魏琦 柴亮 張靜

摘要：城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)是以自動(dòng)化技術(shù)為核心，支持?jǐn)U展且實(shí)現(xiàn)了模塊化目標(biāo)的大型綜合自動(dòng)化項(xiàng)目。但是，因考慮項(xiàng)目投資及工期，越來(lái)越多的線路進(jìn)行分期建設(shè)，軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)兩期貫通的實(shí)施困難日益顯現(xiàn)，一方面要保證地鐵的正常運(yùn)營(yíng)，不能對(duì)既有線正常運(yùn)營(yíng)產(chǎn)生影響，另一方面要對(duì)新建車站進(jìn)行調(diào)試。

關(guān)鍵詞：地鐵;綜合監(jiān)控;延伸線;網(wǎng)絡(luò)接入;分析

1導(dǎo)言

綜合監(jiān)控系統(tǒng)是地鐵系統(tǒng)中不可或缺的一個(gè)重要組成部分，因?yàn)榈罔F是一種相對(duì)來(lái)說(shuō)比較新型的交通運(yùn)輸方式，其全部的行程都處于地下，雖然在建造過(guò)程中和安全檢驗(yàn)中，保障其盡可能安全。但是在實(shí)際應(yīng)用中，地鐵系統(tǒng)一旦出現(xiàn)故障，發(fā)生大的事故，其造成的后果也是非常嚴(yán)重的，而綜合監(jiān)控系統(tǒng)作為一種監(jiān)控模式，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)地鐵系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中的各種可能出現(xiàn)的異常情況和突發(fā)情況，及時(shí)報(bào)警，使人們能夠提前預(yù)防，或者盡早搶救。因?yàn)榈罔F是一項(xiàng)大型的工程，單一的傳統(tǒng)模式下的監(jiān)控系統(tǒng)很難全面把握，因此我們需要一種綜合的監(jiān)控模式對(duì)此進(jìn)行管理。

2地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用技術(shù)

2.1控制沖突問(wèn)題的技術(shù)

從表面上看，地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)是比較簡(jiǎn)單的系統(tǒng)，可是在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程中，該系統(tǒng)所產(chǎn)生的影響，幾乎覆蓋了地鐵運(yùn)行的每一個(gè)組成部分。為此，想要讓地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行更加穩(wěn)定，必須在控制沖突問(wèn)題的技術(shù)上做出積極的努力。該項(xiàng)技術(shù)的操作，目的在于協(xié)調(diào)好系統(tǒng)與其他工作的良性循環(huán)，從而讓地鐵在運(yùn)行過(guò)程中，能夠得到更多的支持與保護(hù)，減少問(wèn)題的反復(fù)出現(xiàn)。在地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)的互聯(lián)以及集成體系結(jié)構(gòu)中，BAS（Brake AssistSystem，制動(dòng)輔助系統(tǒng)）和PSCADA（Power Supervisory ControlAnd Data Acquisition，電力監(jiān)控）系統(tǒng)通常情況下都擁有一定的控制功能，而具有一定操作功能的系統(tǒng)則主要有CCTV（在線直播系統(tǒng)），PA（有線廣播系統(tǒng)）以及PIS（PIS Product Idendity System，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)行銷系統(tǒng)）等。

2.2數(shù)據(jù)發(fā)送以及同步的關(guān)鍵技術(shù)

就地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)講有樣式各異的為數(shù)較多的數(shù)據(jù)類型在其中存在，典型形式的數(shù)據(jù)信息主要包含由各個(gè)主變電所、牽引降壓變電所與各個(gè)子系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)信息進(jìn)入到地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)相應(yīng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息流，存儲(chǔ)全部采樣、告警等各階段的歷史數(shù)據(jù)信息，假如系統(tǒng)有故障情況或者是異常問(wèn)題出現(xiàn)的話，冗余機(jī)制就能夠從根本上來(lái)確保數(shù)據(jù)信息的穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，在有效的運(yùn)用了相關(guān)的軟件之后，就能夠很好的實(shí)現(xiàn)所有通信模塊時(shí)間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的作用，同時(shí)對(duì)于地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)以及人機(jī)操作界面之間數(shù)據(jù)的傳輸也有著一定的幫助。

