探析城市軌道交通綜合監控系統體系及集成方案

陳士維 王永四 趙健 司云云

摘 要：城市軌道交通綜合監控系統是對城市軌道交通線路中所有電力和機電設備進行監控的分層分布式計算機集成系統，其在當前城市軌道交通運營中發揮了重要的作用。本文主要結合筆者的實踐工作經驗，對城市軌道交通綜合監控系統體系及集成方案進行了重點探討，希望可以為未來城軌建設提供有益的借鑒。

關鍵詞：城市軌道交通 綜合監控系統 體系結構 集成方案

1、引言

在城市軌道交通綜合監控系統形成以前，機電設備管理經歷了混合半自動化監控系統，即電話調度系統+分立電氣元件控制設備+手工操作。當然，現在還有一些城市軌道交通采用分立自動化監控系統ATS、PSCADA、FAS、AFC等各專業分別建網的計算機多島監控。同時伴隨著計算機技術發展和網絡技術進步，統一的分層分布式計算機網絡，統一的綜合自動化監控系統ISCS 軟件體系應運而生。基于此，本文對相關的內容進行了探討。

2、城市軌道交通綜合監控系統概述

本文所討論的城市軌道交通主要是指城市區域內主要為城市交通服務的軌道交通系統，主要有城市快速軌道交通、市域鐵路、現代有軌電車三種類型。其中城市快速軌道交通主要指采用直流供電（750V 或1500 V）高地板車輛、路權全封閉、單向斷面運能在1萬人/h 以上的軌道交通系統，包括地鐵、輕軌系統。其中，輕軌運能為1萬～ 3萬人次/h，地鐵運能在3萬人次/h 以上。輕軌中有鋼輪鋼軌、單軌、磁浮等多種制式。而本文探討的綜合監控系統主要是屬于城市快速軌道交通的智能化系統范疇。

如下表所示，近些年來我國城市快速軌道交通線路規模變化明顯，綜合監控系統更是線路必上的一套系統。軌道交通綜合監控系統以乘客、環境及設備的防災和安全為核心，并為安全行車和調度指揮提供應急處理方案及豐富的信息，進一步提高城市軌道交通服務質量和運營管理水平。

綜合監控系統面向的對象為控制中心的行調、電調、環調、維調、車輛調、乘客調和總調（值班主任）及車站的值班站長、值班員，車輛段/停車場的維護管理人員，系統滿足這些崗位的功能要求。綜合監控系統的維修管理功能分別在控制中心和車輛維修基地實現。

綜合監控系統采用統一的運行平臺和綜合監控體制，實現各種基礎數據的統一管理，以及相關系統之間的數據共享。

3、城市軌道交通常見綜合監控系統體系分析

3.1綜合監控系統軟硬件構成

城市軌道交通常見綜合監控系統體系在硬件方面可以分為兩層：

1）中央級綜合監控系統；

2）車站級綜合監控系統。

在軟件方面的構成可以分為三層：

1）數據接口層

專門用于數據采集和協議轉換，主要由FEP完成。

2）數據處理層

用于實時、歷史數據管理，主要由中心、車站服務器構成，通過實時數據庫和關系數據庫提供ISCS的應用功能。

3）人機接口層

用于處理人機接口，主要由操作員工作站構成，通過從中心、車站服務器獲取數據，在操作員工作站上顯示人機界面，完成各種監控操作。

3.2綜合監控系統主要體系架構

綜合監控系統采用主備、冗余、分層、分布式C/S結構，采用TCP/IP協議，并采用行之有效的故障隔離和抗干擾措施。其主要由CISCS、SISCS、DISCS、網絡管理系統、設備維修管理系統、培訓管理系統及仿真測試平臺等部分構成。

其整體體系架構構成圖如下所示：

4、城市軌道交通綜合監控系統的集成方案分析

綜合監控系統通過將各集成和互聯系統的信息進行整合，提供一個友好、完整、統一的人機界面。能夠提供風格統一的，適合各主要集成互聯系統特點的操作功能。各集成和互聯系統的安全聯鎖功能由各集成和互聯系統完成，與火災密切關聯的重要聯動功能由控制層直接實現。

接入城市軌道交通綜合監控系統的子系統，主要通過集成和互聯兩種方式實現，其中集成的系統主要包括環境與設備監控系統、電力系統、火災系統；互聯的子系統主要包括門禁系統、廣播系統、視頻監控系統、防淹門系統、乘客信息系統、集中告警系統、信號系統等。

被集成的現場控制層保證能相對獨立的工作，即被集成和互聯系統在脫離綜合監控系統時，仍能獨立運行。

當出現異常情況由正常運行方式轉為災害運行方式時，綜合監控系統能迅速啟動相關的聯動，為防災、救援和事故處理的指揮提供方便。

5、結束語

綜合監控系統為城市軌道交通線路構建了有效的信息共享平臺，支持各專業系統提升自動化水平，提高了地鐵的運營效率，在信息共享平臺支持下， 實現了運營管理科學化和智能化。采用現代數字技術構建的綜合自動化監控系統提高了自動化系統的可靠性、響應性和安全性。它使得硬件配置和接口種類減少、各子系統間的接口減少，實現了高性價比，減少了投資。因此，綜合監控系統的應用極大地提升了城市軌道交通的運營社會和經濟效益。

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