浅议城轨综合监控系统集成方式

摘 要 介绍了地铁综合监控的信息集成方式和深度集成方式，结合实际工作经验分析了两者的优点和不足，并对深度集成方式中的两种数据服务模式进行了分析比较。

关键词 综合监控；信息集成方式；深度集成方式；集中式；分布式

1.引言

目前国内轨道交通行业发展迅猛，几乎所有新建及在建地铁线路均采用的综合监控系统，然而各大城市所采用的集成方式，集成深度又有所不同，究竟各集成方式孰优孰劣，笔者将结合南京地铁实际案例进行分析。

2.国内综合监控系统概况

地铁综合监控系统 I S C S（Integrated Supervisory Control System）是指采用信息化深度集成综合监控系统的设计理念，将电力自动化系统SCADA、机电设备监控系统BAS、防灾自动报警系统FAS的各类型设备系统集成为一个大型综合监控系统。自2002年北京地铁13号线开始逐步被国内各家地铁公司采用。在该系统对地铁各个自动化监控系统所管辖的机电设备、车辆运营状况以及客运组织情况进行全方位监视，在一个统一的硬件平台与软件平台实现资源共享、信息互通，形成数据处理方式一致，用户界面统一的综合信息管理系统，从而为地铁运营组织和维护管理提供直观信息界面，极大地方便了有关工作人员有效地监控和管理整条地铁线路的相关机电和支撑系统的运作状态。

3.信息集成方式

信息集成方式也被称为顶层集成方式，是岛式监控系统与综合监控系统的一个过渡产物，该方式中个专业系统维持各自体系架构，并独立实现本系统的功能，通过计算机集成和网络互联技术，将所辖主要机电设备及监视系统本身的工作状态信息、故障信息传送给综合监控系统，综合监控系统对地铁各个自动化监控系统所辖的机电设备、车辆运营状况及客运组织情况进行全方位的监控，在一个统一的硬件平台与软件平台实现资源共享、信息互通，形成数据处理方式一致，用户界面统一的综合信息管理系统。

图1 南京地铁1号南延线ISCS系统缩略图

该方式目前应用与南京地铁2号线及1号南延线，从图1我们不难发现这种集成方式存在两个明显缺陷：一、网络资源利用率不高，综合监控系统独自享用的网络资源余量较大，而各接入的子系统的内部数据通讯均无法接入，必须另外单独组网，在既有资源和工程投资上都存在着一定的浪费；二、接口繁多，每套系统都有一套独立的数据格式及通讯方式，综合监控需与各相关专业约定数据点表及通讯规约，系统建设过程中接口部分的协调量过大，调试工作量繁重，投运后的系统维护与故障诊断也存在诸多不便。但从南京地铁2号线及1号南延线投运至今综合监控系统运行情况来看，相对深度集成方式，信息集成方式不失为一

种实现各独立系统间信息资源共享，提高运营过程中各类事件处置效率最为经济的建设模式。

4.深度集成方式

深度集成方式其实只是相对信息集成而言，在信息集成的方式的基础上将部分或所有岛式独立系统纳入到同一系统中，即将各子系统下位机的数据采集和上位机的数据处理交由一个统一的监控平成，避免了信息集成方式中各系统的协议转换和数据二次处理，是信息集成方式的继承和发展，不但吸收了信息集成模式的有点，对其不足之处也进行了有益的补充。深度继承通常有集中式与分布式两种数据服务模式。

图2 集中式综合监控系统 图3 分布式综合监控系统

正如图2所示的集中式综合监控系统中各子系统的数据直接通过主干网络传输到中央级主控系统，有利于实现数据的完整性和统一性，对全线各系统的数据更新及联动操作更为便利，但是中央服务器与主干网络则承担了较高的负载，一旦发生诸如服务器硬件损坏、断网等重大故障极易造成全线系统瘫痪。图3的分布式综合监控系统中引入了车站级主控系统的概念，所有数据均分布在全线各站级服务器上，可根据需求于空闲时段上传至中央服务器，也可由中央服务器实时主动调取。大大减轻了中央服务器和主干网的负荷，但数据的完整性和一致性就无法得到保障。扩展性方面，由于分布式系统由于维度分散，新增站点对中央级系统与主干网影响甚小，所以其扩展能力优于集中式系统。两种系统架构各有千秋，在国内地铁行业中都有着广泛的应用，究竟选用何种架构还要根据实际的监控模式、集成范围、集成深度、站点数量等因素综合考虑。

相较于信息集成方式深度集成具有几个优点：一、数据采集处理的性能更为强大，大多数现场数据在统一平台上一次性完成采集和处理工作，避免了信息集成方式的数据转换与再处理的中间环节，现场数据的完整性与实时性得到了保障。二、网络资源得到了充分利用，各子系统的上下位机的数据传输任务均由综合监控站级网络承担，不再需要单独组网，降低了工程投资的同时提高了系统的性价比。三、减少了系统调试工作量，整套系统是由同一厂商提供的一体化平台，因此在实施过程中大多调式工作可从建设初期甚至实验室阶段开展，减少了现场调试工作量，缩短项目建设工期。

5.结语

本文中讨论的综合监控集成方式主要根据来自南京地铁已建成和在建线路的工程经验，纵观全局，综合监控系统是城市轨道交通自动化发展的必然趋势，相信随着技术的不断进步，工程经验的不断丰富，综合监控系统将具备更好的性能及更低的造价。

参考文献

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