朱啟鵬

（廣州地鐵集團(tuán)有限公司，廣東廣州510000）

1 綜合監(jiān)控系統(tǒng)在地鐵的應(yīng)用

城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)是一個(gè)面向調(diào)度和車(chē)站操作人員的大型計(jì)算機(jī)集成系統(tǒng)，采用了當(dāng)代最先進(jìn)的計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，集成和互聯(lián)多個(gè)系統(tǒng)，如電力監(jiān)控系統(tǒng)PSCADA、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)、機(jī)電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)BAS、屏蔽門(mén)系統(tǒng)PSD、防淹門(mén)系統(tǒng)FG、自動(dòng)售檢票系統(tǒng)AFC、廣播系統(tǒng)PA、時(shí)鐘系統(tǒng)CLK等等。

如圖1所示，綜合監(jiān)控系統(tǒng)各部分需完成使用、管理等功能，包括數(shù)據(jù)庫(kù)管理、輸入數(shù)據(jù)處理、通用的人機(jī)界面（HMI）、監(jiān)視、系統(tǒng)安全與權(quán)限管理、操作員工作站的角色分配、操作互斥和操作授權(quán)、遙控、報(bào)警、時(shí)間同步、數(shù)據(jù)點(diǎn)的禁止/允許、內(nèi)部運(yùn)算、狀態(tài)概況、統(tǒng)計(jì)和報(bào)表、歷史數(shù)據(jù)存檔和查詢(xún)、歷史趨勢(shì)記錄、實(shí)時(shí)趨勢(shì)記錄、存檔要求、組態(tài)維護(hù)、打印、系統(tǒng)管理等。另外還有其他功能，如網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)NMS、設(shè)備維護(hù)系統(tǒng)DMS、培訓(xùn)管理系統(tǒng)TMS、仿真測(cè)試系統(tǒng)STP、輔助決策系統(tǒng)DSS等。

2 智能綜合監(jiān)控系統(tǒng)的體系

綜合監(jiān)控系統(tǒng)高度發(fā)展和廣泛應(yīng)用于軌道交通領(lǐng)域，該系統(tǒng)圍繞行車(chē)指揮、乘客服務(wù)、防災(zāi)安全等展開(kāi)設(shè)計(jì)，形成了具有全面性的智能綜合監(jiān)控系統(tǒng)的體系，通過(guò)對(duì)各子系統(tǒng)信息的集成和整合，可以輕松實(shí)現(xiàn)信息共享和跨系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)功能，提高城市軌道交通整體的自動(dòng)化水平；可以通過(guò)協(xié)調(diào)各相關(guān)子系統(tǒng)的運(yùn)作，充分提高各系統(tǒng)的工作效率，從而降低能耗，提供便捷、舒適、快捷的乘車(chē)環(huán)境；災(zāi)害情況下，系統(tǒng)不但可根據(jù)實(shí)際情況實(shí)現(xiàn)一系列的自動(dòng)和半自動(dòng)聯(lián)動(dòng)功能，同時(shí)還能為調(diào)度及值班人員提供決策支持，使防災(zāi)、救援和事故處理簡(jiǎn)單明了，最大限度地保護(hù)人們的生命及財(cái)產(chǎn)安全。

采用智能化綜合監(jiān)控系統(tǒng)的益處在于：

（1）實(shí)現(xiàn)集中化管理。各監(jiān)控信息由現(xiàn)場(chǎng)的傳感器或智能節(jié)點(diǎn)發(fā)送至綜合監(jiān)控中心的設(shè)備，對(duì)軌道交通運(yùn)行及狀態(tài)參數(shù)實(shí)時(shí)進(jìn)行集中化管理。如PIDS系統(tǒng)與自動(dòng)售檢票系統(tǒng)數(shù)據(jù)整合、牽引供電帶電邏輯顯示等。

圖1 綜合監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備分布圖

（2）實(shí)現(xiàn)合理化運(yùn)行?？赏瓿稍O(shè)備例行性時(shí)序操作，如節(jié)假日、周末及每日高峰運(yùn)營(yíng)期間定時(shí)啟動(dòng)、停止及順序操作均由控制系統(tǒng)自動(dòng)完成，可以減少人為操作，提高可靠性。如時(shí)刻表控制。

（3）實(shí)現(xiàn)設(shè)備的節(jié)能運(yùn)轉(zhuǎn)。由于環(huán)境負(fù)載不斷變化，其因人員多少、設(shè)備開(kāi)關(guān)、外氣冷熱及時(shí)段特性而異，人工管理無(wú)法適應(yīng)如此即時(shí)、繁瑣的調(diào)整，而智能化綜合監(jiān)控系統(tǒng)則可自動(dòng)即時(shí)完成。如PID自動(dòng)調(diào)節(jié)。

（4）實(shí)現(xiàn)一體化協(xié)調(diào)運(yùn)作。當(dāng)防災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)檢測(cè)到火警信號(hào)時(shí)，將聯(lián)動(dòng)電梯、防排煙系統(tǒng)、供電設(shè)備等多個(gè)子系統(tǒng)，使其進(jìn)入緊急狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)一體化協(xié)調(diào)運(yùn)作。