3地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)簡(jiǎn)介

3.1綜合監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用的背景

我們知道軌道交通的歷史比較悠久，尤其是在英美等國(guó)家，從火車的發(fā)明開(kāi)始，我們就不斷在軌道交通的方向上探索和努力，地鐵的發(fā)明和成功運(yùn)行，是人類交通史上一個(gè)重大的突破，它突破了人們普遍只能在地面上行走，避免了交通的障礙，人群擁擠，能夠在自己固定的軌道上進(jìn)行快速移動(dòng)，不需要因?yàn)槁房诙＼嚮蛘呤前l(fā)生一些意外撞車的事故等，通常來(lái)說(shuō)地鐵交通運(yùn)輸系統(tǒng)相對(duì)于地面運(yùn)輸系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，要安全得多，同時(shí)也要更加的方便和快捷，因此地鐵成為越來(lái)越多人出門的首選出行方式。但是在實(shí)際運(yùn)行中，人們逐漸發(fā)現(xiàn)了一些問(wèn)題，那就是地鐵系統(tǒng)屬于半封閉式，在地下軌道中行走，一旦出現(xiàn)安全隱患和危險(xiǎn)發(fā)生時(shí)，往往不能夠及時(shí)的采取救援或預(yù)防的方法，而由于地理環(huán)境的特殊性，就使得能夠逃出來(lái)的乘客十分的少，造成的每一次交通，每一次事故所造成的傷亡和財(cái)產(chǎn)損失也非常嚴(yán)重。隨著電力的大量應(yīng)用以及電子信息技術(shù)的不斷發(fā)展監(jiān)控系統(tǒng)逐漸被應(yīng)用于地鐵交通系統(tǒng)之中，成為監(jiān)控地鐵交通運(yùn)行過(guò)程是否安全的重要措施和保障之一。

3.2地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展

地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展并非是一帆風(fēng)順的，其是由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，由受人抵制到受人歡迎，地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)經(jīng)歷了大量的波折和變革，才逐漸形成目前的狀態(tài)。但是需要說(shuō)明的是，從地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)的誕生起其每一階段，地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展都投入了大量的人力物力和財(cái)力。同時(shí)在該監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中，還要依靠大量的人力去維持。根據(jù)目前技術(shù)的發(fā)展以及所掌握的信息來(lái)看，大部分的國(guó)家地鐵交通系統(tǒng)中都配備有綜合監(jiān)控系統(tǒng)，目前來(lái)說(shuō)，大部分的發(fā)達(dá)國(guó)家，軌道交通的綜合監(jiān)控系統(tǒng)，已經(jīng)發(fā)展到了全面自動(dòng)化系統(tǒng)的階段，但盡管都是在自動(dòng)化系統(tǒng)的領(lǐng)域之內(nèi)，其所集成的程度也并不相同，主要根據(jù)其國(guó)家的財(cái)力物力支持，以及技術(shù)的發(fā)展程度決定，大部分的國(guó)家采用的是半集成式系統(tǒng)，少部分國(guó)家采用的是全面集成系統(tǒng)，半集成式系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)在于經(jīng)濟(jì)，雖然精度和能力上比全面集成系統(tǒng)差一些，但是價(jià)格上要有大幅度的下降，但是無(wú)論如何，國(guó)家都是盡可能的統(tǒng)一平臺(tái)，這樣一方面有利于整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的管理，同時(shí)也有利于信息的互通，對(duì)于操縱者來(lái)說(shuō)比較方便，同時(shí)也是一個(gè)國(guó)家信息技術(shù)的展現(xiàn)之一。

4綜合監(jiān)控主干傳輸網(wǎng)結(jié)構(gòu)

4.1獨(dú)立雙環(huán)網(wǎng)組網(wǎng)

