黃惠群

（廣州軌道交通建設監(jiān)理有限公司，廣州 510010）

軌道交通是城市發(fā)展的命脈，如何解決交通擁堵成為當前很多國家普遍關注的問題。從建設、運營與管理角度構建信息化共享平臺，應用綜合監(jiān)控系統(tǒng)具有其必要性，因為它能夠實現(xiàn)對城市軌道交通的自動化管控。目前，我國已經(jīng)成功組建了城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)（Intergrated Supervision and Control System，ISCS），它能夠滿足城市軌道交通線路體系中所有電力與機電設備系統(tǒng)的有效監(jiān)控，并實施分層分布式信息集成來進一步優(yōu)化綜合監(jiān)控精細化管控。從技術角度看，它的若干子集成系統(tǒng)就發(fā)揮了作用，一方面滿足專業(yè)系統(tǒng)的集成，一方面實現(xiàn)信息互聯(lián)與共享，對促進城市軌道交通高效率運維具有現(xiàn)實意義。

1 城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)組成與應用的必要性

當前，我國城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)平臺已經(jīng)基本形成，并滲透了更多電子化、數(shù)字化與信息傳輸網(wǎng)絡化應用技術，在信息處理智能化與應用普及化方面擁有其相當高的技術能力。在圍繞信息共享平臺核心所構建的城市地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)中，這些應用技術的存在也有效地保障了地鐵系統(tǒng)安全運行，提高運行效率，為城市軌道交通綜合監(jiān)控提供了較為全面的問題解決方案。

從軌道交通本身來看，它屬于規(guī)模龐大的系統(tǒng)化工程，其中包含了諸多子系統(tǒng)參與總系統(tǒng)所設置的預訂運營任務，希望達到各個運營任務之間目標優(yōu)化的協(xié)調一致。具體到細節(jié)技術部分，它就包括了多個分支子系統(tǒng)，如電力監(jiān)控系統(tǒng)（PSCADA）、環(huán)境與設備監(jiān)控系統(tǒng)（BAS）、火災報警系統(tǒng)（FAS）、列車調度系統(tǒng)（ATS）、門禁監(jiān)控系統(tǒng)（ACS）、乘客信息系統(tǒng)（PIS）以及閉路電視系統(tǒng)（CCTV）等。這些子系統(tǒng)在監(jiān)控過程中秉承大數(shù)據(jù)理念，所經(jīng)手處理的數(shù)據(jù)可達到百萬級，因此它對系統(tǒng)集成技術能力的要求非常高。

另外，當前我國科學技術發(fā)展水平?jīng)Q定了軌道交通自動化技術的發(fā)展程度，因為從過往的子系統(tǒng)分離式監(jiān)控形態(tài)到當前高集成度微處理器形式來看，這種技術進化是必然的。按照Moore定律來預測處理器主頻速度就能發(fā)現(xiàn)，目前的軌道系統(tǒng)主頻已經(jīng)能達到幾十個GHz，而CPU速度與性能也有大幅度提高，為未來城市軌道交通建立大型綜合監(jiān)控平臺奠定了現(xiàn)實硬件基礎。所以，目前計算機與互聯(lián)網(wǎng)通信技術所引導下的城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)集成化、信息化、自動化以及智能化發(fā)展態(tài)勢已經(jīng)勢不可擋。

2 城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀與基本組成

2.1 發(fā)展現(xiàn)狀

發(fā)展城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)是每個國家都必須做好的工作，進入20世紀80年代以后，美國、法國、西班牙等歐美國家就開始研發(fā)該系統(tǒng)，以它來實現(xiàn)國內城市軌道交通運作的有效規(guī)劃與研究，基本滿足了形成調度指揮工作的所有需要。進入21世紀以后，一些歐美及亞洲國家的高科技地鐵軌道新線已經(jīng)紛紛建立。例如，新加坡東北線、西班牙馬德里新線都采用綜合自動化監(jiān)控系統(tǒng)；而美國費城、德國法蘭克福等地深度結合機場捷運系統(tǒng)，集成構建了SG信號系統(tǒng)，PSCADA、PA、BAS廣播系統(tǒng)，TIS車載信息系統(tǒng)以及CCTV閉路電視系統(tǒng)等。

在國內，城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)同樣發(fā)展快速。例如，北京地鐵1號線于2002年建設了EMCS車站設備監(jiān)控系統(tǒng)和PSCADA集成平臺。特別是它的全自動化、獨立人機界面體系設計能夠實現(xiàn)更多城市軌道交通綜合監(jiān)控功能，為北京地鐵系統(tǒng)乃至全國的城市軌道交通綜合自動化快速發(fā)展助力。而廣州地鐵的3、4、9號線等線路全面開通地鐵信息共享集成平臺，該平臺就涵蓋了PACADA、BAS、FAS、EMCS等多個平臺，同時還在12個城市軌道交通子系統(tǒng)中配備了AFC售檢票系統(tǒng)和PSD、ACS屏蔽門系統(tǒng)，從互聯(lián)系統(tǒng)數(shù)量與容量方面實現(xiàn)了相對全面的相關數(shù)據(jù)分析，它表明廣州地鐵大型綜合監(jiān)控系統(tǒng)的接口開發(fā)與管理規(guī)范化程度非常高，象征著我國城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展已經(jīng)逐漸走向成熟[1]。

