現(xiàn)代城市軌道交通綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的研究

李師杰

長(zhǎng)沙智力機(jī)械制造有限公司 湖南 長(zhǎng)沙 410000

在現(xiàn)代城市軌道交通綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的建設(shè)進(jìn)程中，交通基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)建設(shè)是至關(guān)重要的一環(huán)。因此，相關(guān)部門應(yīng)高度重視軌道交通作為城市生命線工程的價(jià)值效應(yīng)，通過(guò)創(chuàng)新設(shè)計(jì)理念，對(duì)交通基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行合理規(guī)劃布局，賦予其安全環(huán)保、節(jié)約能源、全天候覆蓋等特征，保障城市公共交通網(wǎng)絡(luò)的全面性與整體性，為區(qū)域經(jīng)濟(jì)的健康穩(wěn)定發(fā)展注入生機(jī)活力。

一、城市軌道交通綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的特點(diǎn)

（一）資源共享

資源共享是城市軌道交通綜合自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)主打的特點(diǎn)，客觀來(lái)說(shuō)，現(xiàn)階段應(yīng)用于城市軌道交通領(lǐng)域的系統(tǒng)是硬件平臺(tái)與軟件平臺(tái)的集成統(tǒng)一，相關(guān)操作人員可以借助平臺(tái)對(duì)各專業(yè)信息的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行實(shí)時(shí)訪問(wèn)，共享程序結(jié)果，從而為軌道交通自動(dòng)化系統(tǒng)中資源的共享、信息的互通奠定了前提基礎(chǔ)。以火災(zāi)等突發(fā)事故為例，在災(zāi)難發(fā)生的第一時(shí)間，綜合自動(dòng)化系統(tǒng)會(huì)通過(guò)動(dòng)態(tài)追蹤，協(xié)調(diào)開(kāi)展應(yīng)急救援處理。與此同時(shí)，綜合自動(dòng)化系統(tǒng)蘊(yùn)含多個(gè)子系統(tǒng)，數(shù)據(jù)信息規(guī)模極其龐大，倘若可以在系統(tǒng)建設(shè)過(guò)程中合理引入多媒體技術(shù)，那么將會(huì)大幅度提升系統(tǒng)的信息集成水平，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)化的專業(yè)資源分門別類，確保綜合監(jiān)控系統(tǒng)的服務(wù)器中蘊(yùn)含著可靠的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，從而良好的協(xié)調(diào)軌道交通運(yùn)營(yíng)工作，提供高水平的軌道交通現(xiàn)代化管理服務(wù)。

（二）可靠性良好

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在城市軌道交通自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)中逐漸普及，軟硬件技術(shù)的融合為統(tǒng)一的多功能平臺(tái)建造提供了技術(shù)支撐。與傳統(tǒng)意義上的離散多導(dǎo)平臺(tái)不同，具備多功能的統(tǒng)一平臺(tái)，在技術(shù)性能方面有重大突破，僅需兩臺(tái)高端的數(shù)據(jù)服務(wù)器就可以完成數(shù)據(jù)信息處理工作，這是數(shù)據(jù)服務(wù)器功能創(chuàng)新的核心體現(xiàn)。與此同時(shí)，綜合自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員提出了建構(gòu)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)層次的理念，由專業(yè)控制網(wǎng)構(gòu)成基本的自動(dòng)化層，從而賦予自動(dòng)化層實(shí)時(shí)性特征，便于開(kāi)展分散控制。如此一來(lái)，即便自動(dòng)化系統(tǒng)中的上層網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)短板問(wèn)題，人員也可以及時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備展開(kāi)調(diào)控，避免軌道交通安全運(yùn)行存在隱患。

（三）性價(jià)比高

多網(wǎng)合一是城市軌道交通綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的鮮明特色，在一定程度上降低了用于監(jiān)控所需的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和通信設(shè)備的投入數(shù)量，但是卻并未削弱系統(tǒng)的安全可靠性，性價(jià)比有了大幅度提升。而且，為降低系統(tǒng)建設(shè)成本，相關(guān)設(shè)計(jì)人員還在致力于減少系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件數(shù)量，將綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的子系統(tǒng)連接至同一網(wǎng)絡(luò)，便于設(shè)備的統(tǒng)一。除此以外，在城市軌道交通系統(tǒng)建設(shè)周期中，相關(guān)部門往往會(huì)為其額外設(shè)置附加項(xiàng)目，從而拓寬自動(dòng)化系統(tǒng)的優(yōu)化空間，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的高水平集成。

