【摘要】本文在介紹了城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成及主要功能的同時(shí)，同時(shí)對(duì)綜合監(jiān)控系統(tǒng)集成方案進(jìn)行了探討，以確保城市軌道交通運(yùn)行的安全性。

　　【關(guān)鍵詞】城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng);構(gòu)成;主要功能;集成方案

　　最近幾年以來(lái)，我國(guó)的城市軌道交通建設(shè)發(fā)展迅速，那么現(xiàn)在成功建設(shè)自動(dòng)化綜合監(jiān)控系統(tǒng)就顯得很有必要，以保證運(yùn)輸效率的提高，并確保旅客舒適度與行車(chē)的安全。由于以上的需求，城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)便應(yīng)運(yùn)而生。綜合監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用，不僅增強(qiáng)了軌道交通運(yùn)行的安全性，還提高了災(zāi)害中乘客疏散的及時(shí)性，把災(zāi)害中的損失降低至最低程度。

　　一、綜合監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成及主要功能

　　1.綜合監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成

　　對(duì)于綜合監(jiān)控系統(tǒng)，其合理運(yùn)用2級(jí)管理(車(chē)站級(jí)與中央級(jí)2級(jí)管理)及3級(jí)控制(車(chē)站級(jí)、中央級(jí)與現(xiàn)場(chǎng)級(jí)3級(jí)控制)的分層分布系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。由置于控制中心的中央級(jí)綜合監(jiān)控系統(tǒng)、車(chē)站與車(chē)輛基地的綜合監(jiān)控系統(tǒng)、培訓(xùn)管理系統(tǒng)、維護(hù)管理系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)構(gòu)成綜合監(jiān)控系統(tǒng)。主干網(wǎng)絡(luò)層與局域網(wǎng)絡(luò)層構(gòu)成綜合監(jiān)控系統(tǒng)的總體網(wǎng)絡(luò)。每個(gè)車(chē)站級(jí)局域網(wǎng)絡(luò)中的監(jiān)控信息被中央級(jí)通過(guò)全線主干網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)娇刂浦行模M(jìn)而保證多層次多系統(tǒng)的綜合監(jiān)控的實(shí)現(xiàn)。綜合監(jiān)控系統(tǒng)的核心是軟件系統(tǒng)，在一般情況下，按照功能邏輯，主要包括3層：對(duì)于數(shù)據(jù)接口層，其主要進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，同時(shí)進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換;對(duì)于人機(jī)界面層，其主要供應(yīng)工作站的人機(jī)操作界面，保證監(jiān)控操作與信息顯示的完成;對(duì)于數(shù)據(jù)處理層，其主要分析、處理并存儲(chǔ)收集的數(shù)據(jù)[1]。

　　一般來(lái)說(shuō)，綜合監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)實(shí)現(xiàn)各集成系統(tǒng)全部監(jiān)控和管理功能;通過(guò)提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)各種基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理以及相關(guān)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)共享，實(shí)現(xiàn)各系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)。通過(guò)基于WEB的數(shù)據(jù)共享，提供輔助決策支持功能，為運(yùn)營(yíng)人員提供最大的幫助，為運(yùn)營(yíng)管理提供軌道交通運(yùn)營(yíng)的實(shí)時(shí)信息和遠(yuǎn)程維護(hù)管理。

　　對(duì)于各互聯(lián)系統(tǒng)，主要是通過(guò)計(jì)算機(jī)接口交換信息，必要時(shí)進(jìn)行各系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)。通過(guò)接收各系統(tǒng)的設(shè)備運(yùn)行信息，進(jìn)行統(tǒng)一的設(shè)備維修管理工作。車(chē)站級(jí)工作站應(yīng)能夠監(jiān)視本站及相鄰車(chē)站相關(guān)設(shè)備的狀態(tài)和報(bào)警信息。必要情況下，通過(guò)權(quán)限設(shè)置，可以實(shí)現(xiàn)跨區(qū)域控制和管理。

　　2.綜合監(jiān)控系統(tǒng)主要功能

　　(1)車(chē)站級(jí)主要功能

　　車(chē)站綜合監(jiān)控系統(tǒng)主要監(jiān)控管理管轄范圍的監(jiān)控對(duì)象，同時(shí)在每個(gè)車(chē)站控制室中進(jìn)行綜合后備盤(pán)(IBP)的設(shè)置。特殊故障發(fā)生時(shí)，確保車(chē)站控制室具有表示功能和手動(dòng)操作的緊急后備裝置。不僅主要有信號(hào)系統(tǒng)的緊急停車(chē)、扣車(chē)及放行，還包括環(huán)控通風(fēng)排煙系統(tǒng)的消防聯(lián)動(dòng)控制與阻塞模式，AFC閘機(jī)釋放控制與屏蔽門(mén)緊急開(kāi)門(mén)控制。