2.2 系統(tǒng)基本組成

目前，城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)建設的總體要求就是要保證乘客安全，優(yōu)化子系統(tǒng)相互之間的事件與業(yè)務關聯(lián)聯(lián)動，保證在突發(fā)事件出現(xiàn)后能夠快速反應應變，強化城市軌道交通對各種災害的有效抵御能力。在行車保障方面，該系統(tǒng)則提供了統(tǒng)一化技術基礎數(shù)據(jù)平臺，確保子系統(tǒng)基本運行參數(shù)穩(wěn)定，同時提升運營管理效率。而在節(jié)能降耗方面，則希望優(yōu)化設備整體的運行模式，有效降低設備運營能耗與成本。最后在營運線路信息中心建設與利用方面，則通過城市交通網(wǎng)絡化交通營運管理與上層管理部門共同優(yōu)化系統(tǒng)信息渠道與接口方式。

圖1 城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)的基本組成

簡言之，城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)采用現(xiàn)場總線接入式模式，它基于骨干網(wǎng)構建傳輸系統(tǒng)，將綜合監(jiān)控系統(tǒng)中央級監(jiān)控網(wǎng)、車站級監(jiān)控網(wǎng)完整連接起來，同時建立網(wǎng)絡管理系統(tǒng)、培訓系統(tǒng)與設備維護管理系統(tǒng)等功能子系統(tǒng)，如圖1所示[2]。

3 城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)組成與應用關鍵環(huán)節(jié)

3.1 把握系統(tǒng)研發(fā)與平臺搭建

城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)在組成與應用方面首先要靈活把握系統(tǒng)建設第一關鍵點，結合系統(tǒng)軟件及集成工具實現(xiàn)對系統(tǒng)接口的開發(fā)、測試、調試與技術驗收。同時，要充分利用好系統(tǒng)集成商，通過它來構建地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)工程內容，做到技術檢驗、軟件修改與應用軟件平臺工具組態(tài)，健全化系統(tǒng)中所有的人機界面體系，實現(xiàn)對綜合監(jiān)控軟件構成中所有核心技術的有效控制與合理調整。所以，系統(tǒng)本身要合理利用系統(tǒng)集成商來組織協(xié)商各項綜合監(jiān)控活動，把握系統(tǒng)建設第一關鍵點。

3.2 把握系統(tǒng)分級控制及管理

人們要把握好城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)的分級控制和管理，其綜合監(jiān)控系統(tǒng)分級管控如圖1所示。

中央級綜合監(jiān)控系統(tǒng)：系統(tǒng)配置的網(wǎng)絡交換機，實現(xiàn)中央級所有網(wǎng)絡資源的互聯(lián)。網(wǎng)絡交換機直接連接到綜合監(jiān)控系統(tǒng)的骨干通信網(wǎng)絡。

車站級綜合監(jiān)控系統(tǒng)：系統(tǒng)配置的冗余的帶路由功能的網(wǎng)絡交換機，通過現(xiàn)場總線模式采集車級設備數(shù)據(jù)，同時實現(xiàn)車站級所有網(wǎng)絡資源的互聯(lián)。網(wǎng)絡交換機直接連接到綜合監(jiān)控系統(tǒng)的骨干通信網(wǎng)絡。

3.3 把握系統(tǒng)功能定位

通過對城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)的功能調整與信息共享平臺建設，人們提出了集成與互聯(lián)等不同的組成方式。其中，諸如阻塞模式、防災模式等多種特殊狀況下的系統(tǒng)自動聯(lián)動模式，它希望有效減輕當前軌道交通技術管理及操作人員的工作負擔，保證系統(tǒng)開發(fā)與應用創(chuàng)新能力的持續(xù)優(yōu)化。

從功能定位與工程范圍兩方面來看，城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)在組成與應用方面存在深度集成方式，其中以FAS為核心集成構建子系統(tǒng)，它的建設目標理念為安全防護，如火災預警與防火工作。當然，系統(tǒng)在安全方面的功能定位還要結合地方相關消防部門的職能，保證系統(tǒng)中技術應用的有效性與權威性[3]。

圖2 綜合監(jiān)控系統(tǒng)分級管控

4 結語

城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)在組成與應用方面涉及諸多技術內容與技術規(guī)范要求。系統(tǒng)可提高地鐵的自動化程度，提高監(jiān)控信息密度和關聯(lián)度，減少運營人員；優(yōu)化系統(tǒng)構成，減少硬件配置數(shù)量；統(tǒng)一系統(tǒng)軟件平臺，方便監(jiān)控和管理，方便維護和管理；降低系統(tǒng)投資和運營管理成本。綜合監(jiān)控系統(tǒng)可提高運營服務水平、監(jiān)控水平、防災能力及管理水平，并實現(xiàn)技術內容的高集成化和高智能化，全面推動城市軌道交通運營持續(xù)向前發(fā)展。