楊照YANG Zhao

（中鐵建電氣化局集團第一工程有限公司，洛陽 471000）

0 引言

在一些經(jīng)濟水平較高的城市當中，交通擁擠成為了城市發(fā)達的重要標志，特別是近些年來，我國開始大力推崇城鎮(zhèn)一體化建設(shè)，城市化發(fā)展速度極快，城市范圍持續(xù)性的擴張，其內(nèi)部的交通系統(tǒng)并不是十分的完善，這就使得城市當中大部分地區(qū)會出現(xiàn)交通擁堵的問題。在地鐵系統(tǒng)中，綜合監(jiān)控系統(tǒng)的存在尤為關(guān)鍵，這是因為地鐵是一類使用頻率較高且較為新穎的交通運輸方式，其行駛的環(huán)境位于地下，雖然其在安全檢驗以及建造階段能夠盡可能的保障其安全，但是在實際應(yīng)用時期，如果地鐵系統(tǒng)產(chǎn)生故障問題，則會發(fā)生極大的安全事故，所造成的后果不堪設(shè)想。綜合監(jiān)控系統(tǒng)是一類極為高效且科學(xué)性的監(jiān)控模式，可以第一時間發(fā)現(xiàn)地鐵系統(tǒng)在運行時期可能產(chǎn)生的異常以及突發(fā)狀況，必須要及時的報警，讓人們能夠盡早的搶救并預(yù)防。

1 地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展

分析現(xiàn)階段我國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，大多數(shù)地鐵交通系統(tǒng)當中都會配置并安裝綜合監(jiān)控系統(tǒng)（圖1）。在一些發(fā)達國家中，軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展態(tài)勢尤為迅猛，其已經(jīng)能夠邁入了全面自動化系統(tǒng)的時代行列，雖然其仍舊會處于自動化系統(tǒng)范圍當中，但是其實際系統(tǒng)的集成性能以及程度會有很大的差異。集成程度，會受到國家財力、物力以及技術(shù)發(fā)展等因素的干擾和影響，大多數(shù)國家會實行半集成系統(tǒng)，僅用較少的一部分國家會應(yīng)用全面集成系統(tǒng)，半集成式系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)勢會比較明顯，其經(jīng)濟效益會比較高，但是其在能力及精度方面和全面集成系統(tǒng)進行對比會稍顯遜色。其價格方面的優(yōu)勢會比較強，國家應(yīng)當盡可能的統(tǒng)一平臺，這樣才可以更為高效合理的管控監(jiān)控系統(tǒng)，讓其信息保持良好的互通狀態(tài)，給相關(guān)的操作人員提供便捷化的條件，彰顯出我國信息技術(shù)的發(fā)展優(yōu)勢。

圖1 地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)

2 地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成

2.1 地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)硬件的構(gòu)成

在地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)當中，硬件系統(tǒng)是一類極大的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，分析地鐵綜合系統(tǒng)所設(shè)置的可靠性要求標準。地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)會存在一套較為完整的冗余制度，這是這一制度的設(shè)置，主要就是為了預(yù)防安全事故，以防系統(tǒng)中產(chǎn)生故障問題，及時的調(diào)整綜合監(jiān)控系統(tǒng)，讓其系統(tǒng)能夠始終維持正常的狀態(tài)，繼續(xù)運行。地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)硬件的首層結(jié)構(gòu)是中央級綜合服務(wù)器，其是系統(tǒng)當中最為關(guān)鍵的重要硬件組成部分，該服務(wù)器能夠讓各類硬件及軟件信息保持良好的互換狀態(tài)，就如同大型信息交換機一般、其次是車站級別的綜合控制系統(tǒng)，在該系統(tǒng)當中，會涵蓋一些完整的冗余實時服務(wù)器，該服務(wù)器的特征十分的顯著，哪怕系統(tǒng)以及部件全部損毀，但是只要冗余實時服務(wù)器沒有被徹底的破壞掉，那么就能夠及時的讀取其所收集錄入的信息，讓信息帶有較強的可繼承性，這些信息的存在對于地鐵系統(tǒng)的發(fā)展來說尤為關(guān)鍵，其會涵蓋全部地鐵系統(tǒng)的構(gòu)成部分，了解其地鐵系統(tǒng)曾經(jīng)所出現(xiàn)的故障問題以及安全隱患等，明確需要在何種地方進行重點監(jiān)控，這部分都是冗余系統(tǒng)所記錄下的內(nèi)容，并且其還涵蓋地鐵系統(tǒng)的各類信息，例如緊急安全裝置的放置地點以及地鐵的使用年限等。最后是硬件系統(tǒng)，其系統(tǒng)能夠在站內(nèi)接收各類信息，大多數(shù)的信息來源都取決于這一系統(tǒng)，其系統(tǒng)會和軟件系統(tǒng)進行配合。這三層硬件系統(tǒng)是當前較為推崇的一類自動化監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型，并且三成硬件系統(tǒng)相輔相成，不可或缺，由其構(gòu)成龐大且十分復(fù)雜的綜合監(jiān)控系統(tǒng)硬件模塊（圖2）。

