王孟強

(廈門軌道交通集團有限公司,福建廈門 361008)

城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)動功能之芻議

王孟強

(廈門軌道交通集團有限公司,福建廈門 361008)

綜合監(jiān)控系統(tǒng)(ISCS)為城市軌道交通提供了一個集中操作與管理的自動化平臺,也為地鐵中存在的眾多機電系統(tǒng)提供了數(shù)據(jù)融合,信息共享的平臺。綜合監(jiān)控系統(tǒng)的聯(lián)動功能為這些地鐵機電系統(tǒng)的協(xié)調(diào)配合提供了有利條件,使得它們之間的關(guān)系更加緊密、清晰,大大提高運維效率。

城市軌道 綜合監(jiān)控系統(tǒng) 聯(lián)動

1 引言

城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)(ISCS)自上世紀(jì)九十年代末在國內(nèi)開始應(yīng)用以來，經(jīng)過了十幾年的發(fā)展和進步已日益走向成熟。地鐵利用綜合監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)了車站和控制中心與相關(guān)機電系統(tǒng)的集成和互聯(lián)，實現(xiàn)了眾多子專業(yè)數(shù)據(jù)信息的共享，提高了數(shù)據(jù)的利用率，從而實現(xiàn)了在不同運營工況下系統(tǒng)間的有機聯(lián)動，提高了城市軌道交通管理的自動化和科學(xué)化水平。另一方面，綜合監(jiān)控系統(tǒng)的上位工作站界面統(tǒng)一、操作零落簡單，為今后優(yōu)化運營管理體制提供了條件，提高軌道交通運營效率和降低運營成本。

2 聯(lián)動功能概述

在城市軌道交通運營中，為了保障軌道交通系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)、確保乘客和工作人員的生命安全，設(shè)置了各種各樣的機電系統(tǒng)。雖然在功能劃分及職責(zé)范圍上各不相同，但是它們之間存在著緊密和必要的聯(lián)系，一個系統(tǒng)的變化往往需要其它一些系統(tǒng)做出相關(guān)的調(diào)整，尤其是在運營過程中出現(xiàn)火災(zāi)、事故等意外工況時，需要各系統(tǒng)協(xié)調(diào)配合，迅速的做出應(yīng)對措施。

在綜合監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)之前，城軌中各個機電系統(tǒng)之間存在數(shù)量眾多的接口，以火災(zāi)自動報警系統(tǒng)(FAS)舉例，它需要同環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)(BAS)、自動售檢票系統(tǒng)(AFC)、門禁系統(tǒng)(ACS)、信號系統(tǒng)(SIG)、廣播系統(tǒng)(PA)、電力監(jiān)控系統(tǒng)(PSCADA)、時鐘系統(tǒng)(CLK)等專業(yè)建立通信接口，以達到滿足運營需求、災(zāi)害響應(yīng)等功能。綜合監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)后，為所有機電系統(tǒng)提供了信息共享的平臺，在不考慮備用和冗余接口的情況下，各子系統(tǒng)只需與綜合監(jiān)控系統(tǒng)建立一條通道，便可實現(xiàn)與其他子系統(tǒng)的信息往來。圖1是地鐵機電系統(tǒng)與綜合監(jiān)控系統(tǒng)的接口示意圖。

3 聯(lián)動功能的設(shè)計與實現(xiàn)

地鐵機電系統(tǒng)的聯(lián)動功能，按觸發(fā)形式上分為3類：(1)全自動：收到接口系統(tǒng)觸發(fā)點的報警/狀態(tài)，無需人工干涉，ISCS將處理并給接口系統(tǒng)發(fā)送相關(guān)控制命令。這類操作一般是對非緊急狀態(tài)的，日?，嵥椴僮鞯淖詣臃磻?yīng)。(2)半自動：這種聯(lián)動功能由來自一個或多個接口系統(tǒng)的觸發(fā)點或時間驅(qū)動事件觸發(fā)。當(dāng)半自動聯(lián)動功能被觸發(fā)時，聯(lián)動功能圖標(biāo)會在人機界面(HMI)的頁面上閃爍提醒操作員注意。通過HMI上聯(lián)動功能的頁面，操作員可以發(fā)送一系列控制命令給半自動聯(lián)動功能的接口系統(tǒng)。操作員在HMI聯(lián)動功能頁面執(zhí)行命令之前或之后，當(dāng)觸發(fā)點恢復(fù)到正常狀態(tài)時，相關(guān)聯(lián)動將停止。(3)手動：這種聯(lián)動功能與報警/狀態(tài)沒有關(guān)聯(lián)。通過HMI聯(lián)動功能頁面，操作員可以手動發(fā)送一系列控制命令給手動選擇聯(lián)動功能的接口系統(tǒng)。

圖1 地鐵機電系統(tǒng)與綜合監(jiān)控系統(tǒng)接口關(guān)系示意圖

全自動的聯(lián)動場景，以列車到站自動廣播功能為代表。列車即將到站時，應(yīng)觸發(fā)相關(guān)站臺的廣播系統(tǒng)播放提示音，用以提醒乘客做好上車的準(zhǔn)備，以往此功能要求SIG與PA專業(yè)建立接口，引入綜合監(jiān)控系統(tǒng)后，由綜合監(jiān)控系統(tǒng)獲取SIG的列車倒計時信息并判斷：當(dāng)OCC RTU接收到SIG專業(yè)上傳的列車進站倒計時為1分鐘時，OCC RTU觸發(fā)車站RTU，通過綜合監(jiān)控與PA的接口對本站的PA控制器下發(fā)開啟到站廣播的命令。數(shù)據(jù)流示意圖如圖2所示。

