淺析城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)技術的應用

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

2、集、運算、存儲、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)構成及其在城市軌道交通中的應用。ISCS的實施將保障地鐵的正常運行，提高對事件的反應能力和處理速度，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質量和綜合運營效率，為實現(xiàn)城市軌道交通現(xiàn)代化運營管理提供基礎信息。 </p><p>　　【關鍵詞】地鐵；綜合監(jiān)控系統(tǒng)；系統(tǒng)集成 </p><p>　

3、　中圖分類號： U231文獻標識碼： 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、大運量、準點的交通系統(tǒng)，必須保證其高度的安全性和可靠性。ISCS的建立，既可以實現(xiàn)各個系統(tǒng)之間的信息資源共享，確保相關系統(tǒng)間自動進行業(yè)務關聯(lián)和事件聯(lián)動功能，快速應對突發(fā)事件，又能通過ISCS的信息平臺，提供系統(tǒng)維護關聯(lián)的基礎信息和設備檔案關聯(lián)，保證設備的使用和維護，進一步提高設備的完好率，降低運營成本

4、。 </p><p>　　1、ISCS的發(fā)展歷程 </p><p>　　我國ISCS主要經歷了四個發(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>　　（1）人工監(jiān)控系統(tǒng)：最早期的地鐵運營管理，是以人工為主的監(jiān)控系統(tǒng)。由于技術局限性、各專業(yè)的監(jiān)控主要依靠人工進行，操作者與管理者之間的聯(lián)系，多以電話方式進行，該階段運營管理水

5、平較低，效率低下，各種設備運轉未實現(xiàn)自動化。 </p><p>　?。?）分立監(jiān)控系統(tǒng)：各關鍵專業(yè)子系統(tǒng)按照自身技術特點，建立各自獨立的計算機自動化系統(tǒng)，遵循三級控制、兩級管理原則。 </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)動要求少，各子系統(tǒng)獨立招標，系統(tǒng)接口管理工作復雜。 </p><p&

6、gt;　?。?）綜合監(jiān)控系統(tǒng)：設備控制為主，實現(xiàn)設備的可靠控制，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)控網絡、運行控制中心、冗余實時數(shù)據(jù)服務器、冗余歷史數(shù)據(jù)服務器、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)的網關配置裝置、連續(xù)電源、打印機、網絡運行系統(tǒng)、大屏幕顯示系統(tǒng)等部分所構成的，一般是用于監(jiān)視全線各個車站的具體子系統(tǒng)的工作運行狀態(tài)，實現(xiàn)中央級的實際操作控制功能。ISCS在中央監(jiān)控中心主要設置了中央級別的監(jiān)控網絡管理工作站，中央級別的監(jiān)控網絡關鍵之處在于冗余配置形式的以太網交換機。2.2車站、車輛段及停車場綜合監(jiān)控系統(tǒng) </p><p>　　車站相應的綜合監(jiān)控系統(tǒng)一般是由車站監(jiān)控網絡、車站服務

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)的網關配置裝置、打印機、綜合后備盤等部分所構成，通常用于監(jiān)視車站中各個子系統(tǒng)的工作運行狀態(tài)，可以有效地完成車站級的具體操作控制功能。車輛段及停車場綜合監(jiān)控系統(tǒng)（DISCS）設備主要由交換機、服務器、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等組成，通常用來監(jiān)視車輛段及停車場中各個子系統(tǒng)的工作運行狀態(tài)，可以

9、有效地完成車輛段及停車場級的具體操作控制功能。 </p><p>　　2.3ISCS主干網絡 </p><p>　　ISCS主干網用于全線各車站、車輛段、停車場、控制中心局域網之間的互聯(lián)，它是由設在車站、車輛段、停車場、控制中心等地點的交換設備及交換設備之間的區(qū)間光纜構成。ISCS的主干網絡大部分已經使用數(shù)據(jù)傳輸速率是1000Mbit/s的以太網交換機實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸功能的單一通信網絡節(jié)點。

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設置相應的綜合后備盤，在發(fā)生緊急狀況時啟動有關重要設施的后備控制功能。根據(jù)各種不同站設施配置與車控室布置的具體區(qū)別，應當合理地采用一站一設計的思想。各個車站控制室的IBP柜、工作臺的體積大小都需要根據(jù)房間大小而進行專門設置，控制室不但需要具備高效形式的車站控制功能，同

11、時在總體美觀方面具有相當高的規(guī)范標準。 </p><p>　　2.５ 集中告警系統(tǒng) </p><p>　　集中告警系統(tǒng)（IAS）可對ISCS的主要監(jiān)控設備進行集中告警，從而幫助運營維修人員更方便、更高效率地完成維修工作。 </p><p>　　2.６ 培訓管理系統(tǒng) </p><p>　　設置培訓管理子系統(tǒng)（TMS）的目的是使學員處于模擬仿真的