為了保證城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)的正常運(yùn)行，需要實(shí)時(shí)對(duì)運(yùn)行異常信息進(jìn)行監(jiān)控，提高系統(tǒng)的運(yùn)行能力，保證系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。因此，高冗余度的獨(dú)立雙環(huán)網(wǎng)組網(wǎng)方式顯得尤為重要。目前，此組網(wǎng)方式已被大部分的軌道交通監(jiān)控系統(tǒng)所采用，具有很強(qiáng)的冗余功能，單點(diǎn)故障或多點(diǎn)故障不會(huì)影響整個(gè)綜合監(jiān)控系統(tǒng)的信息互通。獨(dú)立雙環(huán)網(wǎng)組網(wǎng)方式中交換機(jī)主要有A環(huán)網(wǎng)和B環(huán)網(wǎng)，其中A網(wǎng)和B網(wǎng)之間通過(guò)鏈路聚合技術(shù)，進(jìn)一步提高了整個(gè)系統(tǒng)的冗余性能。綜合監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)先在A環(huán)網(wǎng)中進(jìn)行傳輸，而B網(wǎng)備用，當(dāng)A網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)單點(diǎn)故障時(shí)，例如服務(wù)器中的A網(wǎng)出現(xiàn)網(wǎng)卡故障、網(wǎng)線脫落、車站A的交換機(jī)故障等，可立即切換至B網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，保證綜合監(jiān)控系統(tǒng)的正常運(yùn)行。A、B環(huán)網(wǎng)的運(yùn)行必須基于環(huán)網(wǎng)協(xié)議，方可避免運(yùn)行故障。

4.2延伸線接入組網(wǎng)方式

4.2.1破環(huán)網(wǎng)接入組網(wǎng)

為接入延伸線新增網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)時(shí)，打開(kāi)既有線的工程環(huán)網(wǎng)，并重新配置站級(jí)節(jié)點(diǎn)跳線以形成一個(gè)完整的環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，在既有線的中央級(jí)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置方面，不必考慮為接入延伸線預(yù)留硬件端口，但需調(diào)整車站級(jí)節(jié)點(diǎn)的交換機(jī)路由配置，在延伸線接入時(shí)，新增網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的接入建設(shè)和調(diào)試都將對(duì)已運(yùn)營(yíng)的既有線路具有一定的影響。

4.2.2獨(dú)立組網(wǎng)

采用獨(dú)立組網(wǎng)的方式接入延伸線，通過(guò)在延伸線工程摘要：地鐵線路分期建設(shè)時(shí)，綜合監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)接入既有線的聯(lián)網(wǎng)方式有破環(huán)網(wǎng)接入組網(wǎng)和延伸線獨(dú)立組網(wǎng)。為確保延伸線交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，增加一臺(tái)核心交換機(jī)與既有線工程環(huán)網(wǎng)中心設(shè)備對(duì)接進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)獨(dú)立組網(wǎng)的目的。獨(dú)立組網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。另外，在此組網(wǎng)方式中，車站內(nèi)接入交換機(jī)使用Spanning-tree協(xié)議與車站核心交換機(jī)級(jí)聯(lián)組成站內(nèi)環(huán)網(wǎng)，終端端口關(guān)閉生成樹以達(dá)到快速收斂的目的。車站核心交換機(jī)使用Supreme-ring協(xié)議參與既有線車站的綜合監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)環(huán)網(wǎng)。

5結(jié)論

在確保地鐵正常運(yùn)營(yíng)安全的前提下，延伸線采用獨(dú)立成組網(wǎng)的方式接入既有線，將延伸線路新增網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的接入建設(shè)和調(diào)試對(duì)已運(yùn)營(yíng)的既有運(yùn)營(yíng)線的影響降到最小，并能確保在接入延伸線工程后，全線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)整體性能不低于既有線原有設(shè)計(jì)能力。

參考文獻(xiàn)：

[1] 林云志，祁小兵，陳浪先，宋志剛.基于綜合監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)的城市地鐵3D運(yùn)維平臺(tái)應(yīng)用研究[J].機(jī)電工程技術(shù)，2018，47（10）：39-42+168.

[2] 李愛(ài)華.基于運(yùn)營(yíng)管理的沈陽(yáng)地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)建思考[J].通信電源技術(shù)，2018，35（06）：250-252.

（作者單位：鄭州地鐵集團(tuán)有限公司）