以行車指揮為中心的綜合監控系統

徐啟祿 李 坤 石 琦

（1.青島地鐵集團有限公司工程建設分公司設備一處，166000，青島；2.青島供電公司，166002，青島∥第一作者，高級工程師）

隨著自動化集成技術的成熟，國內的地鐵項目逐漸開始通過綜合監控系統建立統一的軟硬件平臺，實現資源共享、互聯互通、設備集中管理和維護，同時還可對子系統進行故障監測。北京地鐵6號線采用國電南瑞自主研發的的RT21平臺，深度集成ATS（列車自動監控），PSCADA（電力監控），BAS（設備監控系統）等專業，形成了以行車指揮為中心的綜合監控系統（TI AS）。TI AS可使各子系統的信息形成一個緊密結合的整體，充分發揮各專業“綜合”的優勢，提供各工種協調指揮調度的信息，在統一的運營指揮管理平臺下實現對行車、電、機的統一監控，并對出現的各種情況，做出科學的決策。

1 系統結構

TI AS采用熱備、冗余、開放、可靠、易擴展的原則進行設計。分層、分布式、采用C／S與B／S相結合的系統結構（見圖1）。其軟件功能可以在硬件上靈活配置。

TIAS主要由以下系統構成：中心級系統、車站級系統、網絡管理系統、仿真培訓系統、設備維護系統。

中央級系統主要位于控制中心，為中央運營人員服務。中央級系統通過集成PSCADA、BAS，ATS等專業，互聯PSD（屏蔽門）、FAS（防災報警系統）、PA（廣播系統）、PIS（乘客信息系統）、CCTV（閉路電視）、AFC（自動售檢票）等專業，實現控制中心對整條線路的集中控制。

車站級系統主要是位于各個車站，為車站運營人員服務。車站級系統通過集成PSCADA、BAS，ATS等專業，互聯PSD、FAS、PA、PIS、CCTV、AFC等專業，在站控模式下對本車站進行監視和控制。

網絡管理系統位于控制中心，主要服務于系統中中央級系統及網絡維護人員。

仿真培訓系統位于控制中心，主要服務于系統中央級以及對全線工作人員進行培訓和事故仿真反演。

設備維護管理系統位于控制中心，主要服務于系統中央級及各專業的維護人員。

2 系統特點

2.1 統一的軟硬件平臺

北京地鐵6號線采用統一的以太網骨干網方案，ATS功能、PSCADA功能、BAS功能等業務統一部署在同一個工業以太網交換機組成的骨干網絡中，通過信號專用網關實現綜合監控與ATP（列車自動保護）、ATO（列車自動運行）、CI等信號系統互聯，既保證了整個系統的交互性，又保證了信號系統的安全性。TIAS平臺擁有完美的跨平臺技術，在Windows操作系統上集成了ATS，PSCADA，BAS等子系統并互聯了PA，PIS，CCTV，PSD，FAS，TELAL M（集中報警系統）等專業；并且采用統一的歷史服務器（磁盤陣列）， 統一的實時服務器，統一的客戶端。

圖1 TIAS的系統結構圖

2.2 統一的指揮平臺

6號線采用統一的RT21指揮平臺，ATS客戶端界面與RT21平臺采用Active X方式實現無縫集成。將ATS客戶端封裝成一個Active X控件，RT21平臺本身就是一個標準的Active X容器，可以嵌入各種標準的Active X控件。這種方式，可以實現RT21平臺與ATS控件良好的互操作性。RT21平臺可以直接通過腳本方式調用ATS控件提供的方法和函數，而ATS控件中的鼠標點擊、選中對象等事件可以通過消息的方式傳出給RT21平臺。通過這種Active X標準的互操作方式，能夠很好實現RT21平臺與ATS客戶端之間信息、操作集成。統一的指揮平臺下對整條線路進行集中控制，如圖2所示。

2.3 統一的設備管理系統（DMS）

設備維護管理系統是TIAS的設備狀態監測和維護輔助工具，主要用于維護信息的采集，幫助維修調度人員對故障設備進行定位，管理維修作業。調度員可借助DMS制定、計劃與安排維修工作，達到比傳統人工方式更加有效的效果。

2.4 統一的培訓系統（TMS）

T MS也可以使用現場實際運營系統的數據副本，包括ATS、PSCADA、BAS等。這些副本結構和數據元素類型與實際數據庫的結構和數據元素類型完全一致，從而使受訓學員達到身臨其境的效果。

模擬和培訓一方面可以用于培訓調度人員，另一方面可以用于TI AS應用軟件的功能驗證及調試。系統模擬功能可以在模擬系統中模擬正式系統中的所有操作功能及列車運行。

2.5 統一的網絡管理系統（NMS）

NMS負責對全線TIAS進行功能維護和網絡管理。NMS能進行網絡管理、配置管理、網絡監控、故障報告、事件記錄、參數調制，以及創建、編輯和刪除數據庫等操作。網管維護人員對全線網絡組態和計算機設備進行管理，收集報警日志記錄，產生統計表，對整個TIAS運行狀況進行圖形維護、數據庫的管理 維護、參數庫維護，并進行了新應用程序的開發等。

圖2 統一的指揮平臺

3 系統優勢

TI AS可為各個專業部門實現輔助調度，并為各部門提供共享信息，利用信息共享平臺跨專業自動化協調。

3.1 提高安全性

信號系統屬于故障安全系統，安全級別較高。ATS雖然不屬于故障安全系統，但是ATP與ATO系統聯系緊密，因此，TIAS直接負責行車指揮調度，這樣就要求TIAS的功能和可靠性更高。北京地鐵6號線的TIAS達到了SIL2級安全認證。

3.2 資源共享

（1）為行調人員提供行車供電、機電相關專業、AFC及CCTV等相關專業信息。例如在站場圖上顯示供電臂、車站和區間風機狀態、客流量，以及攝像頭等報警狀態。當然，TIAS平臺也互聯了PA、PIS、CCTV等專業，可以對通信專業進行控制，獲取行調人員想得到的信息。

（2）為電調和環調人員提供供電區點內的列車運行狀態及報警信息，如列車的位置、到站信息。當發生緊急情況時，為行調和環調人員提供緊急站臺扣車和跳停控制功能，以保障列車和乘客的人身安全。

3.3 增強聯動功能

TIAS提升了整個軌道交通機電設備的真實運營性能，提供了強大的聯動功能，便于總調人員根據獲得的“綜合”信息，以行車指揮為核心，處理各工種的調度信息。調度人員靈活地控制聯動方式包括串行、并行及串并行；強大的事前事后邏輯判斷功能，能夠針對不同的現場情況做出處理，如早晚間開關站聯動；可以根據列車到達每座車站的實際到站時間來進行開通各車站、區間的通風系統等設備，這樣可以免除統一時間開關所有車站設備，達到節能減排的作用。在車輛出現故障的情況下，總調人員通過TI AS一方面對對故障車輛進行處理，并調整運行計劃；同時，主動觸發若干其他專業的可選應急預案，例如PA廣播、CCTV攝像頭監視、隧道通風、閘機開放等。這樣可以以最快的速度處理現場的狀況。

4 結語

TI AS集成度高，可為地鐵安全運營提供技術上的有力保障，將會成為地鐵安全運營的必備手段。《地鐵設計規范》中明確指出“地鐵設計應逐步實現以行車指揮與列車運行為核心的機電設備綜合自動化。”有了北京地鐵6號線TIAS穩定運行的成功先例，相信TIAS會有更美好的前景。

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