12、ISCS操作環(huán)境,對學員進行各種ISCS的培訓操作，包括仿真單點的設置、遙控、組控、模式控制等功能。TMS系統(tǒng)是獨立的系統(tǒng)，配置有獨立的培訓系統(tǒng)軟件。 </p><p><b>　　。 </b></p><p>　　3、ISCS在城市軌道交通中的應用 </p><p>　　以國內某條地鐵線路的ISCS為例，采用美國GE的Railedge軟件作為

13、核心軟件平臺，集成了PSCADA（變電所綜合自動化系統(tǒng)）、BAS（環(huán)境與設備監(jiān)控系統(tǒng)）、FAS（火災自動報警系統(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（自動售檢票系統(tǒng)）、SIG（信號系統(tǒng)）、CLK（時鐘系統(tǒng)）、通信集中告警系統(tǒng)等。 </p><p>　　國內某條地鐵線路ISCS系統(tǒng)構成如圖1所示： </p>

14、;<p>　　圖1 國內某條地鐵線路的ISCS系統(tǒng)構成 </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：單點控制、序列控制、模式控制、時間表控制、遠程組控、系統(tǒng)聯(lián)動控制、焓值控制、設備狀態(tài)監(jiān)視和趨勢記錄等相關內容。 </p><p><b>　　3.2 管理功

15、能 </b></p><p>　　ISCS可以進行安全認證管理、操作權限管理、系統(tǒng)維護管理、報警管理、文件管理、報表管理和打印管理等與運營有關的管理內容。3.3 控制中心調度功能 </p><p>　　ISCS為總調、電調、環(huán)調、客調、維調提供統(tǒng)一平臺，為行調提供支持性平臺，保障地鐵的安全高效運行，提高對事件的響應能力和處理速度，最大限度地保證列車、乘客和工作人員的安全，提升了

16、軌道交通的服務質量和綜合運營效率，實現(xiàn)了地鐵各子系統(tǒng)信息互通、資源共享，提升自動化水平，達到了減員增效的目的，同時為實現(xiàn)城市軌道交通信息化建設提供了支持和保障。 </p><p>　　3.4 車站級調度功能 </p><p>　　ISCS采用區(qū)域中心模式，全線車站級分為區(qū)域中心站與普通站，區(qū)域中心站對周邊的2-3個普通站進行相關的監(jiān)控和運營管理，實現(xiàn)了信息集中、資源共享的目的。當中心調度故

17、障時管理權限由相應區(qū)域中心代為接管，當普通車站調度故障時管理權限由區(qū)域中心站全權接管。 </p><p>　　3.5 維調與維修管理 </p><p>　　在控制中心設置維修調度，負責監(jiān)視全線所有ISCS管轄范圍內的機電設備工作狀態(tài)，監(jiān)視設備故障，派發(fā)維修工單，監(jiān)督設備維修情況，查閱歷史數(shù)據(jù)并打印統(tǒng)計報表。 在車輛段/停車場設置了綜合維修告警系統(tǒng)，系統(tǒng)支持集中報警和維修管理的功能。 <

18、;/p><p>　　3.6 培訓仿真測試系統(tǒng) </p><p>　　（1）仿真測試系統(tǒng)： </p><p>　　模擬ISCS操作環(huán)境和實際運行環(huán)境，并可以對主要的地鐵ISCS硬軟件產品進行測試，便于管理人員和技術人員掌握系統(tǒng)的響應性、穩(wěn)定性等性能指標，不斷提高運營管理和技術水平。 </p><p><b>　?。?）培訓系統(tǒng)： <

19、/b></p><p>　　通過對運營調度人員和設備維修及系統(tǒng)維護人員的培訓，使他們能掌握主要機電系統(tǒng)設備的工作原理、設備性能、故障識別和處理，保證軌道交通系統(tǒng)的正常運營。 </p><p>　　該線路的ISCS打造全運營概念的綜合監(jiān)控系統(tǒng)，真正實現(xiàn)調度、維修一體化的全運營管理系統(tǒng)。從而達到運營調度、救災指揮統(tǒng)一平臺的目標。 </p><p><b>

20、;　　4、結束語 </b></p><p>　　當前階段在全世界范圍內對ISCS的爭論性問題不斷增多，已經投入運行的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構，香港、西安地鐵在車站建立區(qū)域控制級的運行方式等方面。南京市的地鐵1號線南延線應用了并行數(shù)據(jù)庫的工作模式，在城市軌道交通行業(yè)領域中體現(xiàn)出一定的代表意義。選擇哪種具體的ISCS結構，主要的理論根據(jù)是車站對應的監(jiān)控模式、各種