　　(2)中央級(jí)主要功能

　　中央級(jí)實(shí)時(shí)收集處理重要監(jiān)控對(duì)象(全線電力、通風(fēng)空調(diào)、照明、給排水及消防設(shè)備、屏蔽門(mén)與AFC)的性能及狀態(tài)等數(shù)據(jù)。通過(guò)調(diào)度員工作站(環(huán)調(diào)、維調(diào)、行調(diào)及電調(diào))，使其以文本、圖形、圖像及表格的形式顯示出來(lái)，以保證調(diào)度人員監(jiān)視與控制。使用人工方式或者自動(dòng)方式，往分布于每個(gè)站點(diǎn)的被監(jiān)控對(duì)象及系統(tǒng)傳送控制命令，進(jìn)而保證對(duì)客流信息、全線環(huán)境與設(shè)備的集中監(jiān)控得以完成[2]。

　　(3)培訓(xùn)主要功能

　　對(duì)于培訓(xùn)系統(tǒng)，其將會(huì)模擬系統(tǒng)的行為，模擬的行為不僅一致于其中作業(yè)程序的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，還一致于教練加入的外部事件及通過(guò)模擬環(huán)境運(yùn)轉(zhuǎn)的綜合監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出的控制命令。能夠?qū)\(yùn)行維護(hù)人員及操作人員進(jìn)行上崗培訓(xùn)，該功能確保這些人員可以對(duì)綜合監(jiān)控系統(tǒng)的故障排除、運(yùn)行管理及日常維護(hù)等業(yè)務(wù)進(jìn)行掌握。

　　(4)維護(hù)管理主要功能

　　對(duì)于設(shè)備維護(hù)管理系統(tǒng)，其主要功能是：維修調(diào)度綜合監(jiān)控系統(tǒng)管轄的互聯(lián)和集成系統(tǒng)設(shè)備，能夠?qū)CC、車(chē)站中每類(lèi)基礎(chǔ)設(shè)備維修歷史記錄與技術(shù)資料進(jìn)行保存，還對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息進(jìn)行收集保存，進(jìn)行設(shè)備運(yùn)行次數(shù)與時(shí)間的統(tǒng)計(jì)。確保運(yùn)營(yíng)管理的自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)，使維護(hù)水平與維護(hù)響應(yīng)時(shí)間提高，使運(yùn)營(yíng)成本投資節(jié)省[3]。

　　(5)網(wǎng)絡(luò)管理主要功能

　　NMS系統(tǒng)是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)配置、監(jiān)視和控制計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)來(lái)保證網(wǎng)絡(luò)服務(wù)有效實(shí)現(xiàn)的一套綜合體系，系統(tǒng)為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與設(shè)備提供一系列的維護(hù)、監(jiān)測(cè)與快速故障處理手段，允許網(wǎng)絡(luò)管理員通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單界面高效管理網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行一個(gè)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的全線設(shè)置、配置、監(jiān)視并控制綜合監(jiān)控系統(tǒng)的所有設(shè)備。NMS可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)管理、配置管理、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、故障報(bào)告及事件記錄的一些操作。

　　二、 綜合監(jiān)控系統(tǒng)集成方案

　　在一般情況下，系統(tǒng)集成牽涉到集成廣度，也可以稱(chēng)為集成范圍或者橫向集成，還涉及到集成深度，能稱(chēng)為縱向集成。它的集成方案主要能夠分成橫向集成與縱向集成。對(duì)于橫向集成，其能采用小規(guī)模集成、適度集成及完全集成的方式。此三種方式對(duì)應(yīng)于不同的實(shí)現(xiàn)難度與不同的集成范圍。對(duì)于縱向集成，能分成現(xiàn)場(chǎng)級(jí)集成、車(chē)站級(jí)集成與中央級(jí)集成。

　　1.橫向集成方案

　　(1)小規(guī)模集成方式

　　對(duì)于小規(guī)模集成，其僅僅把BAS、PSCADA及FAS系統(tǒng)實(shí)施集成。此方案的工程難度小，集成度比較低，很容易實(shí)施，現(xiàn)在其已擁有國(guó)產(chǎn)化能力。

　　(2)適度集成方式

　　對(duì)于適度集成，其主要分析集成難度與系統(tǒng)功能，把當(dāng)今可能集成的系統(tǒng)集成，和不適合集成或者難以集成的系統(tǒng)進(jìn)行互聯(lián)，最終實(shí)現(xiàn)綜合監(jiān)控的目的。根據(jù)國(guó)內(nèi)軌道交通狀況，一般情況下，對(duì)于涉及數(shù)據(jù)傳輸安全的通信系統(tǒng)、設(shè)備與人身安全的FAS系統(tǒng)、行車(chē)安全的ATS系統(tǒng)及資金安全的AFC系統(tǒng)等，按獨(dú)立構(gòu)建，把另外多種監(jiān)控系統(tǒng)在統(tǒng)一的平臺(tái)中進(jìn)行直接集成，同時(shí)保證和通信、FAS、ATS及AFC進(jìn)行互聯(lián)。該集成方案雖然未真正保證以行車(chē)調(diào)度指揮作為核心，但是其對(duì)許多自動(dòng)化分立系統(tǒng)進(jìn)行了集成，其是風(fēng)險(xiǎn)比較小的一種集成方案[4]。

