綜合監控信息共享平臺在軌道交通某號線中的應用

楊鵬飛

（深圳市地鐵集團有限公司運營總部，廣東 深圳 518000）

綜合監控信息共享平臺在軌道交通某號線中的應用

楊鵬飛

（深圳市地鐵集團有限公司運營總部，廣東 深圳 518000）

近年來，地面交通擁堵問題越來越嚴重，許多大城市為了緩解交通開始修建軌道交通。而軌道交通是一個復雜的系統工程包括許多系統，地鐵綜合監控系統把各個分系統通過接口集成一個統一的監控平臺來指揮列車運行。文章以軌道交通某號線為例來介紹綜合監控平臺的運行體系及具體的實現方式。

軌道交通；綜合監控系統；信息共享平臺；運行體系；地鐵信息

軌道交通的綜合監控信息共享平臺采用通用性好的網絡交換機、以集成的方式和各接入系統（列車自動控制系統、自動檢票系統、通信系統、防災報警系統等）實現信息共享和自動化控制，能快速地應對軌道交通的突發性事件，提高了處理救援、防災等事故的能力，從而提高了地鐵的運營效率。

1 監控信息共享平臺的運行體系

以北京軌道交通某號線為例來介紹監控信息共享平臺的具體運行體系，見圖1。該號線全長33.03km，共有30個車站。運行體系主要包括三大部分：行車體系，綜合監控系統及信息管理系統，運營調度、運營維護人員維護及動靜態信息應用。行車體系根據監控信息共享平臺反饋的運行信息進行運行，而監控信息共享平臺又根據行車體系反饋的運行信息進行分析計算，從而調整行車體系的運行，運營調度、維修人員根據監控信息共享平臺反饋的數據來調度和維修地鐵，為乘客的安全乘坐提供保障。乘客根據監控信息共享平臺的客戶端應用實現地鐵信息的智能化獲取和應用。

圖1 北京某號線的運行體系圖

該運行體系采用統一的綜合監控信息共享平臺和運行平臺，實現了各種基礎數據的統一管理、共享和分析，增強了系統間的數據互聯，提高了地鐵運行體系的自動化程度。該運行系統采用分布式的結構，任何位置都能實現所集成專業的調度及跨專業的聯合調度。

2 綜合監控信息共享平臺的集成

綜合監控信息共享平臺的集成見圖2所示，此平臺除了常規的通風系統、照明系統、給排水系統，還包括環境與設備監控系統（BAS）、火災自動報警系統（FAS）、電力監控系統（SCADA）、屏蔽門系統（PSD）、自動售票系統（AFC）、UPS間斷電源、PA廣播系統、PIS乘客資訊系統、SIG信號系統等，這些系統通過接口連接轉換傳輸信息和共享信息，實現系統間的互聯，從而實現軌道交通線路的安全和高效率的運營。接口轉換主要通過設置在車站、平臺的各個子系統間的接口通過通信協議實現數據的轉換。

圖2 綜合監控信息共享平臺的集成

2.1 機電系統

機電設備是綜合監控信息共享平臺的基礎，能實現平臺的基本功能，機電設備系統中的環境與設備監控系統（BAS）、屏蔽門系統（PSD）、門禁系統（ACS）等都應該納入到綜合監控信息共享平臺中，為平臺采集最基礎的地鐵運行數據。

BAS系統和綜合監控信息共享平臺在各個車站及車場都存在接口，各個車站的BAS系統之間沒有相互傳輸網絡。此平臺按照管路來監控或調節各個機電設備，一個管路包含兩個以上的車站，因此管路的設備監控就涉及到不同的車站，而這些設備的啟停是有先后順序的，此時BAS系統就不能實現不同車站間信息的轉發，就可以通過綜合監控信息共享平臺來實現。在軌道交通實際運營過程中，綜合監控信息共享平臺從各個車站的BAS系統中采集不同設備的狀態數據，按照傳輸的需要配置傳輸數據、傳輸機制、傳輸通道等，在平臺接收到傳輸數據后，還要對傳輸數據進行相應的處理以保證數據傳輸的正確性。當平臺處理完數據后，通過服務器、交換機、前置通信控制單元把傳輸數據寫入BAS系統在車站的接收數據寄存器區域中以實現與其他系統間的數據傳輸。

門禁系統ACS由車站級和中央級組成，系統內存在大量數據的交換，傳輸配置都十分困難。綜合監控信息共享平臺把ACS系統分別接入到平臺不同的車站交換機，通過平臺的局域網組成自己的全線網絡。平臺交換機使用VLAN技術，按照端口劃分網絡成員來滿足門禁系統傳輸大量數據的需求，不用增加額外的硬件，不僅降低了成本，還提高了網絡連接的靈活性。

2.2 通信系統

通信系統包括傳輸通道、無線通訊、廣播系統PA、乘客資訊系統PIS等子系統，這些子系統的管理方法、業務類型、數據傳輸方式都不相同，如果都納入到綜合監控信息共享平臺中，就可以實現不同通信子系統間的互聯。

