淺析深圳地鐵綜合監控系統

鮑春宇

(深圳達實智能股份有限公司，廣東 深圳 518000)

1 地鐵5號線綜合監控系統概述

深圳市地鐵5號線線路全長40.001km，其中高架線路3.424km，地下線路35.801km，過渡段0.776 km;共設車站27座，西起前海灣，經寶安中心、新安舊城區、西麗、大學城、龍華拓展區、坂田、布吉、至黃貝嶺；貫穿城市第一、二圈層，連接城市西、中、東三條發展軸，并與10條軌道交通線換乘，是構成深圳市近中期線網的骨干線路，是聯系沿線各組團和三大交通樞紐的快速走廊，對緩解道路系統交通壓力、提高軌道交通網絡效率，拓展城市發展空間具有重要意義。（如圖1）

圖1 深圳地鐵5號線線路圖

2 地鐵5號線綜合監控的系統結構及功能

深圳地鐵5號線綜合監控系統由監控中心（OCC）、臨時監控中心、車站級綜合監控系統、停車場/車輛段綜合監控系統組成。綜合監控系統設控制中心和車站兩級管理，控制中心為主控級，車站為分控級；控制結構為控制中心、車站、就地三級控制。

2.1 控制中心功能

控制中心功能：①監控全線各車站的通風、空調、電力、火災報警、閉路電視、廣播及電話、給排水、照明、自動扶梯等設備的運行狀態并提供事故報警。②接受各車站典型測試點的溫度、濕度CO2濃度等環境參數，監測全線用水量。③與中央ATS（列車自動監控系統）接口，接收列車在隧道滯留的位置信息。④與中央時鐘接口，接收主時鐘信息，統一系統全線時鐘。⑤系統有與防災報警系統的接口，在發生災害時，命令環控系統按災害模式運行。⑥紀錄各車站主要設備的運行狀態、運行時間。⑦定期輸出各類數據、報告。

圖2 集成與互聯的網絡結構圖

2.2 車站控制室功能

車站控制室功能：①監控車站的通風、空調、電力、火災報警、閉路電視、廣播及電話、給排水、照明、自動扶梯等設備的運行狀態并提供事故報警。②協調全站設備的運行，必要時進行人工調整，實施記錄本站各測試點的參數，監測集水池高、低水位及危險水位并報警。③向控制中心傳送設備信息，并執行其命令。④接受防災報警系統報警，并按災害模式運行。

2.3 就地級功能

就地級功能：①向車站控制室傳送所控設備的工作狀態。②執行車站控制室的控制命令。③可就地調試與控制。④具有獨立運行能力。

3 地鐵5號線綜合監控系統的集成和互聯

3.1 系統集成和互聯對象

深度集成的子系統主要有：電力監控系統（PSCADA）、環境與設備監控系統（BAS）、火災報警系統（FAS）。界面集成的子系統主要有：屏蔽門（PSD）、廣播系統（PA）、閉路電視系統（CCTV）。互聯的子系統主要有：信號系統（SIG）、時鐘系統（CLK）、自動售檢票系統（AFC）、導乘系統（PIS）、門禁系統（ACS）、通信專業集中告警設備（Tel－ALM）、軌道交通控制中心（TCC）、辦公自動化網絡系統（OA）、電能質量管理系統（PQSS）。

3.2 綜合監控系統與各子系統間的物理接口

①綜合監控系統與BAS、PSCADA系統的物理接口為以太網電口和以太網光口，傳輸速率為100Mbps，采用1＋1冗余保護。

②綜合監控系統與 PA、PSD、CCTV、CLK、FAS、PQSS、PIS等系統的物理接口為 RJ45/RS422/RS485，采用 1＋1冗余保護。

③綜合監控系統綜合后備盤（IBP盤）與供電、SIG、AFC、CCTV、PSD、FAS 等系統采用硬線連接。

4.5號線綜合監控系統的設計原則

綜合監控系統監控范圍大、涉及層面廣，必須滿足一些基本設計原則才可保證其實施成功，設計原則淺析如下：

4.1 安全性原則

①盡可能采用成熟可靠技術

由于地鐵系統規模一般非常的大，采用成熟且可靠的技術可以減少整個系統的風險，提高總體安全性。鑒于實時性的監控要求，宜采用專用的、高效的實時數據庫。實時數據庫一般至少要達到管理三十萬點的系統規模。

