对城市轨道交通综合监控系统集成方案的探讨

【摘要】本文在介绍了城市轨道交通综合监控系统构成及主要功能的同时，同时对综合监控系统集成方案进行了探讨，以确保城市轨道交通运行的安全性。

【关键词】城市轨道交通综合监控系统；构成；主要功能；集成方案

最近几年以来，我国的城市轨道交通建设发展迅速，那么现在成功建设自动化综合监控系统就显得很有必要，以保证运输效率的提高，并确保旅客舒适度与行车的安全。由于以上的需求，城市轨道交通综合监控系统便应运而生。综合监控系统的应用，不仅增强了轨道交通运行的安全性，还提高了灾害中乘客疏散的及时性，把灾害中的损失降低至最低程度。

一、综合监控系统构成及主要功能

1.综合监控系统构成

对于综合监控系统，其合理运用2级管理(车站级与中央级2级管理)及3级控制（车站级、中央级与现场级3级控制）的分层分布系统结构。由置于控制中心的中央级综合监控系统、车站与车辆基地的综合监控系统、培训管理系统、维护管理系统及网络管理系统构成综合监控系统。主干网络层与局域网络层构成综合监控系统的总体网络。每个车站级局域网络中的监控信息被中央级通过全线主干网络传输到控制中心，进而保证多层次多系统的综合监控的实现。综合监控系统的核心是软件系统，在一般情况下，按照功能逻辑，主要包括3层：对于数据接口层，其主要进行数据采集，同时进行协议转换；对于人机界面层，其主要供应工作站的人机操作界面，保证监控操作与信息显示的完成；对于数据处理层，其主要分析、处理并存储收集的数据[1]。

一般来说，综合监控系统应实现各集成系统全部监控和管理功能；通过提供统一的数据库平台，实现各种基础数据的统一管理以及相关系统之间的数据共享，实现各系统联动。通过基于WEB的数据共享，提供辅助决策支持功能，为运营人员提供最大的帮助，为运营管理提供轨道交通运营的实时信息和远程维护管理。

对于各互联系统，主要是通过计算机接换信息，必要时进行各系统的联动。通过接收各系统的设备运行信息，进行统一的设备维修管理工作。车站级工作站应能够监视本站及相邻车站相关设备的状态和报警信息。必要情况下，通过权限设置，可以实现跨区域控制和管理。

2.综合监控系统主要功能

（1）车站级主要功能

车站综合监控系统主要监控管理管辖范围的监控对象，同时在每个车站控制室中进行综合后备盘（IBP）的设置。特殊故障发生时，确保车站控制室具有表示功能和手动操作的紧急后备装置。不仅主要有信号系统的紧急停车、扣车及放行，还包括环控通风排烟系统的消防联动控制与阻塞模式，AFC闸机释放控制与屏蔽门紧急开门控制。

（2）中央级主要功能

中央级实时收集处理重要监控对象（全线电力、通风空调、照明、给排水及消防设备、屏蔽门与AFC）的性能及状态等数据。通过调度员工作站(环调、维调、行调及电调)，使其以文本、图形、图像及表格的形式显示出来，以保证调度人员监视与控制。使用人工方式或者自动方式，往分布于每个站点的被监控对象及系统传送控制命令，进而保证对客流信息、全线环境与设备的集中监控得以完成[2]。

（3）培训主要功能

对于培训系统，其将会模拟系统的行为，模拟的行为不仅一致于其中作业程序的实际运转状况，还一致于教练加入的外部事件及通过模拟环境运转的综合监控系统发出的控制命令。能够对运行维护人员及操作人员进行上岗培训，该功能确保这些人员可以对综合监控系统的故障排除、运行管理及日常维护等业务进行掌握。

（4）维护管理主要功能

对于设备维护管理系统，其主要功能是：维修调度综合监控系统管辖的互联和集成系统设备，能够对OCC、车站中每类基础设备维修历史记录与技术资料进行保存，还对设备运行状态信息进行收集保存，进行设备运行次数与时间的统计。确保运营管理的自动化实现，使维护水平与维护响应时间提高，使运营成本投资节省[3]。

（5）网络管理主要功能

NMS系统是通过网络配置、监视和控制计算机网络来保证网络服务有效实现的一套综合体系，系统为网络系统与设备提供一系列的维护、监测与快速故障处理手段，允许网络管理员通过一个简单界面高效管理网络，进行一个网络管理系统的全线设置、配置、监视并控制综合监控系统的所有设备。NMS可以进行网络管理、配置管理、网络监控、故障报告及事件记录的一些操作。

