淺析城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用

1、<p>　　淺析城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用</p><p>　　【摘要】城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)(Intergrated Supervision and Control System ,以下簡(jiǎn)稱ISCS)是一種工業(yè)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)，主要基于數(shù)據(jù)服務(wù)器、監(jiān)控工作站（PC機(jī)）、工業(yè)監(jiān)控軟件、工業(yè)控制器（如PLC）、局域網(wǎng)、現(xiàn)場(chǎng)總線、傳感器/執(zhí)行器等軟硬件設(shè)備，實(shí)現(xiàn)特定的監(jiān)控和管理功能。其原理是集數(shù)據(jù)采

2、集、運(yùn)算、存儲(chǔ)、輸出、控制于一體的綜合控制系統(tǒng)。本文介紹了ISCS的發(fā)展歷程、系統(tǒng)構(gòu)成及其在城市軌道交通中的應(yīng)用。ISCS的實(shí)施將保障地鐵的正常運(yùn)行，提高對(duì)事件的反應(yīng)能力和處理速度，最大限度地保證列車、乘客和工作人員的安全，提升軌道交通的服務(wù)質(zhì)量和綜合運(yùn)營(yíng)效率，為實(shí)現(xiàn)城市軌道交通現(xiàn)代化運(yùn)營(yíng)管理提供基礎(chǔ)信息。 </p><p>　　【關(guān)鍵詞】地鐵；綜合監(jiān)控系統(tǒng)；系統(tǒng)集成 </p><p>　

3、　中圖分類號(hào)： U231文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A </p><p>　　城市軌道交通系統(tǒng)是一種在專用軌道線路上組織的高速、大運(yùn)量、準(zhǔn)點(diǎn)的交通系統(tǒng)，必須保證其高度的安全性和可靠性。ISCS的建立，既可以實(shí)現(xiàn)各個(gè)系統(tǒng)之間的信息資源共享，確保相關(guān)系統(tǒng)間自動(dòng)進(jìn)行業(yè)務(wù)關(guān)聯(lián)和事件聯(lián)動(dòng)功能，快速應(yīng)對(duì)突發(fā)事件，又能通過ISCS的信息平臺(tái)，提供系統(tǒng)維護(hù)關(guān)聯(lián)的基礎(chǔ)信息和設(shè)備檔案關(guān)聯(lián)，保證設(shè)備的使用和維護(hù)，進(jìn)一步提高設(shè)備的完好率，降低運(yùn)營(yíng)成本

4、。 </p><p>　　1、ISCS的發(fā)展歷程 </p><p>　　我國(guó)ISCS主要經(jīng)歷了四個(gè)發(fā)展階段：人工監(jiān)控系統(tǒng)、分立監(jiān)控系統(tǒng)、綜合監(jiān)控系統(tǒng)（初期）、綜合監(jiān)控系統(tǒng)。 </p><p>　?。?）人工監(jiān)控系統(tǒng)：最早期的地鐵運(yùn)營(yíng)管理，是以人工為主的監(jiān)控系統(tǒng)。由于技術(shù)局限性、各專業(yè)的監(jiān)控主要依靠人工進(jìn)行，操作者與管理者之間的聯(lián)系，多以電話方式進(jìn)行，該階段運(yùn)營(yíng)管理水

5、平較低，效率低下，各種設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)未實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。 </p><p>　?。?）分立監(jiān)控系統(tǒng)：各關(guān)鍵專業(yè)子系統(tǒng)按照自身技術(shù)特點(diǎn)，建立各自獨(dú)立的計(jì)算機(jī)自動(dòng)化系統(tǒng)，遵循三級(jí)控制、兩級(jí)管理原則。 </p><p>　?。?）綜合監(jiān)控系統(tǒng)的初期階段：深度集成BAS、PSCADA，其他系統(tǒng)集成或互聯(lián)，系統(tǒng)集成規(guī)模小，聯(lián)動(dòng)要求少，各子系統(tǒng)獨(dú)立招標(biāo)，系統(tǒng)接口管理工作復(fù)雜。 </p><p&

6、gt;　?。?）綜合監(jiān)控系統(tǒng)：設(shè)備控制為主，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的可靠控制，系統(tǒng)集成深度高，系統(tǒng)集成信息龐大，聯(lián)動(dòng)要求高。 </p><p>　　2、ISCS的系統(tǒng)組成 </p><p>　　2.1中央綜合監(jiān)控系統(tǒng) </p><p>　　中央綜合監(jiān)控系統(tǒng)主要是由中央監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)、運(yùn)行控制中心、冗余實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)器、冗余歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器、磁盤數(shù)據(jù)陣列、磁帶數(shù)據(jù)記錄裝置、各種操作人員工作站

