王慶

摘要：隨著地鐵線路的不斷增加，各個城市均在逐漸擴張自身的地下路網，完善地鐵線路的信號系統(tǒng)，成立地鐵運控中心。列車的運行受運控中心的監(jiān)控與指揮，運控中心能夠掌握列車運行的全狀態(tài)。首先，主要包括環(huán)境與設備監(jiān)控系統(tǒng)、屏蔽門監(jiān)控系統(tǒng)、火災報警系統(tǒng)、信號系統(tǒng)等;其次，維護維修系統(tǒng)，其主要負責對全線各個站點機電設備狀態(tài)的監(jiān)控，若發(fā)生了故障，應立即與故障處理中心取得聯(lián)系，由專業(yè)的工作人員前往現(xiàn)場進行維修。由于我國早期建設的一部分地鐵線路“信號系統(tǒng)”處于運行狀態(tài)，隨著運行時間的不斷增加，較多設備都出現(xiàn)了老化、反應速度較慢等情況。因此，為了充分保障地鐵線路的運行穩(wěn)定性，應建設在線監(jiān)測系統(tǒng)，為地鐵線路的正常運行提供充分保障。

關鍵詞：地鐵信號設備;在線監(jiān)測系統(tǒng);更新與改造

引言

近年來，伴隨地鐵線路的不斷增加，地下路網日益擴大，信號系統(tǒng)也日益完善，在大城市中，地鐵運控中心已經建立。運控中心指揮和監(jiān)控列車行車，全面掌控多個系統(tǒng)的運行狀態(tài)。一是機電系統(tǒng)，其包括信號系統(tǒng)、火災報警系統(tǒng)、屏蔽門系統(tǒng)、環(huán)境與設備監(jiān)控系統(tǒng)等;二是維護維修控制系統(tǒng)，負責監(jiān)控全線各站機電設備狀態(tài)，一旦有設備發(fā)生故障，需立刻通知故障處理中心，派出人員趕往現(xiàn)場進行維護或搶修。

1信號系統(tǒng)在線監(jiān)測系統(tǒng)設計

1.1系統(tǒng)功能設計

（1）在線監(jiān)測設備狀態(tài)

在線監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測部分包括四個子系統(tǒng)，每個子系統(tǒng)分工明確，監(jiān)測的對象有所不同，如軌道電路監(jiān)測子系統(tǒng)監(jiān)測的對象是地鐵軌道帶電狀態(tài)、信號燈及司機手動控制系統(tǒng)協(xié)調性能、傳感設備等。通過子系統(tǒng)之間的數(shù)據傳遞，模塊有序地實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據上傳，保證了系統(tǒng)設備的穩(wěn)定運行狀態(tài)。

（2）異常管理

異常管理主要針對監(jiān)測過程中出現(xiàn)的異常情況。采取計算機警告優(yōu)先級別設計，設置優(yōu)先查詢及處理的功能，預防和降低異常風險的發(fā)生。根據異常條件，根據歷史數(shù)據的分析調用，為異常情況的處理提供解決方案。異常處理功能是在歷史數(shù)據查詢的基礎上，兼顧實時跟蹤維修情況，實現(xiàn)最快的排除風險操作。當被監(jiān)測設備產生問題時，系統(tǒng)會通過規(guī)定發(fā)送報警短信。

1.2系統(tǒng)結構設計

地鐵信號設備在線監(jiān)測系統(tǒng)分為設備層、站機層、服務層以及客戶層四個部分，四個部分間相互協(xié)調，充分保障維護、監(jiān)測的需求能夠得到充分滿足。

從客戶層的角度來說，客戶層需要承擔后期數(shù)據分析、統(tǒng)計、智能判斷的重要任務，需要及時接收在線系統(tǒng)傳輸?shù)母鞣N檢測數(shù)據，針對數(shù)據進行有效的處理，充分保障自動檢測功能以及遠程接入功能能夠由遠程、客戶端實現(xiàn)。對比數(shù)據分析后的結果，可保障設備層能夠及時接收信號，針對實際的不同情況進行直連。

