地铁综合监控系统中的数据交互共享方案研究

【 摘 要 】 在对ISCS地铁综合监控系统的硬件组成方案进行分析后，对系统数据交互共享方案进行了认真探讨，尤其对内部数据转发共享和外部数据转发共享原理进行了认真分析研究。最后，对ISCS地铁综合监控系统的数据处理与协议转换技术要点进行了归纳总结。

【 关键词 】 地铁；ISCS综合监控系统；数据转发；交互共享

Research On Data Transfer Of Subway Integrated Supervisory Control System

Xu Zhong

（China Railway Siggnal & Communication Shanghai Engineering Group Co.,Ltd. Shanghai 200436）

【 Abstract 】 After analyzing the hardware structure of subway integrated supervisory control system, introduced and analyzed the model and circuit of the system data transfer, especially gave a detailed analyzing about the internal data and external data transferring and sharing principle.?Finally, the subway integrated supervisory control system data processing and protocol conversion techniques were summarized.

【 Keywords 】 subway;integrated supervisory control system（ISCS）;data transfer;transferring and sharing

0 引言

ISCS综合监控系统的构建，为地铁安全、可靠、经济、适用的运营提供了重要技术保障。地铁综合监控系统中数据信息安全是整个系统安全稳定运行的重要技术支持，主要包括运营服务数据安全、行政管理数据安全等多个部分，要有效防止系统中数据交互共享安全隐患或事故的发生，有效提高地铁运营安全保障和经济效益，减少地铁运营综合支出。因此，对地铁综合监控系统逻辑组成结构，按照子系统间的数据信息集成方案要求，结合数据传输先进的信息化手段，有效提高不同子系统间数据实时传输交互共享信息自动化水平，加强监控系统数据传输项目质量安全控制，消除系统中数据信息传输共享过程中可能存在的安全隐患和事故发生，有效提高系统运行安全可靠性和综合社会经济效益，是目前地铁工程综合监控系统构建和运营维护的当务之急。

1 ISCS地铁综合监控系统方案

ISCS综合监控系统最终是直接面向地铁运营监控服务的，其数据信息传输交互共享过程中，具有专业多、监控手段多、逻辑组成层次多、专业性强等特点。数据传输交互系统中，既要考虑各子系统间通信方案问题，又要考虑子系统间数据信息集成问题；不仅要处理好内部数据转发共享，同时还要处理好外部数据转发共享，要从数据交互共享和协议处理等多个方面构建数据通信网络系统，同时还要兼顾数据交互共享管理体系结构等技术问题。ISCS地铁综合综合监控系统的硬件组成方案如图1所示。

1.1 子系统间的通信方案

从图1可知，ISCS地铁综合监控系统中，通过相应的通信通道将分散在不同层次的自动化系统进行有机集成和互联，从而提高系统事件综合反应能力和速度，实现地铁运营过程中包括行车指挥、运营管理、设备检修维护管理等在内的集成综合自动化运营管理。ISCS综合监控系统与子系统间采用集成互联实时通信模式，从而有效提高系统数据传输通信共享实时可靠性。

ISCS综合监控系统的中央级位于OCC，以冗余设计理念配置实时服务器，并通过通信骨干网将车辆段、控制中心、典型车站等监控子系统网络有机互联起来。子系统网络通过专用接口设备实现与现地车辆段典型子系统、车站段子系统间进行数据信息实时传输交互共享。

各现地子系统可以在地铁运营过程中对自身性能进行动态监视和数据传输安全评估分析。系统在进行数据上传、存储、交互共享、查阅访问、以及下载等通信通道设计过程中，均需要综合考虑数据信息的大小、传输速率、利用频度、类型、以及检索效率等问题，最大限度地实现系统间数据信息交互共享的集中、规范与快速响应等功能特性。

1.2 子系统间的数据信息集成方案

集成是ISCS地铁综合监控系统中子系统与综合监控系统间数据信息耦合共享的一种主要方式。为了提高综合监控系统操作灵活性，综合监控系统与现地子系统间的数据信息集成应采用松耦合的结构，即要实现中控与现地相互结合的灵活操作功能，子系统要具备完整的操作界面和全套设备系统。当综合系统出现故障或其它问题时，可以完全脱离综合监控系统独立运行，实现正常和紧急等操作调度功能。

虽然子系统实现集成功能，但车站监控级子系统还是必须设计的，也就是综合监控系统不可能完全替操控现地子系统相关控制调度功能，需要车站级子系统作为桥梁来完成数据传输交互共享等功能。

