王 威 祝華淞

沈陽(yáng)新松機(jī)器人自動(dòng)化股份有限公司

地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成及優(yōu)化

王 威 祝華淞

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地鐵系統(tǒng)是利用密集班次、行駛于專用路線的公共運(yùn)輸系統(tǒng)，其列車可迅速載送大量旅客至城市內(nèi)及鄰近地區(qū)。同時(shí)，為避免其他地面交通干擾，其運(yùn)輸路線通常采用地面專用道、地下或高架穿越方式興建。

地鐵；綜合監(jiān)控系統(tǒng)；發(fā)展方向

引言：

地鐵的行車系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、票務(wù)系統(tǒng)和信號(hào)系統(tǒng)等，各個(gè)看似獨(dú)立的系統(tǒng)之間有各種各樣復(fù)雜的關(guān)系。然而，一個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)作通常需要另一個(gè)系統(tǒng)的配合。但是就目前來(lái)說(shuō)，各個(gè)系統(tǒng)都有各自的特點(diǎn)、不同的安全等級(jí)以及不同的數(shù)據(jù)冗余，各個(gè)系統(tǒng)又自成體系，擁有獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、服務(wù)器或者工作站等。這種系統(tǒng)模式很難實(shí)現(xiàn)信息的互通、資源的共享。這種系統(tǒng)模式大大降低了運(yùn)營(yíng)的效率和可靠性。因此各地鐵公司都開始實(shí)行地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)，把每個(gè)平臺(tái)都關(guān)聯(lián)起來(lái)，發(fā)揮它們的集體優(yōu)勢(shì)。

1.地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)的體現(xiàn)

建立地鐵的綜合監(jiān)控系統(tǒng)的目的是把動(dòng)力監(jiān)控系統(tǒng)、FAS、BAS、行車調(diào)度系統(tǒng)等系統(tǒng)的功能集合為一體。綜合監(jiān)控系統(tǒng)不但要實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)系統(tǒng)的設(shè)備進(jìn)行遙信、遙測(cè)、遙調(diào)、遙控，而且要借助計(jì)算機(jī)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)信息資源共享以保證各個(gè)系統(tǒng)的高效率性以及對(duì)應(yīng)急事件的處理能力。信息共享的功能主要表現(xiàn)在各種故障模式和相關(guān)的設(shè)備的互動(dòng)來(lái)體現(xiàn)綜合監(jiān)控系統(tǒng)的價(jià)值。

2.地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)的兩種結(jié)構(gòu)

2.1 建立綜合監(jiān)控系統(tǒng)的基本原則是：

(1) 反饋實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的信息，以此全面的了解設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)；

(2) 共享足夠的信息，協(xié)調(diào)好各個(gè)系統(tǒng)之間的調(diào)度管理，以此來(lái)保證高效率的調(diào)度能力；

(3) 劃分合理的功能和分配調(diào)度界面，以此來(lái)保證系統(tǒng)的可靠性和調(diào)度的有序性；

(4)有利于建設(shè)合理的調(diào)度管理體制；

(5)合理的建設(shè)投資和最佳的性價(jià)比；

2.2 地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)是處理和傳遞實(shí)時(shí)的系統(tǒng)信息和以數(shù)據(jù)服務(wù)為核心的監(jiān)控系統(tǒng)。綜合監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)由這個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)服務(wù)的模式?jīng)Q定的。這個(gè)模式有下面兩種最基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)：一種是被稱為集中式的綜合監(jiān)控系統(tǒng)，是基于集中數(shù)據(jù)的服務(wù)模式的結(jié)構(gòu)；另一種是被稱為分布式的綜合監(jiān)控系統(tǒng)，是基于分布式數(shù)據(jù)的服務(wù)模式的結(jié)構(gòu)。

2.3 集中式的綜合控制系統(tǒng)選用的集中數(shù)據(jù)的服務(wù)模式，是以中央級(jí)作為核心的數(shù)據(jù)服務(wù)方式；該系統(tǒng)很多數(shù)據(jù)的處理都是通過中央服務(wù)器處理的；而中央級(jí)的綜合監(jiān)控系統(tǒng)是直接和車站級(jí)的綜合監(jiān)控系統(tǒng)關(guān)聯(lián)在一起的，各個(gè)子系統(tǒng)的監(jiān)控中心和車站級(jí)的監(jiān)控平臺(tái)共同提供信息資源；數(shù)據(jù)的粒度很粗，信息一般是比較高層的決策信息，而細(xì)節(jié)的信息也主要通過車站級(jí)的系統(tǒng)來(lái)儲(chǔ)存和處理的。

3.地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)兩種構(gòu)成方案的對(duì)比

集中式的綜合監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的完整性和統(tǒng)一性比較有利，在數(shù)據(jù)的處理和數(shù)據(jù)的同步上都比較簡(jiǎn)單，還能最優(yōu)化的分享中央級(jí)的各種資源。但是這種方案主要還是依靠中央級(jí)的服務(wù)器的各種性能，而且處理的數(shù)據(jù)量非常大，中央服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)承載的負(fù)擔(dān)非常大。這種結(jié)構(gòu)的瓶頸所在是服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)線路，一旦發(fā)生重大的事故，就會(huì)造成全線的監(jiān)控系統(tǒng)癱瘓。分布式的綜合監(jiān)控系統(tǒng)因?yàn)樵跀?shù)據(jù)、硬件和控制維度上的分散，中央服務(wù)器和主干網(wǎng)的負(fù)載會(huì)減輕，但該系統(tǒng)是在數(shù)據(jù)的完整性和一致性上都比集中式的綜合監(jiān)控系統(tǒng)差的。