綜合監控信息共享平臺可以根據設計來配置不同場景的聯動方案，包括正常運營條件下的早間開站、晚間開站、列車到站，工作高峰期的早間開站、晚間開站及緊急情況下的車站運營，涉及到所有的子系統，實現了數據信息的共享和傳輸。當列車到站時，綜合監控信息共享平臺采用自動觸發，首先根據ATS系統接收信息的分析判斷，然后把列車到站信息觸發廣播系統PA，在車站大廳廣播，車站內的乘客和相關的工作人員都可以了解到列車到站的信息，從而采取相應的措施，提高了軌道交通的運營效率。

2.3 信號系統

信號系統SIG包括連鎖系統、ATS、ATP等系統，信號系統和門禁系統、火災自動報警系統等都直接關系到乘客、列車及財務的安全，為了保證人員及財產安全信號系統一般只作為接入系統，綜合監控信息共享平臺與其共享行車、乘客、設備運行等數據。

以綜合監控信息共享平臺給信號系統提供軌道供電信息為例來說明不同子系統間的數據傳輸過程。綜合監控信息共享平臺能監測到許多SCADA系統的數據，而這些數據與中心控制系統ATS相分離，但是平臺和ATS系統交換信息可以調度整個軌道交通系統的運行。平臺通過與PSCADA系統的信息接口來監測軌道供電的開關，再通過平臺把軌道供電的數據傳輸給ATS系統，這時ATS系統通過對接收數據的分析可以整理出軌道供電的狀態及列車導向失去供電的電力區。平臺把采集到的軌旁開關的帶電信息狀態，根據供電區與開關的關系來配置公式從而計算出各個供電區的帶電信息，然后把這些值配置到數據轉發表中，通過服務器寫到SIG系統規定的寄存器中。

2.4 數據獲取及轉換系統

數據獲取主要通過驅動管理器獲取各子系統的數據源，然后根據數據源的特點向數據源提供相應的連接信息接口。通過分析用戶輸入的連接信息進一步形成與數據源連接的字符串，利用驅動程序接口建立相應的連接信息。如果服務器名或數據庫名是空，就應該提示相應的消息，當系統連接錯誤時，也要提示相應的錯誤信息。在數據源支持用戶權限的條件下可以使用數據字典來獲取用戶能操作的表信息，利用數據接口獲取數據字典信息，把這些信息存儲在相應的數據結構中，并建立與數據庫類型映射的矩陣表信息。

3 綜合監控信息共享平臺的功能

綜合監控信息共享平臺有眾多功能，包括電力監控功能、火災自動報警功能、網管功能、維修管理功能、培訓系統功能、廣播功能、環境與設備監控功能等，重點闡述下面的功能：

3.1 電力監控系統功能（PSCADA）

電力監控系統主要是采集軌道交通車站內部的電壓、電流、電功率、開關狀態、電量等數據，把這些數據通過傳輸管道發送給綜合監控信息共享平臺，平臺把接收到的電力信息進行分析，然后發布相應的控制命令，控制命令通過傳輸機制發送給電力監控系統，從而實現電力的監控。

3.2 維修管理功能（DMS）

維修管理系統在車輛段、車站或停車場設置冗余三層光纖工業交換機，通過冗余的光纖以太網接口與停車場或車站的綜合監控信息共享平臺的冗余三層光纖工業以太網交換機分別相連，以太網的交換機就通過以太網接口與維護服務器、維護工作站相連，從而把車輛段、車站或停車場需要維修管理的信息傳遞到維護工作站，維護人員根據傳遞的信息就可以進行實時的維護，保證了車輛、停車場運營的安全。

3.3 培訓系統功能（TMS）

培訓系統現在車輛段或車站的培訓房內設置三層工業級光纖以太網交換機，通過高速率的光纖以太網接口與車站內的綜合監控信息共享平臺的三層工業級光纖以太網交換機相連，培訓房也設置三層工業級光纖以太網交換機與培訓使用的服務器或培訓工作站相連，實現整個培訓系統數據的傳輸。培訓系統還應配置高效的服務器，來完成數據處理及接收工作。服務器通過100Mb/s以太網接口與培訓以太網交換機相連，培訓系統的服務器接收仿真模擬器的數據。在培訓系統內設置教師操作工作站和學員操作站，方便培訓工作的進行。

3.4 網管功能（NMS）

網管系統在綜合監控信息共享平臺中占有重要地位，它存儲和維護整個平臺的數據，關系到整個平臺的正常運行。網管系統主要通過控制中心設備機房的網絡交換機，從綜合監控信息共享平臺獲取數據從而實現平臺的網絡管理功能、系統軟件測試功能、系統數據庫維護功能、系統組態維護功能及綜合監控信息共享平臺的定期數據備份功能。

4 結語

本文先介紹了綜合監控信息共享平臺在北京軌道交通某號線上的具體運行體系，然后分析了此集成平臺包括的不同系統（機電系統、通信系統、信號系統、數據獲取與轉換系統）及各系統的工作機理，最后重點闡述了平臺的電力監控系統功能、維修管理功能、培訓系統功能、網管功能。

[1]袁偉．城市軌道交通綜合監控系統數據庫部署及服務器配置方案研究[J]．機電工程技術，2015，（6）.

[2]王凱杰．城市軌道交通綜合監控系統的設計思路[J]．現代城市軌道交通，2011，（1）．

（責任編輯：王 波）

U231

1009-2374（2017）07-0152-02

10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.07.072

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