摘要：綜合監(jiān)控系統(tǒng)作為國內(nèi)軌道交通應(yīng)用領(lǐng)域里新技術(shù)新模式。對監(jiān)控系統(tǒng)組成和系統(tǒng)集成方案進(jìn)行了分析，對出現(xiàn)的問題和對策進(jìn)行了研究。探討如何使綜合監(jiān)控系統(tǒng)與地鐵運(yùn)營管理需求更好結(jié)合，與地鐵管理模式相互適應(yīng)的對策。
　　關(guān)鍵詞：綜合監(jiān)控系統(tǒng)；應(yīng)用；維護(hù)；建議
　　隨著自動化技術(shù)的發(fā)展，越來越多的地鐵線路開始考慮和實(shí)施綜合監(jiān)控系統(tǒng)，通過綜合監(jiān)控系統(tǒng)統(tǒng)一的軟硬件平臺，實(shí)現(xiàn)資源共享、互聯(lián)互通、設(shè)備集中管理和維護(hù)，以及對子系統(tǒng)故障的監(jiān)測，并為緊急情況下事件的處理提供全面而及時的信息和控制能力，提高地鐵整體運(yùn)營調(diào)度管理水平。
　　1、綜合監(jiān)控系統(tǒng)組成及集成方案
　　1.1系統(tǒng)硬件組成
　　系統(tǒng)主要由中央綜合監(jiān)控系統(tǒng)、車站綜合監(jiān)控系統(tǒng)(包括綜合后備盤)及綜合監(jiān)控骨干網(wǎng)等組成。
　　中央綜合監(jiān)控系統(tǒng)用于監(jiān)視全線各車站(包括車輛段)的各個子系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，完成中央級的操作控制功能。地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)在中央監(jiān)控中心設(shè)立中央級監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)管理工作站。中央級監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的核心是冗余配置的以太網(wǎng)交換機(jī)；車站綜合監(jiān)控系統(tǒng)與車輛段監(jiān)控系統(tǒng)分別位于車站、車輛段。用于監(jiān)視車站各子系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，完成車站級的操作控制功能；綜合監(jiān)控骨干網(wǎng)是連接車站級監(jiān)控系統(tǒng)和中央級監(jiān)控系統(tǒng)的主干傳輸通道，它將中央級監(jiān)控系統(tǒng)、車站級監(jiān)控系統(tǒng)和車輛段監(jiān)控系統(tǒng)連接為一有機(jī)整體；車站車控室設(shè)置綜合后備盤(IBP)，實(shí)現(xiàn)緊急情況下(災(zāi)害及阻塞)相關(guān)重要設(shè)備的后備控制功能。
　　1.2系統(tǒng)集成方案
　　從集成系統(tǒng)的范圍和集成深度來看，目前國內(nèi)軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)系統(tǒng)集成方案可分為以下4種�？筛鶕�(jù)建設(shè)規(guī)模、成本控制以及運(yùn)營模式的需要選擇實(shí)施不同的方案。
　　信息集成方案：信息集成就是保留目前各系統(tǒng)的分立局面，利用各系統(tǒng)提供的開放式數(shù)據(jù)接口，增加相應(yīng)的數(shù)據(jù)收集、存儲、分發(fā)和處理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)信息共享和系統(tǒng)間的快速指揮。如南京地鐵2號線采用信息集成方案，暫考慮只監(jiān)視不控制。
　　部分淺集成方案：該方案對部分軟硬件平臺接近的系統(tǒng)進(jìn)行集成，其優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)成熟、容易實(shí)施、工程投資增加不大。該方案以滿足各集成系統(tǒng)的正常功能為主，但由于集成的范圍有限，對提高地鐵系統(tǒng)整體運(yùn)營操作方便效果不大。如重慶輕軌的FAS、BAS系統(tǒng)，深圳地鐵一期工程的FAS+機(jī)電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)(EMCS)+SCADA都可以看做這種集成方式。
