綜合監控系統控制權限移交方案分析

鐘 輝

0 引言

在地鐵的日常運營中，由于中心操作員（含臨時/備用中心）、車站操作員和車輛段操作員等多個位置均能對全線某個受控對象進行控制操作，如果不進行操作范圍管理，可能造成人為操作事故，影響列車運行，因此必須對控制權限進行管理。

控制權管理方式包括：中心控制和車站控制的控制權互斥；就地控制和遠方控制（中心級或車站級）的控制權互斥。對于存在車站之間的交叉控制區域，設置相應的優先順序，與中心與車站類似的方式進行處理，實現控制權互斥。

控制權限分為4 個級別：中心、車站、就地控制和本體控制，其中前面三級為軟件控制。

1 正常情況控制權限移交方案

中心級、車站級和就地控制（主要指變電所和環控室）對受控設備的控制權之間必須互斥，中心級和車站級、車站和就地不可同時對受控設備進行控制操作。即在中心級控制方式下，車站級、就地控制級不能對設備進行控制。若車站級需對設備進行控制時，必須待中心級將控制權下放到車站級，就地控制級沒有控制權，此時，中心級失去對設備的控制權。中心級控制權、車站級和就地控制權之 間的移交，必須由移交各方確認。

各個子系統的權限分布通常有2 種情況：

（1）權限默認屬于中心，如PSCADA 系統（Power Supervisory Control And Data Acquisition System，電力監控系統）。

PSCADA 系統的軟件控制權限為控制中心、車站、變電所（就地級）三級。正常情況下，控制權限在中心，車站和變電所沒有控制權限。

如果車站需要控制權，則由中心轉移給車站，具體流程如圖1所示。中心操作員通過人機界面向車站發出權限轉移請求，車站收到請求后在相關操作員界面上彈出提示窗口，如果接受，則權限轉移至車站，如果拒絕，則權限仍保留在中心。當車站不再需要操作權限時，可以歸還權限給中心，具體流程：車站操作員通過人機界面向中心發出權限歸還請求，中心收到請求后在相關操作員界面上彈出提示窗口，如果接受，則權限歸還至中心，如果拒絕，則權限仍保留在該車站。

在某些緊急或者特殊的情況下，作為權限默認所在地，中心可以強制收回PSCADA 系統的操作權限，具體流程：中心操作員在操作界面上選擇需要強制收回的系統或對象，選擇收回權限，則操作權限強制收回至中心，無需車站確認。

對于中心向變電所的權限轉移和收回、車站向變電所的權限轉移和收回，同上述中心向車站轉移操作流程。

圖1 正常情況下PSCADA 系統的權限轉移示意圖

（2）權限默認屬于車站，如 BAS 系統（Building Automation System，環境與設備監控系統）。

BAS 系統的軟件控制權限為控制中心、車站、環控室（就地級）三級。和PSCADA 系統所不同的是：正常情況下，控制權限在車站，中心和環控室沒有控制權限。

如果中心需要控制權，則由車站轉移給中心，具體流程如圖2所示。車站操作員通過人機界面向中心發出權限轉移請求，中心收到請求后在相關操作員界面上彈出提示窗口，如果接受，則權限轉移至中心，如果拒絕，則權限仍保留在該車站。當中心不再需要操作權限，可以歸還權限給車站，具體流程：中心操作員通過人機界面向車站發出權限歸還請求，車站收到請求后在相關操作員界面上彈出提示窗口，如果接受，則權限歸還至車站，如果拒絕，則權限仍保留在中心。

圖2 正常情況下BAS 的權限轉移示意圖

在某些緊急或者特殊的情況下，作為權限默認所在地，車站可以強制收回BAS 系統的操作權限，具體流程：車站操作員在操作界面上選擇需要強制收回的系統或對象，選擇收回權限，則操作權限強制收回至車站，無需中心確認。

對于車站向環控室的權限轉移和收回，同上述車站向中心轉移操作流程。

2 異常情況控制權限移交方案

綜合監控系統或者其他控制系統均可以進行權限下發/權限收回指令，控制權限轉移一般必須由雙方控制系統確認；在緊急情況下，預定義的最優先的一方控制系統可以強制收回控制權限。

在通訊異常情況或者緊急情況下，ISCS 系統（Integrated Supervision and Control System，綜合監控系統）之間可以互相進行強制權限轉移以便在緊急情況下ISCS 操作員可以進行設備控制。

在特別嚴重的故障情況下，ISCS 針對每個子系統會有一系列緊急情況下的自動權限轉移方案，以保證系統的正常運行。

對于PSCADA 系統，通常操作權限在中心。當中心出現故障無法控制時，系統自動將權限轉移到就地級的變電所。當故障恢復后，權限將自動轉移回中心。當變電所通信出現故障時，由于中心及車站等遠方無法進行有效控制，系統也會自動將權限轉移到就地級的變電所。當通信故障恢復后，權限將自動轉移回中心。

對于BAS 系統，通常其操作權限在車站。如果車站出現故障無法控制，則系統會啟動緊急自動權限轉移方案，將BAS 操作權限轉移至環控室。當環控室通信出現故障時，由于中心和車站等遠方無法進行有效控制，系統也會自動將權限轉移到就地級的環控室。當通信故障恢復后，權限將自動轉移回車站。

在出現中心非常嚴重故障或系統解裂這類情況時，通常系統分解成一個或一系列的島，應用平臺在每一個島中選擇一個操作單元（車站、車輛段、控制中心等均可以是一個操作單元）作為主要操作單元，原預定義的主控中心權限自動地由該操作單元承擔。其他權限轉移等遵循原有的方式進行。

3 結語

上述權限轉移方案已在北京地鐵15 號線東段工程綜合監控系統中成功應用，該工程已于2011年底順利開通運營，目前系統運行安全穩定，完善的權限轉移方案為實際運營操作提供了有效的安全保障，為地鐵調度指揮系統的組建和有效工作奠定了堅實基礎。保證了綜合監控系統的穩定運行，為地鐵安全運營保駕護航。另外，該權限轉移方案不僅適用于地鐵綜合監控系統，同樣適用于其他行業的調度系統。

隨著地鐵綜合監控系統的大范圍應用，控制權限移交在地鐵日常運營中使用頻率逐漸增大，如何確定好適用于不同城市不同地鐵線路綜合監控系統操作員控制權限移交方案已變得越來越重要，它直接關系著地鐵運營安全。各城市地鐵運營公司對于調度指揮的管理也各不相同，因此在建設期間討論并明確控制權限轉移方案和調度管理方案至關重要。

[1]魏曉東.城市軌道交通自動化系統與技術[M].北京：電子工業出版社，2011.

[2]陳瑞陽.工業自動化技術[M].北京：機械工業出版社，2011.

[3]劉曉娟，林海香，司徒國強.城市軌道交通綜合監控系統[M].成都：西南交通大學出版社，2011.