7、、冗余的數(shù)據(jù)互聯(lián)系統(tǒng)的網(wǎng)關(guān)配置裝置、連續(xù)電源、打印機(jī)、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行系統(tǒng)、大屏幕顯示系統(tǒng)等部分所構(gòu)成的，一般是用于監(jiān)視全線各個(gè)車站的具體子系統(tǒng)的工作運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)中央級(jí)的實(shí)際操作控制功能。ISCS在中央監(jiān)控中心主要設(shè)置了中央級(jí)別的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)管理工作站，中央級(jí)別的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵之處在于冗余配置形式的以太網(wǎng)交換機(jī)。2.2車站、車輛段及停車場(chǎng)綜合監(jiān)控系統(tǒng) </p><p>　　車站相應(yīng)的綜合監(jiān)控系統(tǒng)一般是由車站監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)、車站服務(wù)

8、器、車站操作人員工作站、前端數(shù)據(jù)處理器、雙屏顯示值班站長(zhǎng)操作站、雙屏顯示值班人員操作站、車站數(shù)據(jù)互聯(lián)系統(tǒng)的網(wǎng)關(guān)配置裝置、打印機(jī)、綜合后備盤等部分所構(gòu)成，通常用于監(jiān)視車站中各個(gè)子系統(tǒng)的工作運(yùn)行狀態(tài)，可以有效地完成車站級(jí)的具體操作控制功能。車輛段及停車場(chǎng)綜合監(jiān)控系統(tǒng)（DISCS）設(shè)備主要由交換機(jī)、服務(wù)器、磁盤陣列、操作員工作站、前端處理器（FEP）、在線式后備電源和事件打印機(jī)等組成，通常用來監(jiān)視車輛段及停車場(chǎng)中各個(gè)子系統(tǒng)的工作運(yùn)行狀態(tài)，可以

9、有效地完成車輛段及停車場(chǎng)級(jí)的具體操作控制功能。 </p><p>　　2.3ISCS主干網(wǎng)絡(luò) </p><p>　　ISCS主干網(wǎng)用于全線各車站、車輛段、停車場(chǎng)、控制中心局域網(wǎng)之間的互聯(lián)，它是由設(shè)在車站、車輛段、停車場(chǎng)、控制中心等地點(diǎn)的交換設(shè)備及交換設(shè)備之間的區(qū)間光纜構(gòu)成。ISCS的主干網(wǎng)絡(luò)大部分已經(jīng)使用數(shù)據(jù)傳輸速率是1000Mbit/s的以太網(wǎng)交換機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸功能的單一通信網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。

10、</p><p><b>　　2.4綜合后備盤 </b></p><p>　　車站的車控室通常情況下會(huì)設(shè)置相應(yīng)的綜合后備盤，在發(fā)生緊急狀況時(shí)啟動(dòng)有關(guān)重要設(shè)施的后備控制功能。根據(jù)各種不同站設(shè)施配置與車控室布置的具體區(qū)別，應(yīng)當(dāng)合理地采用一站一設(shè)計(jì)的思想。各個(gè)車站控制室的IBP柜、工作臺(tái)的體積大小都需要根據(jù)房間大小而進(jìn)行專門設(shè)置，控制室不但需要具備高效形式的車站控制功能，同

11、時(shí)在總體美觀方面具有相當(dāng)高的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。 </p><p>　　2.５ 集中告警系統(tǒng) </p><p>　　集中告警系統(tǒng)（IAS）可對(duì)ISCS的主要監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行集中告警，從而幫助運(yùn)營(yíng)維修人員更方便、更高效率地完成維修工作。 </p><p>　　2.６ 培訓(xùn)管理系統(tǒng) </p><p>　　設(shè)置培訓(xùn)管理子系統(tǒng)（TMS）的目的是使學(xué)員處于模擬仿真的

12、ISCS操作環(huán)境,對(duì)學(xué)員進(jìn)行各種ISCS的培訓(xùn)操作，包括仿真單點(diǎn)的設(shè)置、遙控、組控、模式控制等功能。TMS系統(tǒng)是獨(dú)立的系統(tǒng)，配置有獨(dú)立的培訓(xùn)系統(tǒng)軟件。 </p><p><b>　　。 </b></p><p>　　3、ISCS在城市軌道交通中的應(yīng)用 </p><p>　　以國(guó)內(nèi)某條地鐵線路的ISCS為例，采用美國(guó)GE的Railedge軟件作為

13、核心軟件平臺(tái)，集成了PSCADA（變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)）、BAS（環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)）、FAS（火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)）、ACS（門禁控制系統(tǒng)）、PSD（屏蔽門系統(tǒng)）等，互聯(lián)了PA（廣播系統(tǒng)）、CCTV（閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)）、PIS（乘客信息系統(tǒng)）、AFC（自動(dòng)售檢票系統(tǒng)）、SIG（信號(hào)系統(tǒng)）、CLK（時(shí)鐘系統(tǒng)）、通信集中告警系統(tǒng)等。 </p><p>　　國(guó)內(nèi)某條地鐵線路ISCS系統(tǒng)構(gòu)成如圖1所示： </p>