　　準(zhǔn)集成方案：準(zhǔn)集成是將除通信、信號和自動售檢票系統(tǒng)外的大多數(shù)支撐系統(tǒng)集成為一個系統(tǒng)。該集成方案中各設(shè)備系統(tǒng)的軟硬件平臺接近,容易實(shí)施,改善了目前各系統(tǒng)分散零亂的局面。如廣州市軌道交通3、4號線已采用了這種集成方式,為這種集成方式提供了實(shí)施經(jīng)驗(yàn)。
　　深度集成方案：該集成將地鐵的全部配套系統(tǒng)和支撐系統(tǒng)集成為一個系統(tǒng)，是一種理想的集成方式，但涉及面太廣，工程實(shí)施難度大。正在實(shí)施中的廣州地鐵5號線、北京地鐵5號線、成都地鐵1號線、深圳地鐵3號線等均采用這種集成模式，但目前還未建成投入運(yùn)營。香港地鐵、新加坡地鐵有較成功的完全深度集成實(shí)施運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)，可供內(nèi)地地鐵建設(shè)借鑒。
　　與安全有關(guān)的系統(tǒng)宜采用準(zhǔn)集成或深度集成的方式，在一個工作站界面上報警時彈出圖形界面并有聲光提示，能完成相關(guān)的操作；只與運(yùn)營管理有關(guān)的系統(tǒng)人機(jī)界面，宜采用信息集成或部分淺集成的方式，用輔助工作站實(shí)現(xiàn)對地鐵全局各子系統(tǒng)實(shí)時信息的掌握。
　　2、綜合監(jiān)控系統(tǒng)需重點(diǎn)解決的問題及策略
　　2.1數(shù)據(jù)處理與協(xié)議轉(zhuǎn)換
　　綜合監(jiān)控系統(tǒng)中所有集成與互連的系統(tǒng)數(shù)據(jù)都統(tǒng)一接入綜合監(jiān)控系統(tǒng)的前端處理器(FEP)。前端處理器負(fù)責(zé)綜合監(jiān)控系統(tǒng)與各相連系統(tǒng)的接口管理，完成規(guī)約轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)初始處理、周期訪問和協(xié)議轉(zhuǎn)換，并將不同格式的實(shí)時數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為綜合監(jiān)控系統(tǒng)統(tǒng)一的內(nèi)部數(shù)據(jù)對象格式，提交到系統(tǒng)車輛段、車站級和中央實(shí)時服務(wù)器。但這樣易造成前端處理器通信瓶頸，隨著系統(tǒng)的擴(kuò)大，信息傳輸?shù)膶?shí)時性將會受到影響。因此，對FEP的技術(shù)指標(biāo)等級要求較高，如深圳地鐵3號線前置數(shù)據(jù)處理機(jī)采用專用工業(yè)級產(chǎn)品或高性能、高速度、高可靠性的知名品牌主流服務(wù)器，前置數(shù)據(jù)處理器獨(dú)立裝置不與其他設(shè)備合并。FEP應(yīng)具有支持多種協(xié)議轉(zhuǎn)換、支持多種通信接口的模塊；應(yīng)具有足夠的網(wǎng)絡(luò)口、串口，以接入相應(yīng)系統(tǒng)；各功能模塊應(yīng)具有自診斷功能。每個FEP通過1000Mbit/s以太網(wǎng)接口與綜合監(jiān)控系統(tǒng)交換機(jī)相聯(lián)。FEP是冗余配置，單點(diǎn)故障不應(yīng)影響系統(tǒng)功能，以保證數(shù)據(jù)流的處理與傳輸。
　　2.2人機(jī)界面整合
　　綜合監(jiān)控系統(tǒng)集成范圍較大，集成軟件完全取代了被集成子系統(tǒng)的軟件，并實(shí)現(xiàn)被集成子系統(tǒng)的全部功能，極大地提高了集成系統(tǒng)的性能。因此，集成軟件人機(jī)界面圖形層次多，軟件開發(fā)工作量很大，特別是數(shù)據(jù)庫的二次開發(fā)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)統(tǒng)一規(guī)劃，有的專業(yè)系統(tǒng)需要建獨(dú)立的數(shù)據(jù)庫，而有的專業(yè)系統(tǒng)可利用其他專業(yè)的數(shù)據(jù)庫。例如:對于信號ATS的集成，由于信號系統(tǒng)是涉及行車安全的設(shè)備，并有專用的軟件和通訊協(xié)議，如果通訊協(xié)議的開放條件許可，則可在綜合監(jiān)控系統(tǒng)的人機(jī)界面中嵌入其系統(tǒng)的圖形人機(jī)界面，實(shí)現(xiàn)復(fù)視管理功能，方便運(yùn)營人員在統(tǒng)一的平臺上操作人機(jī)界面。而另外一些單系統(tǒng)所特有的功能，由于綜合監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)此功能需要較高的成本(無法利用成熟的軟件，需要在新平臺上進(jìn)行開發(fā))，因此綜合監(jiān)控系統(tǒng)工作站利用串口接入，通過互聯(lián)來實(shí)現(xiàn)此功能。