2關鍵技術

2.1無線快速切換技術

為了讓列車更加高效地行駛，快速切換技術不可或缺。AP在越區(qū)切換時，所要花費的時間一般是500ms～2s。如果普通列車按照120km/h的時速行駛，那么AP在越區(qū)切換時，會有65m左右的行駛區(qū)間處于無斷開系統(tǒng)的控制范圍內，一旦出現(xiàn)這種情況，將會造成十分嚴重的交通安全事故，所以無線快速切換技術應運而生，該技術可以在區(qū)域切換時確保數(shù)據不丟失，保證列車安全運行。

2.2高可靠性技術

CBTC系統(tǒng)在設計時使用冗余設計，并且雙網并行。也即基于通信系統(tǒng)的軌旁及車載網絡的配置都完全相同，但是這兩個網絡之間卻存在物理間隔，如其不同網絡的傳輸鏈路與供電等都互相獨立運行，從而就在系統(tǒng)中構造出兩個完全相同卻互相獨立運行的通信網絡。在實際使用階段，雙網同時運行，對列車進行控制與監(jiān)控，從而使得即使當其中某一網絡出現(xiàn)故障時，另一個網絡也能保持通信的暢通，確保列車的安全行駛。

網絡內部冗余拓撲：（1）單網內部通信系統(tǒng)的骨干網通常都經由光纖將SDH設備進行連接，并構成環(huán)狀的網絡結構。當遇到骨干網中光纖傳輸出現(xiàn)中斷的情況時，SDH網絡中的快速倒換功能就會即刻開啟，從而有效避免列車的控制信號傳輸發(fā)生故障。（2）在車站處的交換機通常都配置兩條千兆鏈路，并與三層交換機之間產生互聯(lián)，這一設計就能在最大程度上避免使用單臺交換機時或產生的網絡中斷等故障情況的發(fā)生。（3）軌旁AP還會與主備控制器之間建立連接，并且主備控制器之間還能在網絡中進行信息的同步，如此一來，即使主用控制器發(fā)生癱瘓，系統(tǒng)之間的傳輸也不會產生中斷，這樣即可避免只使用一臺無線控制器時或產生了單點故障。（4）在CBTC系統(tǒng)中，AP之間的部署間距一般都不超出AP可覆蓋的區(qū)域半徑，這樣一來，即使某一AP發(fā)生故障，與之相連的前以AP以及后一AP依然可以有效覆蓋AP的負責區(qū)域，從而就能確保信號的永續(xù)傳輸。

3地鐵信號系統(tǒng)在線監(jiān)測系統(tǒng)工程的設計

3.1軟件系統(tǒng)設計

本系統(tǒng)的軟件設計包括控制CC2530內部運行程序和ZigBee協(xié)議所需要的程序。這兩部分的程序設計都采用了標準程序開發(fā)的模塊化設計規(guī)范，能夠提高程序的可讀性和可維護性，為以后添加和完善系統(tǒng)功能提供了方便。

3.2更新與改造

在線監(jiān)測系統(tǒng)在運行的過程中，會受到各種因素的干擾，難以充分保障在線系統(tǒng)中各個設備的使用壽命，難以保障在線系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。因此，應采用有效的措施，延長設備的使用壽命。例如，應及時維護各個運行設備，充分保障各個運行設備處于正常狀態(tài)。其次，需要積極更新與改造各種設備的性能，充分滿足地鐵在線監(jiān)測工作的各種需求，為整個系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，奠定堅實的基礎。

結語

本文對地鐵信號設備在線監(jiān)測系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)展開了分析，地鐵線路的正常運行受地鐵信號設備在線監(jiān)測系統(tǒng)設計與實現(xiàn)的直接影響。因此，在對其進行設計的過程中，應高度重視，確保設計施工部門與地鐵部門間形成良好的合作關系，逐步落實制定的設計方案，維護地鐵運營安全，提高故障搶修速度。

參考文獻

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