二、 综合监控系统集成方案

在一般情况下，系统集成牵涉到集成广度，也可以称为集成范围或者横向集成，还涉及到集成深度，能称为纵向集成。它的集成方案主要能够分成横向集成与纵向集成。对于横向集成，其能采用小规模集成、适度集成及完全集成的方式。此三种方式对应于不同的实现难度与不同的集成范围。对于纵向集成，能分成现场级集成、车站级集成与中央级集成。

1.横向集成方案

（1）小规模集成方式

对于小规模集成，其仅仅把BAS、PSCADA及FAS系统实施集成。此方案的工程难度小，集成度比较低，很容易实施，现在其已拥有国产化能力。

（2）适度集成方式

对于适度集成，其主要分析集成难度与系统功能，把当今可能集成的系统集成，和不适合集成或者难以集成的系统进行互联，最终实现综合监控的目的。根据国内轨道交通状况，一般情况下，对于涉及数据传输安全的通信系统、设备与人身安全的FAS系统、行车安全的ATS系统及资金安全的AFC系统等，按独立构建，把另外多种监控系统在统一的平台中进行直接集成，同时保证和通信、FAS、ATS及AFC进行互联。该集成方案虽然未真正保证以行车调度指挥作为核心，但是其对许多自动化分立系统进行了集成，其是风险比较小的一种集成方案[4]。

（3）完全集成方式

对于完全集成，其把信号系统的列车自动监视(ATS)作为基础，把ACS、 AFC、 PIS 、PSCADA、CCTV、 PA、 PSD、FAS及BAS等进行集成，成为一个系统，其是很理想的高度集成方式。然而针对当今国内外地铁领域技术的发展状况，此方案技术含量高、波及面广及集成难度大；特别在国内大部分城市轨道交通信号技术运用进口的情形下，数据的不开放，致使其于国内仍然没有推广能力。

2.纵向集成方案

在城市轨道交通每个弱电系统中，一般情况下，都使用三级监控(现场级、车站级与中央级)与两级管理(中央级和车站级)的结构模式。综合监控也在其中。所以综合监控系统的集成深度能够分成现场级、车站级与中央级集成。依照国内外综合监控系统的实施状况，针对子系统特点及功能要求，不同系统能够运用不同集成深度。

首先对于现场级集成，其比车站级集成更深一步，在现场级，就实施集成；全部子系统的现场级均使用一体化的软硬件平台。此方案是一种理想化的方案，但是其实施难度很大。

其次对于车站级集成，其对每个分立系统现场级的独立性进行了保留，把中央集成作为基础，对分立系统的车站级服务器、网络设备资源及工作站进行集成。此方案的突出优点是：保证统一管理的实现，使设备种类减少，便于车站级的联动控制实现，还运用车站集成，使中心集成的难度分解，更使部分专用传输通道减少[5]。

最后对于中央级集成，此种方案把ISCS中各个子系统分立的工作站及服务器等中央级设备与分立的中央级软件实施集成；进行统一的中央级网络系统及中央级服务器的设立，使用统一的软件平台，在原分立系统功能实现基础之上，保证中央级每个子系统的联动实现。此方案的优点是：实现比较简单，但是车站级设备以及接口种类多、实现联动比较困难等缺点依然存在。此方案集成度是最低的。

三、总结

合理建设城市轨道交通综合监控系统是一项相当重大的任务,其不但表现国家城市的管理与科技水平,并体现它的综合实力,还有益于创建节约型社会以及节能型轨道交通。综合上面的分析，可以看出,要是对现代科学技术结果进行充分利用,进行恰当的综合监控系统集成策略,同时强化自主创新,那么城市轨道交通拥有自主知识产权的综合监控系统的战略即将成功实现。

【参考文献】

[1]靳守杰.城市轨道交通综合自动化系统研究[J] .城市轨道交通研究,2007(5):10.

[2]李熙光.城市轨道交通综合监控系统设计探讨[J].电专化铁道,2006,(6)2:6-29.

[3]黄捷.综合监控系统在轨道交通中的应用[J].自动化仪表,2006,(12):49-53.

[4]王开满,张慎明,江平.城市轨道交通自动化监控系统的特点及其发展趋势[J].城市轨道交通研究,2006(2):1.

[5]王开满,王军,张慎明.城市轨道交通自动化综合监控系统的集成模式[J].城市轨道交通研究,2007(3):57.