二、軌道交通和自動(dòng)化系統(tǒng)基本構(gòu)成

（一）中央監(jiān)控中心

作為全線的信息中心，中央監(jiān)控中心在軟硬件技術(shù)體系的協(xié)同配合下完成供電功能、機(jī)電功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)輔助系統(tǒng)的精準(zhǔn)集成。如此，自動(dòng)化系統(tǒng)中的邏輯系統(tǒng)就可以實(shí)現(xiàn)獨(dú)立運(yùn)行、相互協(xié)調(diào)以及資源共享，避免系統(tǒng)出現(xiàn)運(yùn)行漏洞，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化監(jiān)控的全覆蓋。

（二）車站級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)

車站級(jí)電力監(jiān)控自動(dòng)化系統(tǒng)和車站級(jí)機(jī)電設(shè)備監(jiān)控自動(dòng)化系統(tǒng)是車站級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)的兩種不同表現(xiàn)形式，根據(jù)二者的不同特征，相關(guān)工作人員需要重點(diǎn)把握中央監(jiān)控中心和站級(jí)監(jiān)控在側(cè)重點(diǎn)方面存在的差異。客觀來(lái)說(shuō)，車站級(jí)電力監(jiān)控自動(dòng)化系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)監(jiān)控供電設(shè)備的運(yùn)行情況，并將相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息上傳至中央監(jiān)控中心。因此，在設(shè)計(jì)該監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)，人員設(shè)計(jì)了多元化的現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)接口，在現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)安裝了微機(jī)數(shù)據(jù)交換裝置，從而為監(jiān)控設(shè)備的有效運(yùn)行奠定了前提基礎(chǔ)，達(dá)到保護(hù)事件序列信息、裝置狀態(tài)信息的目的。而車站及機(jī)電設(shè)備監(jiān)控自動(dòng)化系統(tǒng)的核心功能在于監(jiān)視照明系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)以及電梯系統(tǒng)等基礎(chǔ)設(shè)施。二者分工明確，共同針對(duì)監(jiān)控工作的有效落實(shí)相輔相成、協(xié)同發(fā)力。

（三）基礎(chǔ)設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)

在現(xiàn)代城市軌道交通站內(nèi)，基礎(chǔ)設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)是綜合監(jiān)控系統(tǒng)的核心。結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)水平以及設(shè)計(jì)理念來(lái)看，基礎(chǔ)設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)包括交流保護(hù)測(cè)控單元、低壓測(cè)控單元、直流保護(hù)測(cè)控單元、牽引整流機(jī)組保護(hù)單元等共計(jì)8個(gè)單元模塊，整體設(shè)計(jì)理念遵循面向?qū)ο蟮拈g隔設(shè)計(jì)思想，在一定程度上降低了對(duì)車站級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)、中央監(jiān)控中心的依賴作用，設(shè)備就地級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)得以建成。

三、城市軌道交通綜合自動(dòng)化內(nèi)容

（一）分析子系統(tǒng)信息需求

子系統(tǒng)的自動(dòng)化是軌道交通綜合自動(dòng)化得以實(shí)現(xiàn)的先決條件，在此基礎(chǔ)上協(xié)調(diào)子系統(tǒng)的配合與運(yùn)轉(zhuǎn)，可以達(dá)到降低運(yùn)營(yíng)成本的目的。客觀來(lái)說(shuō)，各個(gè)子系統(tǒng)之間對(duì)彼此的信息依賴需求整體相對(duì)較高，這就要求相關(guān)部門和人員對(duì)子系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)模式進(jìn)行優(yōu)化，建立子系統(tǒng)信息資源共享途徑，從而科學(xué)分析子系統(tǒng)的信息需求。以火災(zāi)等安全事故發(fā)生為例，一旦引發(fā)火災(zāi)，綜合系統(tǒng)中的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)將會(huì)實(shí)時(shí)監(jiān)控火災(zāi)動(dòng)態(tài)，給出及時(shí)有效的消防滅火建議。與此同時(shí)，借助電力監(jiān)控系統(tǒng)，列車服務(wù)人員可以控制局部的變電停電；借助列車自動(dòng)控制系統(tǒng)，人員可以修改列車運(yùn)營(yíng)圖，并在一定程度上對(duì)信號(hào)進(jìn)行控制；借助照明系統(tǒng)、扶梯系統(tǒng)，可以為乘客提供優(yōu)質(zhì)的乘車服務(wù)，從而為安全故障的消除提供便利。而在列車運(yùn)行過(guò)程中，供電設(shè)施故障搶修工作對(duì)信息的需求量更高，要求相關(guān)工作人員在第一時(shí)間提供列車沿線運(yùn)行情況、列車狀態(tài)、客流的實(shí)時(shí)分布狀態(tài)、客流高峰位置等信息，從而制定可行的停電作業(yè)檢修計(jì)劃，以便調(diào)動(dòng)人員作出抉擇，避免軌道交通運(yùn)營(yíng)管理存在漏洞隱患。

