對(duì)現(xiàn)行的可靠性研究方法進(jìn)行優(yōu)化與調(diào)整，實(shí)現(xiàn)地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)在可靠性方面更加準(zhǔn)確[7]。

5.1 加強(qiáng)地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的完整性

系統(tǒng)之間的相關(guān)性還必須與發(fā)生故障時(shí)手動(dòng)開(kāi)展維護(hù)工作對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響相結(jié)合，然后集成到連接到網(wǎng)絡(luò)的整個(gè)子系統(tǒng)的可靠性模型中。只有保證地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)完整性，才能利用該模型。

5.2 加強(qiáng)地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)子系統(tǒng)的可靠性

在地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)建立可靠的模型后，有必要對(duì)整個(gè)系統(tǒng)中的不同子系統(tǒng)進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)與信息分析，在這一過(guò)程中必須充分考慮不同子系統(tǒng)之間的相關(guān)性，以及在發(fā)生故障時(shí)是否具有良好的協(xié)同性[8]。最重要的是軟件和硬件之間的相關(guān)性，在運(yùn)行中，相關(guān)的軟件和硬件可以組合在一起，這部分在可靠性計(jì)算中被視為一個(gè)整體。如果部件的一部分出現(xiàn)故障，則可以確定整個(gè)部件存在缺陷，且與之無(wú)關(guān)的部件可被視為具備一定的穩(wěn)定性。

5.3 加強(qiáng)地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)中不確定因素的考慮

地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)是由不同的軟硬件組件耦合而成的復(fù)雜系統(tǒng)。因此，系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中實(shí)際上受到多種因素的干擾，在運(yùn)行時(shí)需要結(jié)合現(xiàn)實(shí)性的要求，對(duì)各種要素進(jìn)行討論，不確定因素的干擾不僅影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性，而且影響系統(tǒng)的運(yùn)行安全性。在對(duì)地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行可靠性分析的過(guò)程中，必須考慮不同的模糊狀態(tài)下是否能夠正常運(yùn)行，并可使用相關(guān)的模糊狀態(tài)理論算法進(jìn)行預(yù)測(cè)，為了對(duì)處于模糊狀態(tài)的被分析對(duì)象所存在的不同情況進(jìn)行可靠性分析，可以將相似算法與模糊馬爾可夫模型相結(jié)合，對(duì)其進(jìn)行建模，將所獲得的數(shù)據(jù)代入分析。

6 結(jié)束語(yǔ)

地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)是一個(gè)高度集成、關(guān)聯(lián)復(fù)雜的系統(tǒng)，具有高程度自動(dòng)化、高要求可靠性等特點(diǎn)。因此，加強(qiáng)地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性研究顯得尤為重要。在分析國(guó)內(nèi)外地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)可靠性研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，對(duì)影響系統(tǒng)穩(wěn)定性的因素進(jìn)行了比較，建立地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)可靠性分析框架，提出提高地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)可靠性的有效方法。