　　(3)完全集成方式

　　對(duì)于完全集成，其把信號(hào)系統(tǒng)的列車(chē)自動(dòng)監(jiān)視(ATS)作為基礎(chǔ)，把ACS、 AFC、 PIS 、PSCADA、CCTV、 PA、 PSD、FAS及BAS等進(jìn)行集成，成為一個(gè)系統(tǒng)，其是很理想的高度集成方式。然而針對(duì)當(dāng)今國(guó)內(nèi)外地鐵領(lǐng)域技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r，此方案技術(shù)含量高、波及面廣及集成難度大;特別在國(guó)內(nèi)大部分城市軌道交通信號(hào)技術(shù)運(yùn)用進(jìn)口的情形下，數(shù)據(jù)的不開(kāi)放，致使其于國(guó)內(nèi)仍然沒(méi)有推廣能力。

　　2.縱向集成方案

　　在城市軌道交通每個(gè)弱電系統(tǒng)中，一般情況下，都使用三級(jí)監(jiān)控(現(xiàn)場(chǎng)級(jí)、車(chē)站級(jí)與中央級(jí))與兩級(jí)管理(中央級(jí)和車(chē)站級(jí))的結(jié)構(gòu)模式。綜合監(jiān)控也在其中。所以綜合監(jiān)控系統(tǒng)的集成深度能夠分成現(xiàn)場(chǎng)級(jí)、車(chē)站級(jí)與中央級(jí)集成。依照國(guó)內(nèi)外綜合監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)施狀況，針對(duì)子系統(tǒng)特點(diǎn)及功能要求，不同系統(tǒng)能夠運(yùn)用不同集成深度。

　　首先對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)級(jí)集成，其比車(chē)站級(jí)集成更深一步，在現(xiàn)場(chǎng)級(jí)，就實(shí)施集成;全部子系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)級(jí)均使用一體化的軟硬件平臺(tái)。此方案是一種理想化的方案，但是其實(shí)施難度很大。

　　其次對(duì)于車(chē)站級(jí)集成，其對(duì)每個(gè)分立系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)級(jí)的獨(dú)立性進(jìn)行了保留，把中央集成作為基礎(chǔ)，對(duì)分立系統(tǒng)的車(chē)站級(jí)服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備資源及工作站進(jìn)行集成。此方案的突出優(yōu)點(diǎn)是：保證統(tǒng)一管理的實(shí)現(xiàn)，使設(shè)備種類(lèi)減少，便于車(chē)站級(jí)的聯(lián)動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)，還運(yùn)用車(chē)站集成，使中心集成的難度分解，更使部分專(zhuān)用傳輸通道減少[5]。

　　最后對(duì)于中央級(jí)集成，此種方案把ISCS中各個(gè)子系統(tǒng)分立的工作站及服務(wù)器等中央級(jí)設(shè)備與分立的中央級(jí)軟件實(shí)施集成;進(jìn)行統(tǒng)一的中央級(jí)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及中央級(jí)服務(wù)器的設(shè)立，使用統(tǒng)一的軟件平臺(tái)，在原分立系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)之上，保證中央級(jí)每個(gè)子系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)實(shí)現(xiàn)。此方案的優(yōu)點(diǎn)是：實(shí)現(xiàn)比較簡(jiǎn)單，但是車(chē)站級(jí)設(shè)備以及接口種類(lèi)多、實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)比較困難等缺點(diǎn)依然存在。此方案集成度是最低的。

　　三、總結(jié)

　　合理建設(shè)城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)是一項(xiàng)相當(dāng)重大的任務(wù),其不但表現(xiàn)國(guó)家城市的管理與科技水平,并體現(xiàn)它的綜合實(shí)力,還有益于創(chuàng)建節(jié)約型社會(huì)以及節(jié)能型軌道交通。綜合上面的分析，可以看出,要是對(duì)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)結(jié)果進(jìn)行充分利用,進(jìn)行恰當(dāng)?shù)木C合監(jiān)控系統(tǒng)集成策略,同時(shí)強(qiáng)化自主創(chuàng)新,那么城市軌道交通擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的綜合監(jiān)控系統(tǒng)的戰(zhàn)略即將成功實(shí)現(xiàn)。

　　【參考文獻(xiàn)】

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