另一種全自動聯(lián)動是FAS與BAS之間的火災(zāi)聯(lián)動，目前地鐵FAS，BAS系統(tǒng)越來越多的集成在綜合監(jiān)控系統(tǒng)中，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時，F(xiàn)AS負責(zé)探測火災(zāi)發(fā)生的具體位置，并對應(yīng)相應(yīng)的防火分區(qū)，告知BAS觸發(fā)相應(yīng)的火災(zāi)模式，進行排煙的工作，如果FAS確認火災(zāi)發(fā)生1分鐘后，BAS仍沒有執(zhí)行正確的火災(zāi)模式，說明FAS與BAS之間的接口失效，此時綜合監(jiān)控系統(tǒng)會通過其與BAS的接口再次下發(fā)相關(guān)的模式啟動命令，達到二次保障的目的。

下面以突發(fā)大客流的聯(lián)動場景為例，介紹如何通過ISCS與AFC，CCTV，PIS等子專業(yè)的接口和數(shù)據(jù)互通，實現(xiàn)突發(fā)大客流事件的半自動聯(lián)動場景。

圖2 列車到站自動廣播數(shù)據(jù)流

圖3 BAS通過聯(lián)動功能的節(jié)能控制示意圖

在運營過程中，如果出現(xiàn)突發(fā)的大客流情況時，值得調(diào)度人員的重視，并采取相關(guān)措施，綜合監(jiān)控系統(tǒng)接收到一段時間內(nèi)AFC的反常客流高峰值，會啟動半自動聯(lián)動功能，幫助調(diào)度人員進行處理?？土鞣闯８叻蹇啥x如下：

時間段1(例：07：45-08：00)入閘人是Y，時間段2(例：08：00-08：15)入閘人是Z，如果Z是150%超過Y啟動自動客流監(jiān)視功能或Y超動態(tài)標(biāo)準(zhǔn)(TC2，CC)，若某15分鐘客流大于1500人，也將觸發(fā)此聯(lián)動場景。此場景觸發(fā)后，調(diào)度人員的綜合監(jiān)控HMI應(yīng)自動顯示出現(xiàn)情況的車站站廳和站臺的CCTV攝像圖像，在OPS大屏幕上自動顯示站廳和站臺的CCTV攝像圖像，并觸發(fā)車站的PA系統(tǒng)，對站內(nèi)乘客進行提示和引導(dǎo)。

4 聯(lián)動功能在節(jié)能減排方面的展望

上一章節(jié)所提的ISCS聯(lián)動功能，均是針對日常的運營工作，屬于傳統(tǒng)的聯(lián)動模式，在設(shè)計時，還能發(fā)掘ISCS更大的潛力，比如在節(jié)能減排方面，綜合監(jiān)控系統(tǒng)的聯(lián)動功能(如圖3）也可發(fā)揮很大的作用。我們知道，通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)由BAS集中控制，一直以來都是節(jié)能控制所重點討論和研究的對象，從目前已開通的城市地鐵線路的運營情況來看，節(jié)能效果往往不夠理想，一般來說，新風(fēng)負荷和人員負荷的變化是影響空調(diào)大系統(tǒng)負荷波動的主要因素，合理的新風(fēng)量對于大系統(tǒng)的節(jié)能運行意義重大，因此AFC實時客流、PSD屏蔽門開關(guān)狀態(tài)，都應(yīng)作為BAS控制算法中的輸入信息，用來實現(xiàn)新風(fēng)量根據(jù)車站需求調(diào)整，降低新風(fēng)負荷并實現(xiàn)新風(fēng)機自身的節(jié)能運行。

在沒有綜合監(jiān)控系統(tǒng)之前，這一想法無法實現(xiàn)，而通過綜合監(jiān)控系統(tǒng)與AFC系統(tǒng)的接口可獲知當(dāng)前時段的進閘人數(shù)和出閘人數(shù)等信息，可以輕易的了解目前客流的實際狀態(tài)，比如是否存在客流激增和突然減少的情況，根據(jù)這些信息及事先估算的不同類型的乘客在站臺逗留以及在站廳逗留的平均時間可計算出當(dāng)前人員負荷。綜合監(jiān)控系統(tǒng)與PSD系統(tǒng)也存在接口，可以用來收集屏蔽門的信息，因此，通過綜合監(jiān)控系統(tǒng)，便可計算出干擾對負荷的影響，將計算結(jié)果發(fā)送給BAS系統(tǒng)，參與冷量的調(diào)節(jié)。

一般BAS調(diào)節(jié)冷量的控制算法均基于溫差的閉環(huán)控制策略，通過反饋的溫度與給定溫度的差值調(diào)節(jié)冷量，但由于溫度的大滯后性，控制效果和節(jié)能效果并不理想，上面介紹的聯(lián)動功能基于前饋控制的思想，通過對擾動量的實時采集和整理、掌握規(guī)律、預(yù)測趨勢，提前采取措施，迅速做出響應(yīng)。

5 結(jié)語

聯(lián)動功能是綜合監(jiān)控系統(tǒng)的關(guān)鍵功能之一，此功能旨在提高城市軌道交通運營效率，提升自動化水平，以及提高應(yīng)急措施的響應(yīng)速度。綜合監(jiān)控系統(tǒng)是眾所機電系統(tǒng)數(shù)據(jù)融合的平臺，實現(xiàn)了多子系統(tǒng)的信息共享，利用綜合監(jiān)控系統(tǒng)的這一特點，將地鐵機電系統(tǒng)之間緊密聯(lián)系起來，使運營管理理念和運營模式發(fā)生了根本的改變。

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