深度集成方案该地铁综合监控系统中的全部配套系统和支撑系统有机几何集成为一个庞大的系统，实现了各子系统间操作、管理等功能有机互联，使各现地子系统真正融入到ISCS综合监控系统中，简化了各子系统与综合监控系统间数据信息传输交互共享环节和系统间的通信接口，有利于系统通信接口标准化、规范化、一体化处理，保证数据信息传输的实时性、安全性和可靠性。

2 数据交互共享方案

2.1 内部数据转发共享

ISCS地铁综合监控系统中，从车站到中心、中心到车站、以及车站到车站等系统间数据信息的转发均属于内部数据转发共享。ISCS地铁综合监控系统需要向各个专业子系统转发UPS供电数据信息、向轨道交通应急指挥协调中心TCC系统转发ISCS集控信息、向列车自动监控系统ATS转发接触网带电信息等，由于此类数据信息的转发共享不是简单从车站子系统转发完成，需要经过一些列复杂监测运算分析系统完成。

ISCS综合监控系统不仅要提供强大监测和控制功能，同时还应具备提供强大的综合监控软件逻辑运算分析程序软件功能。

2.2 外部数据转发共享

外部数据信息的转发，实际就是ISCS综合监控系统与现地子系统间的数据信息转发，其数据传输方向是ISCS综合监控系统下发指令给对应现地子系统或转发给TCC系统，其将整个城市多条地铁线的运营数据信息收集到一起，实现现地子系统间数据信息的单向传输。

对于多域集成系统而言，车站是一个独立的域，ISCS监控系统在运行过程中，监控中心向车站对应的各现地子系统下发对应的调控命令，同时控制中心向TCC调度中心转发对应现地数据信息。向列车自动监控系统ATS转发接触网带电信息的数据传输过程如图2所示。

从图2可知，数据在传输转发过程中，前5步都是均属于内部数据转发，而后2步则是ISCS综合监控监控系统通过监控中心软件计算获得车站接触网相应带电数据信息转发给ATS子系统，实现让其作为行车调度依据，这是外部转发过程。因此，ISCS综合监控系统中数据转发并不是单独孤立的，而是一个内部与外部数据转发交互共享的集成过程。

3 数据处理与协议转换

从图1可知，ISCS综合监控系统中所有集成与互连的子系统间数据信息的内部转发和外部转发，均需要统一接入到综合监控系统的通信数据前端处理器(FEP)中，完成对应规约转换和数据预处理后，方能进入到ISCS综合监控系统中。FEP前端处理器在购置选型时，应选择支持多种协议转换、支持多种通信接口的集成多功能模块；具有足够多的高速网络通信接口和串口，以接入现地子系统相关应用功能接口；中心监控系统和现地监控系统各功能模块应具备自检测、自诊断等功能。

ISCS综合监控系统中，每个FEP前端数据处理与协议转换模块通过1000Mbit/s的光纤以太网接口与ISCS综合监控系统的通信交换机间进行有机互联。同时，FEP在配置过程中应按冗余设计要求，这样即使系统中单点出现故障也不会影响系统整体功能的运作，从而确保系统中数据流的实时处理与可靠传输。

另外，地铁综合监控系统的服务器、通信交换机等关键设备在选型配置过程中，应预留20%~40%的冗余容量或插槽，同时软件功能方面宜选用无限点可扩展高性能软件，以便为今后系统的进一步升级改造扩展打下坚实基础。

4 结束语

地铁运营数据的实时高效转发交互共享是现代地铁综合监控自动化工程的重要组成部分，对地铁安全可靠、节能经济运营有着非常重要的影响。ISCS地铁综合监控系统中，数据信息转发传输交互共享通信系统必须通过科学的设计，以及现代先进通信传输技术，有效提高系统数据信息转发传输实时性、可靠性和准确性，确保地铁运营、监控、维护等能够达到预期目标。

参考文献

[1] 张利,张云,李晓敏.自动监控系统在地铁环境控制中的应用[J].现代城市轨道交通,2009(6):64-66.

[2] 曲立东.城市轨道交通环境与设备监控系统设计与应用[M].北京:电子工业出版社,2008.

作者简介：

徐忠（1970-），男，汉族，江苏泰兴人，工程师，学士；主要研究领域：轨道交通通信专业集成、施工和服务。