（二）分析子系統(tǒng)信息需求特征

根據(jù)現(xiàn)有的軌道交通自動(dòng)化綜合系統(tǒng)建設(shè)技術(shù)成果來(lái)看，各子系統(tǒng)信息需求呈現(xiàn)出基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的共享性、需求程度的差異性以及需求時(shí)間的差異性等特征。首先，對(duì)于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的共享性，子系統(tǒng)彼此之間所運(yùn)用的包括列車運(yùn)行位置信息、電力監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)以及車站售票的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)等基礎(chǔ)信息共用頻率相對(duì)較高，各系統(tǒng)對(duì)于這些數(shù)據(jù)信息的共享與運(yùn)用為綜合系統(tǒng)的運(yùn)行提供了保障。其次，在信息需求程度的差異性方面，各個(gè)子系統(tǒng)的區(qū)別顯著。以信息發(fā)布系統(tǒng)為例，其主要職能是對(duì)事故信息進(jìn)行整合與發(fā)布，任務(wù)量相對(duì)較小，但列車自動(dòng)控制系統(tǒng)卻需要將事故信息進(jìn)行深入分析，確保事故地點(diǎn)以及損傷情況等基礎(chǔ)信息的精準(zhǔn)性。最后，在信息需求時(shí)間差異性的方面，以監(jiān)控系統(tǒng)和信息發(fā)布系統(tǒng)為代表的子系統(tǒng)會(huì)提出實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)要求，將信息反饋給軌道交通綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)科學(xué)運(yùn)營(yíng)方案的自動(dòng)生成。

四、城市軌道交通綜合自動(dòng)化的構(gòu)建

城市軌道交通綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的建設(shè)是一項(xiàng)耗時(shí)巨大的工程，各項(xiàng)工作難以一步到位。因此，相關(guān)部門可以交綜合自動(dòng)化系統(tǒng)分割成若干個(gè)模塊，以模塊為單位展開(kāi)分別建設(shè)，并不斷擴(kuò)充其規(guī)模。在這一條件下，綜合自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上是若干個(gè)子系統(tǒng)的集合，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵在于子系統(tǒng)的自我協(xié)調(diào)控制。也就是說(shuō)，當(dāng)其中一個(gè)子系統(tǒng)出現(xiàn)故障問(wèn)題后，不會(huì)對(duì)其他子系統(tǒng)的任務(wù)執(zhí)行情況產(chǎn)生影響，而技術(shù)人員則可以集中精力對(duì)故障系統(tǒng)展開(kāi)維修和升級(jí)，大幅度提升了綜合自動(dòng)化系統(tǒng)升級(jí)維護(hù)的容錯(cuò)率，使得信息的共享效率大幅度提升。

五、綜合自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)

城市軌道交通系統(tǒng)的建設(shè)關(guān)系到城市交通體系建設(shè)以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展，其涉及領(lǐng)域眾多，覆蓋范圍極廣。而隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)及自動(dòng)控制技術(shù)更新迭代頻率的逐漸加速，這些技術(shù)將會(huì)為軌道交通的自動(dòng)化建設(shè)持續(xù)注入新鮮血液，為其提供堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐，最終建立起高速綜合化的軌道交通網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。隨著時(shí)代的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，部分人員對(duì)于綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的建設(shè)提出了運(yùn)用無(wú)人值守、無(wú)人駕駛等技術(shù)功能的構(gòu)想，提出應(yīng)用局域互聯(lián)技術(shù)提升資源共享水平，在降低系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)成本的同時(shí)提升軌道交通自動(dòng)化的總體水平。

六、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，城市軌道交通綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的建設(shè)是現(xiàn)代軌道交通運(yùn)營(yíng)的發(fā)展趨勢(shì)。因此，相關(guān)部門應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到軌道交通綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的價(jià)值優(yōu)勢(shì)，合理規(guī)劃建構(gòu)各自系統(tǒng)間的關(guān)聯(lián)，從而提升各系統(tǒng)間的信息資源共享水平，為軌道交通系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)及管理提供便利。