　　2.3系統(tǒng)時鐘同步
　　車站級綜合監(jiān)控系統(tǒng)需向與之集成和互聯(lián)的系統(tǒng)即時主動發(fā)布時鐘信息，而不需要指出具體的接收者，需要這種時鐘信息的系統(tǒng)可以有選擇性地接收該時鐘信息，從而更好地保證了系統(tǒng)的實(shí)時性。但監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)規(guī)模擴(kuò)大后，傳輸時時鐘延遲必然加大，且眾多信息通過中央路由器時可能會產(chǎn)生擁塞，影響實(shí)時性要求嚴(yán)格的故障診斷信息傳輸(如電力系統(tǒng)監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集(PSCADA)等)，嚴(yán)重的話還會造成數(shù)據(jù)報文的丟失，影響監(jiān)控中心做出正確及時的決策。因此，實(shí)時性要求嚴(yán)格的系統(tǒng)(如PSCA-DA)應(yīng)接受通訊母時鐘的信息。
　　2.4系統(tǒng)的可靠性與容錯性
　　綜合監(jiān)控系統(tǒng)一旦故障對整個系統(tǒng)影響較大，因此其服務(wù)器、交換機(jī)等應(yīng)采用冗余方式。如深圳地鐵3號線采用了后備線控站方式提高系統(tǒng)的可靠性:當(dāng)控制中心發(fā)生事故時，后備線控站的綜合監(jiān)控系統(tǒng)工作站以中央級用戶登錄使用，可監(jiān)控全線車站常規(guī)設(shè)備；后備線控站能提供與中心級系統(tǒng)同樣的功能，直至原控制中心恢復(fù)，轉(zhuǎn)交控制權(quán)。此外，在綜合監(jiān)控系統(tǒng)中安置多個復(fù)制的軟件模塊，可以通過“故障代碼”及“發(fā)生事件”使用這些復(fù)制的備份軟件，來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的容錯。
　　2.5系統(tǒng)的可擴(kuò)展性
　　地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)的服務(wù)器、交換機(jī)等關(guān)鍵設(shè)備應(yīng)預(yù)留20%~40%的容量或插槽；軟件宜采用無限點(diǎn)可擴(kuò)展軟件，為今后系統(tǒng)擴(kuò)展打下基礎(chǔ)。這樣，如果是同構(gòu)系統(tǒng)的擴(kuò)展，只需簡單將其數(shù)據(jù)域合并；而異構(gòu)系統(tǒng)的擴(kuò)展則建立網(wǎng)關(guān)。地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)應(yīng)適合系統(tǒng)動態(tài)擴(kuò)展，可在線修改、擴(kuò)充子系統(tǒng)而不干擾已經(jīng)運(yùn)作的其它子系統(tǒng)。新加入的子系統(tǒng)調(diào)試通過后，可以和原有的系統(tǒng)無縫地集成，共同實(shí)現(xiàn)整個地鐵的各項(xiàng)任務(wù)。
　　3、結(jié)論
　　綜合監(jiān)控系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)各設(shè)備系統(tǒng)整合監(jiān)控的同時，更須與運(yùn)營管理需求相結(jié)合；在實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一操作維護(hù)界面的同時，更須體現(xiàn)各子專業(yè)監(jiān)控習(xí)慣和使用特點(diǎn)；在實(shí)現(xiàn)方便使用的同時，更須方便分層管理維護(hù)；這樣才能在實(shí)現(xiàn)綜合監(jiān)控系統(tǒng)“做大”的同時，將綜合監(jiān)控系統(tǒng)“做強(qiáng)”。
　　綜合監(jiān)控系統(tǒng)已成為現(xiàn)代軌道交通設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控的重要應(yīng)用平臺。隨著信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，綜合監(jiān)控系統(tǒng)必將在現(xiàn)代軌道交通運(yùn)行管理應(yīng)用中發(fā)揮更突出的作用，為軌道

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