②完善的權限管理

由于地鐵運營人員眾多，不同類型的監控人員所能監控的權限不同，要求綜合監控系統能夠安全管理所有運營人員的不同監控范圍。綜合監控系統將向全體運營人員、維護人員、管理人員提供完整的、實用的權限表。

③聯動功能

綜合監控系統可根據不同系統之間的聯動要求，設計并實現系統間聯動，以提高地鐵運營的安全性，可改進各專業之間的協調，提高應急處理能力，減輕緊急情況下運營人員的工作壓力，避免發生不必要的操作錯誤，降低勞動強度。對重要的系統聯動，必須經過運營人員的手動確認方可執行。

④綜合監控系統數據的相對完整性

為保證整個綜合監控系統內部數據的安全性，將整個綜合監控系統的內部數據作為一個整體進行設計，外部子系統的數據需要經過前端處理器（FEP）轉化為綜合監控系統內部的熟數據，將綜合監控系統與外部子系統在物理網絡連接及數據流上徹底隔離，防止外部危險對綜合監控系統的沖擊。

⑤系統在極限負荷下的安全性

綜合監控系統應具備雪崩處理能力，防止如下情況的發生：由于過多的、不可預知的事件序列發生而記錄大量的無用事件，進而可能導致整個系統性能顯著下降，嚴重影響運營的正常信息獲取，干擾運營人員的正常監控。

⑥系統操作上的安全性

綜合監控系統軟件必須具有防火墻功能，防止各系統之間的網絡安全。車站綜合監控系統出現故障時，車站的緊急控制盤提供緊急情況下的操作，來保證系統在操作上的安全性。

4.2 可靠性原則

①冗余設計

綜合監控系統硬件設備（服務器、操作員工作站、交換機、FEP）及相應軟件按照冗余原則進行設計。操作員站功能冗余，通過口令權限的限定，任何操作員站可以完成系統支持的全部操作員功能。

②工業級設備

采用工業級標準的硬件設備，如工業級的FEP、操作員工作站、交換機等。

4.3 實時性原則

考慮到綜合監控系統的接口眾多，為保證運營監控的實時性，綜合監控系統自身的數據處理必須有較高的性能指標。

4.4 可擴展性原則

為便于地鐵輕軌線路的擴展，為換乘站或線路間的互連提供基礎條件，綜合監控系統軟件及硬件必須預留一定的可擴展空間，如數據庫容量的擴展、服務器的硬件工作能力的擴展、網絡流量的擴展能力、子系統接口的擴展能力、增加車站數量的擴展能力、增加服務器或工作站數量的擴展能力等。

4.5 設備選型標準化原則

根據地鐵輕軌環境特點，考慮抗電磁干擾、防塵、防潮、防霉、防震等性能，確保系統可靠運行，軟、硬件具有開放性和兼容性，產品成熟、可靠，并經有關部門鑒定。

4.6 設計接口標準化原則

采用統一、標準的設計接口規范、接口界面、接口數量、接口協議。

結束語

綜上所述，綜合監控系統（ISCS）通過集成軌道交通主要弱電系統，形成統一的監控層硬件平臺和軟件平臺，實現對各被集成、互聯系統的集中監控和管理，并完成相關各系統之間的信息共享和協調聯動功能。綜合監控系統能為防災、救援和事故處理指揮使用提供方便，提高地鐵自動化系統的安全性、可靠性及快速響應能力。

[1王軍.地鐵綜合監控系統的設計與維護[J].民營科技，2011,05

[2]黃昱旻.地鐵綜合監控系統的構成及優化[J].城市軌道交通研究，2010,10