淺談綜合監控系統的智能化應用及發展前景

朱啟鵬

（廣州地鐵集團有限公司，廣東廣州510000）

1 綜合監控系統在地鐵的應用

城市軌道交通綜合監控系統是一個面向調度和車站操作人員的大型計算機集成系統，采用了當代最先進的計算機及網絡技術，集成和互聯多個系統，如電力監控系統PSCADA、火災報警系統、機電設備監控系統BAS、屏蔽門系統PSD、防淹門系統FG、自動售檢票系統AFC、廣播系統PA、時鐘系統CLK等等。

如圖1所示，綜合監控系統各部分需完成使用、管理等功能，包括數據庫管理、輸入數據處理、通用的人機界面（HMI）、監視、系統安全與權限管理、操作員工作站的角色分配、操作互斥和操作授權、遙控、報警、時間同步、數據點的禁止/允許、內部運算、狀態概況、統計和報表、歷史數據存檔和查詢、歷史趨勢記錄、實時趨勢記錄、存檔要求、組態維護、打印、系統管理等。另外還有其他功能，如網絡管理系統NMS、設備維護系統DMS、培訓管理系統TMS、仿真測試系統STP、輔助決策系統DSS等。

2 智能綜合監控系統的體系

綜合監控系統高度發展和廣泛應用于軌道交通領域，該系統圍繞行車指揮、乘客服務、防災安全等展開設計，形成了具有全面性的智能綜合監控系統的體系，通過對各子系統信息的集成和整合，可以輕松實現信息共享和跨系統的聯動功能，提高城市軌道交通整體的自動化水平；可以通過協調各相關子系統的運作，充分提高各系統的工作效率，從而降低能耗，提供便捷、舒適、快捷的乘車環境；災害情況下，系統不但可根據實際情況實現一系列的自動和半自動聯動功能，同時還能為調度及值班人員提供決策支持，使防災、救援和事故處理簡單明了，最大限度地保護人們的生命及財產安全。

采用智能化綜合監控系統的益處在于：

（1）實現集中化管理。各監控信息由現場的傳感器或智能節點發送至綜合監控中心的設備，對軌道交通運行及狀態參數實時進行集中化管理。如PIDS系統與自動售檢票系統數據整合、牽引供電帶電邏輯顯示等。

圖1 綜合監控系統設備分布圖

（2）實現合理化運行。可完成設備例行性時序操作，如節假日、周末及每日高峰運營期間定時啟動、停止及順序操作均由控制系統自動完成，可以減少人為操作，提高可靠性。如時刻表控制。

（3）實現設備的節能運轉。由于環境負載不斷變化，其因人員多少、設備開關、外氣冷熱及時段特性而異，人工管理無法適應如此即時、繁瑣的調整，而智能化綜合監控系統則可自動即時完成。如PID自動調節。

（4）實現一體化協調運作。當防災報警系統檢測到火警信號時，將聯動電梯、防排煙系統、供電設備等多個子系統，使其進入緊急狀態，實現一體化協調運作。

（5）實現設備、信息高度共享和智能決策。如輔助決策系統、程控卡片、預案執行等。

3 綜合監控系統發展前景展望及問題分析

3.1 綜合監控系統發展前景展望

（1）應用廣度將不斷拓展，集成與互聯子系統專業將不斷增加。

（2）應用深度將不斷延伸，往后綜合監控系統發展將與大數據接軌，提供數據分析處理與決策支持也是一種必然的趨勢。

（3）能效管理應用。綜合監控系統目標是提高各子系統的協調配合能力，實現高效智能的信息管理，綜合監控系統將應用于地鐵能效管理領域。

（4）輔助功能的優化。隨著地鐵發展，用戶的需求將會根據現場實際日益增加，后續綜合監控系統將延伸出多種輔助功能，優化用戶的使用和數據分析，提供更加全面的運行策略。

3.2 綜合監控系統發展中需重點解決的問題

3.2.1 子系統接入優化

綜合監控系統的前端處理器（FEP）負責各子系統的相連設備，主要完成規約轉換和數據采集工作。綜合監控系統集成和互聯的子系統增加，必然導致前端處理器通信瓶頸。因此，綜合監控系統可采取部分子系統通過在網絡劃分VLAN的方式，確保數據分流，并建立服務器連接進程，由子系統數據鏈路直接接入服務器，由連接進程按照規約要求在服務器中進行協議轉換和數據采集，通過使用服務器進程減輕FEP的負擔，優化子系統接入方式。

3.2.2 通信網絡優化

隨著綜合監控系統集成和互聯的子系統增加，集成互聯的深度不斷延伸，綜合監控系統數據采集網絡規模將逐步擴大，網絡未及時優化，鏈路達不到信息吞吐量的要求，則眾多信息在網絡傳輸時可能會產生擁塞，必然加大傳輸的延遲性，影響實時性要求嚴格的系統數據采集及監控，嚴重的話還會造成數據報文的丟失，影響監控中心做出正確及時的決策。增加VLAN子網分配，減少網絡廣播域的沖突，增加鏈路的信息吞吐量，往后通信網絡如何優化將是綜合監控系統發展需解決的重大問題。

3.2.3 系統的可靠性與容錯性

綜合監控系統集成互聯多個系統后，必定是扮演極其重要的控制中樞的角色，如何確保系統的可靠性和容錯性，也將是綜合監控系統發展的一大難點。任何系統都不可能確保毫無故障地運行，在發生故障的情況下，應有相應的容錯機制，如采用多鏈路冗余和多設備冗余等方式來應對和減輕系統故障帶來的影響，確保軌道交通運營的安全。

4 結語

隨著國內城市軌道交通的蓬勃發展，綜合監控系統必然在城市軌道交通信息化、智能化進程中扮演極其重要的角色。通過對綜合監控系統智能化應用的分析和展望，可以對綜合監控系統的價值有一定的評估，在一定程度上可為城市軌道交通設計與建設提供方向與指導。

[1]地鐵設計規范：GB 50157—2013[S].

[2]張越，徐小燕.地鐵綜合自動化系統的研究[J].南京林業大學學報（自然科學版），2007，31（5）：97-100.

[3]彭輝，徐志修，周文華.城市軌道交通智能綜合監控系統設計[J].鐵道工程學報，2006（1）：15-18.

[4]屈軍鎖.物聯網通信技術[M].北京：中國鐵道出版社，2011.

[5]徐子偉，張陳斌，陳宗海.大數據技術概述[C]//系統仿真技術及其應用學術論文集，2014：403-409.