（5）實(shí)現(xiàn)設(shè)備、信息高度共享和智能決策。如輔助決策系統(tǒng)、程控卡片、預(yù)案執(zhí)行等。

3 綜合監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展前景展望及問(wèn)題分析

3.1 綜合監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展前景展望

（1）應(yīng)用廣度將不斷拓展，集成與互聯(lián)子系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)將不斷增加。

（2）應(yīng)用深度將不斷延伸，往后綜合監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展將與大數(shù)據(jù)接軌，提供數(shù)據(jù)分析處理與決策支持也是一種必然的趨勢(shì)。

（3）能效管理應(yīng)用。綜合監(jiān)控系統(tǒng)目標(biāo)是提高各子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)配合能力，實(shí)現(xiàn)高效智能的信息管理，綜合監(jiān)控系統(tǒng)將應(yīng)用于地鐵能效管理領(lǐng)域。

（4）輔助功能的優(yōu)化。隨著地鐵發(fā)展，用戶(hù)的需求將會(huì)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際日益增加，后續(xù)綜合監(jiān)控系統(tǒng)將延伸出多種輔助功能，優(yōu)化用戶(hù)的使用和數(shù)據(jù)分析，提供更加全面的運(yùn)行策略。

3.2 綜合監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展中需重點(diǎn)解決的問(wèn)題

3.2.1 子系統(tǒng)接入優(yōu)化

綜合監(jiān)控系統(tǒng)的前端處理器（FEP）負(fù)責(zé)各子系統(tǒng)的相連設(shè)備，主要完成規(guī)約轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)采集工作。綜合監(jiān)控系統(tǒng)集成和互聯(lián)的子系統(tǒng)增加，必然導(dǎo)致前端處理器通信瓶頸。因此，綜合監(jiān)控系統(tǒng)可采取部分子系統(tǒng)通過(guò)在網(wǎng)絡(luò)劃分VLAN的方式，確保數(shù)據(jù)分流，并建立服務(wù)器連接進(jìn)程，由子系統(tǒng)數(shù)據(jù)鏈路直接接入服務(wù)器，由連接進(jìn)程按照規(guī)約要求在服務(wù)器中進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)采集，通過(guò)使用服務(wù)器進(jìn)程減輕FEP的負(fù)擔(dān)，優(yōu)化子系統(tǒng)接入方式。

3.2.2 通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化

隨著綜合監(jiān)控系統(tǒng)集成和互聯(lián)的子系統(tǒng)增加，集成互聯(lián)的深度不斷延伸，綜合監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)規(guī)模將逐步擴(kuò)大，網(wǎng)絡(luò)未及時(shí)優(yōu)化，鏈路達(dá)不到信息吞吐量的要求，則眾多信息在網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生擁塞，必然加大傳輸?shù)难舆t性，影響實(shí)時(shí)性要求嚴(yán)格的系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控，嚴(yán)重的話還會(huì)造成數(shù)據(jù)報(bào)文的丟失，影響監(jiān)控中心做出正確及時(shí)的決策。增加VLAN子網(wǎng)分配，減少網(wǎng)絡(luò)廣播域的沖突，增加鏈路的信息吞吐量，往后通信網(wǎng)絡(luò)如何優(yōu)化將是綜合監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展需解決的重大問(wèn)題。

3.2.3 系統(tǒng)的可靠性與容錯(cuò)性

綜合監(jiān)控系統(tǒng)集成互聯(lián)多個(gè)系統(tǒng)后，必定是扮演極其重要的控制中樞的角色，如何確保系統(tǒng)的可靠性和容錯(cuò)性，也將是綜合監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展的一大難點(diǎn)。任何系統(tǒng)都不可能確保毫無(wú)故障地運(yùn)行，在發(fā)生故障的情況下，應(yīng)有相應(yīng)的容錯(cuò)機(jī)制，如采用多鏈路冗余和多設(shè)備冗余等方式來(lái)應(yīng)對(duì)和減輕系統(tǒng)故障帶來(lái)的影響，確保軌道交通運(yùn)營(yíng)的安全。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著國(guó)內(nèi)城市軌道交通的蓬勃發(fā)展，綜合監(jiān)控系統(tǒng)必然在城市軌道交通信息化、智能化進(jìn)程中扮演極其重要的角色。通過(guò)對(duì)綜合監(jiān)控系統(tǒng)智能化應(yīng)用的分析和展望，可以對(duì)綜合監(jiān)控系統(tǒng)的價(jià)值有一定的評(píng)估，在一定程度上可為城市軌道交通設(shè)計(jì)與建設(shè)提供方向與指導(dǎo)。

[1]地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范：GB 50157—2013[S].

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[5]徐子偉，張陳斌，陳宗海.大數(shù)據(jù)技術(shù)概述[C]//系統(tǒng)仿真技術(shù)及其應(yīng)用學(xué)術(shù)論文集，2014：403-409.