在擴(kuò)展性方向來(lái)說(shuō)，集中式的綜合監(jiān)控系統(tǒng)主要依靠中央級(jí)的服務(wù)器，和車站級(jí)的服務(wù)器沒有很大的關(guān)系；如果要增加一些站點(diǎn)，對(duì)中央服務(wù)器來(lái)說(shuō)，它的壓力會(huì)明顯增加，還必須要通過升級(jí)服務(wù)器來(lái)解決該問題。但是又因?yàn)榉?wù)器的市場(chǎng)發(fā)展比較慢，而且價(jià)格很昂貴，而分布式的綜合監(jiān)控又因?yàn)榫S度比較分散，增加新的站點(diǎn)對(duì)系統(tǒng)的承載基本沒有什么影響，所以，在擴(kuò)展能力和成本控制上分布式上午綜合監(jiān)控系統(tǒng)比較有優(yōu)勢(shì)。

總體來(lái)說(shuō)，兩種監(jiān)控模式在設(shè)計(jì)的使用中都各有千秋。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，分布式的綜合監(jiān)控系統(tǒng)絕大多數(shù)都應(yīng)用于目前的地鐵行業(yè)中，比如南京地鐵6號(hào)線、香港地鐵、西安地鐵、北京地鐵10號(hào)線等。該系統(tǒng)已經(jīng)成為目前軌道交通行業(yè)的著重發(fā)展方向。

4.綜合監(jiān)控系統(tǒng)的施工工藝分析

4.1 綜合監(jiān)控系統(tǒng)的規(guī)劃：根據(jù)監(jiān)控對(duì)象把機(jī)電系統(tǒng)劃分為三個(gè)子系統(tǒng)，分別是環(huán)境控制子系統(tǒng)、建筑控制子系統(tǒng)和車站信息導(dǎo)向子系統(tǒng)。環(huán)境控制子系統(tǒng)主要是監(jiān)控隧道的通風(fēng)系統(tǒng)、車站的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)， 包括車站的通風(fēng)空調(diào)小系統(tǒng)、車站排水系統(tǒng)等， 還用各種傳感器的參數(shù)監(jiān)測(cè)環(huán)境調(diào)節(jié)情況

4.2 綜合監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)：機(jī)電設(shè)備的監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)分為兩層： 第一層是車站的網(wǎng)絡(luò)層， 各個(gè)子系統(tǒng)控制器通過工業(yè)的以太網(wǎng)連接， 選用冗余的100M光纖環(huán)網(wǎng)；第二層是現(xiàn)場(chǎng)總線層，各個(gè)子系統(tǒng)控制器通過現(xiàn)場(chǎng)總線連接到現(xiàn)場(chǎng)控制器。與此同時(shí)， 在車站另一端的設(shè)備監(jiān)控室里設(shè)置了用來(lái)維護(hù)的維修工作站和打印機(jī)。

4.3 綜合監(jiān)控系統(tǒng)的接口設(shè)計(jì)：綜合監(jiān)控系統(tǒng)在車站和相關(guān)的系統(tǒng)中有比較多的接口。接口的設(shè)計(jì)也是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要部分。綜合監(jiān)控系統(tǒng)在車站和主控系統(tǒng)、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、集中車站監(jiān)控系統(tǒng)、通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)、配電照明系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)和電梯系統(tǒng)都有接口。

5.施工中遇到的問題

5.1 監(jiān)控對(duì)象變化引起的問題：車站進(jìn)出口和室外的風(fēng)冷機(jī)組的位置都需要確定規(guī)劃部門。因?yàn)檐囌疚挥诒容^繁華的地區(qū)，綜合監(jiān)控系統(tǒng)需要調(diào)整進(jìn)出口設(shè)備的布置和整體的車站內(nèi)部的路由管線來(lái)配合變化。

5.2 管線敷設(shè)引起的問題：綜合監(jiān)控系統(tǒng)在車站里面除了公共部分敷設(shè)了線槽保護(hù)的線纜之外， 在設(shè)備區(qū)以鋼管敷設(shè)為主， 導(dǎo)致部分地區(qū)管線施工難度大。建議以后在設(shè)備區(qū)的走道、公共區(qū)等地方設(shè)置線槽，在環(huán)控機(jī)房傳感器集中的地方也設(shè)置線槽，以此來(lái)方便施工，有利于檢修。

6.結(jié)語(yǔ)

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，匯集設(shè)計(jì)者的研究，經(jīng)過優(yōu)化和改進(jìn)，地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)將會(huì)有更好的系統(tǒng)性能和更低的系統(tǒng)造價(jià)。

[1]張發(fā)明，高占奎，王穎.北京地鐵10號(hào)線綜合監(jiān)控系統(tǒng)及評(píng)價(jià)[J].現(xiàn)代城市軌道交通，2010

[2]李中.地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)研究[J].城市軌道交通研究，2008

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