14、;<p>　　圖1 國(guó)內(nèi)某條地鐵線路的ISCS系統(tǒng)構(gòu)成 </p><p><b>　　3.1 監(jiān)控功能 </b></p><p>　　該線路的ISCS主要監(jiān)控功能有：?jiǎn)吸c(diǎn)控制、序列控制、模式控制、時(shí)間表控制、遠(yuǎn)程組控、系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制、焓值控制、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)視和趨勢(shì)記錄等相關(guān)內(nèi)容。 </p><p><b>　　3.2 管理功

15、能 </b></p><p>　　ISCS可以進(jìn)行安全認(rèn)證管理、操作權(quán)限管理、系統(tǒng)維護(hù)管理、報(bào)警管理、文件管理、報(bào)表管理和打印管理等與運(yùn)營(yíng)有關(guān)的管理內(nèi)容。3.3 控制中心調(diào)度功能 </p><p>　　ISCS為總調(diào)、電調(diào)、環(huán)調(diào)、客調(diào)、維調(diào)提供統(tǒng)一平臺(tái)，為行調(diào)提供支持性平臺(tái)，保障地鐵的安全高效運(yùn)行，提高對(duì)事件的響應(yīng)能力和處理速度，最大限度地保證列車、乘客和工作人員的安全，提升了

16、軌道交通的服務(wù)質(zhì)量和綜合運(yùn)營(yíng)效率，實(shí)現(xiàn)了地鐵各子系統(tǒng)信息互通、資源共享，提升自動(dòng)化水平，達(dá)到了減員增效的目的，同時(shí)為實(shí)現(xiàn)城市軌道交通信息化建設(shè)提供了支持和保障。 </p><p>　　3.4 車站級(jí)調(diào)度功能 </p><p>　　ISCS采用區(qū)域中心模式，全線車站級(jí)分為區(qū)域中心站與普通站，區(qū)域中心站對(duì)周邊的2-3個(gè)普通站進(jìn)行相關(guān)的監(jiān)控和運(yùn)營(yíng)管理，實(shí)現(xiàn)了信息集中、資源共享的目的。當(dāng)中心調(diào)度故

17、障時(shí)管理權(quán)限由相應(yīng)區(qū)域中心代為接管，當(dāng)普通車站調(diào)度故障時(shí)管理權(quán)限由區(qū)域中心站全權(quán)接管。 </p><p>　　3.5 維調(diào)與維修管理 </p><p>　　在控制中心設(shè)置維修調(diào)度，負(fù)責(zé)監(jiān)視全線所有ISCS管轄范圍內(nèi)的機(jī)電設(shè)備工作狀態(tài)，監(jiān)視設(shè)備故障，派發(fā)維修工單，監(jiān)督設(shè)備維修情況，查閱歷史數(shù)據(jù)并打印統(tǒng)計(jì)報(bào)表。 在車輛段/停車場(chǎng)設(shè)置了綜合維修告警系統(tǒng)，系統(tǒng)支持集中報(bào)警和維修管理的功能。 <

18、;/p><p>　　3.6 培訓(xùn)仿真測(cè)試系統(tǒng) </p><p>　?。?）仿真測(cè)試系統(tǒng)： </p><p>　　模擬ISCS操作環(huán)境和實(shí)際運(yùn)行環(huán)境，并可以對(duì)主要的地鐵ISCS硬軟件產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)試，便于管理人員和技術(shù)人員掌握系統(tǒng)的響應(yīng)性、穩(wěn)定性等性能指標(biāo)，不斷提高運(yùn)營(yíng)管理和技術(shù)水平。 </p><p><b>　?。?）培訓(xùn)系統(tǒng)： <

19、/b></p><p>　　通過對(duì)運(yùn)營(yíng)調(diào)度人員和設(shè)備維修及系統(tǒng)維護(hù)人員的培訓(xùn)，使他們能掌握主要機(jī)電系統(tǒng)設(shè)備的工作原理、設(shè)備性能、故障識(shí)別和處理，保證軌道交通系統(tǒng)的正常運(yùn)營(yíng)。 </p><p>　　該線路的ISCS打造全運(yùn)營(yíng)概念的綜合監(jiān)控系統(tǒng)，真正實(shí)現(xiàn)調(diào)度、維修一體化的全運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)。從而達(dá)到運(yùn)營(yíng)調(diào)度、救災(zāi)指揮統(tǒng)一平臺(tái)的目標(biāo)。 </p><p><b>

20、;　　4、結(jié)束語 </b></p><p>　　當(dāng)前階段在全世界范圍內(nèi)對(duì)ISCS的爭(zhēng)論性問題不斷增多，已經(jīng)投入運(yùn)行的ISCS出現(xiàn)各種工作模式共存的情況，其中有廣州市的地鐵多控制中心結(jié)構(gòu)，香港、西安地鐵在車站建立區(qū)域控制級(jí)的運(yùn)行方式等方面。南京市的地鐵1號(hào)線南延線應(yīng)用了并行數(shù)據(jù)庫(kù)的工作模式，在城市軌道交通行業(yè)領(lǐng)域中體現(xiàn)出一定的代表意義。選擇哪種具體的ISCS結(jié)構(gòu)，主要的理論根據(jù)是車站對(duì)應(yīng)的監(jiān)控模式、各種