圖2 系統(tǒng)硬件構(gòu)成

2.2 地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)的軟件組成

在現(xiàn)階段電子信息技術(shù)當中，軟件的存在尤為關(guān)鍵，應(yīng)用軟件能夠進一步的簡化調(diào)整硬件工作復(fù)雜性，同時還可以發(fā)揮出硬件無法起到的作用與價值。在地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)，軟件的組成尤為復(fù)雜，想要梳理清晰不同軟件之間所存在的工作關(guān)系，就需要分層次的進行軟件的介紹。首先是中央級軟件，中央級軟件能夠較為完整且清晰的控制地鐵系統(tǒng)的各類清各類信息，同時智能化處理這部分信息內(nèi)容，添加一些較為先進的智能技術(shù)。由中央級智能化處理的信息過度輸送到中央級軟件的信息內(nèi)部，交由專門的管理人員，對其內(nèi)容進行查看和處理。若中央及軟件發(fā)送的指令是錯誤的，那么管理人員也可以借助手動的方式追回其信息。其次是車站級別軟件，該軟件的應(yīng)用能夠自主化的解決到一些海量的信息，其中大多數(shù)信息都會交由地鐵軟件所發(fā)送的日常信息，中央級軟件接受著監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的全部信息，所以其軟件的響應(yīng)時間相對來說會比較長，一般會以秒為單位，而地級和車站級軟件的實際接受吞吐的信息量相對來說會比較少，因此系統(tǒng)響應(yīng)的速度極快，會以毫秒為響應(yīng)單位。

3 地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)常見的功能

3.1 監(jiān)視功能

監(jiān)視功能是地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)當中最為基礎(chǔ)的一類功能模塊，同時也是監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置的本質(zhì)核心，大多數(shù)的工作都需要在監(jiān)控的功能影響下分析得出。但是其監(jiān)視功能和大眾思想方面所認知的監(jiān)控功能會有所差異，地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)當中的監(jiān)視功能并不是單一性的供給動態(tài)性的監(jiān)視畫面，而是供給地鐵系統(tǒng)實時信息的監(jiān)測反饋狀態(tài)，以其反饋結(jié)果來推斷地鐵軌道交通系統(tǒng)運行的正常狀態(tài)，同時記錄下排濕、排風等多項系統(tǒng)的各項參數(shù)，以其參數(shù)為主，評估其運行的正常情況。若在地級軟件檢測信息當中發(fā)現(xiàn)了其存在異常的問題，那么車站級別軟件并沒有處理問題的權(quán)限，需要將其信息及時的發(fā)送到中央級服務(wù)器，由中央級服務(wù)器對數(shù)據(jù)信息進行處理和判斷。想要防止其產(chǎn)生意外事故消除潛在性的風險，那么中央服務(wù)器的信息一般會交由專業(yè)的管理人員來監(jiān)管，及時的處理并判斷異常狀況，給出相對應(yīng)的反饋指令。如果發(fā)現(xiàn)其存在潛在的風險以及風險異常問題，則應(yīng)當立即匯報給相關(guān)的部門，及時處理這部分異常情況。

3.2 控制和調(diào)節(jié)的功能

地級軟件缺少調(diào)節(jié)以及控制功能，車站級軟件以及中央級軟件能夠可以處理大量的指令信息，車站級軟件一般是依據(jù)正常的信息進行指令和反饋，但是在實際生活當中，大多數(shù)地級軟件所給的信息都隸屬于正常的范圍當中，車站級軟件能夠經(jīng)由一些關(guān)鍵性的參數(shù)，比如外界環(huán)境以及顧客的反應(yīng)信息，對這些參數(shù)進行調(diào)整和優(yōu)化。比如冬、夏兩個季節(jié)的地鐵溫度設(shè)定是有所不同的，并且排風及排水系統(tǒng)都應(yīng)當結(jié)合外界環(huán)境溫度的數(shù)值以及顧客的需求進行靈活的調(diào)整和推斷，針對現(xiàn)階段的車站級軟件來分析，只要加裝相應(yīng)數(shù)量的智能程序，就能夠較好的完成各項工作任務(wù)。在發(fā)展智能程序之前，大多數(shù)指令反饋都需要結(jié)合工作人員，需要讓工作人員借助手動的方式進行處理，這就會使得工作人員實際工作量變得越來越大。應(yīng)用智能技術(shù)可以進一步的緩解工作人員的壓力，給其所開展的各項機能應(yīng)用工作提供便捷化的條件，新階段工作人員僅需要將其處理反饋至中央的異常指令即可，這就能夠有效地減少其工作量。

3.3 警報功能

現(xiàn)階段，我國地鐵監(jiān)控系統(tǒng)工作可以劃分成為兩個模塊，其分別為全面監(jiān)控地鐵系統(tǒng)，針對其參數(shù)及動態(tài)畫面調(diào)整其內(nèi)容，以及地鐵系統(tǒng)產(chǎn)生危險事故的警報功能，這些警報功能的樣式以及適用范圍各不相同。對于地鐵的乘客來分析，警報功能通常會采取警報聲以及大屏幕播放等多種方式來提醒乘客，系統(tǒng)緊急調(diào)控，依據(jù)警報的危險系數(shù)以及類別，由地鐵系統(tǒng)自動調(diào)整為適合該危險逃離或者危險解決的方式，比如火災(zāi)系統(tǒng)警報系統(tǒng)，會采取廣播以及警報聲的方式，公布其信息，同時啟動開啟相對應(yīng)的管控措施，打開備用通風系統(tǒng)，停止運行地鐵，敞開鐵門便于乘客，及時的逃離疏散。對于一些沒有涉及到群眾的危險世界來說，警報系統(tǒng)并不需要全面的進行播報，可以采取特殊的形式反饋給中心監(jiān)控人員，這是一類尤為復(fù)雜的綜合監(jiān)控系統(tǒng)，所以需要依據(jù)其對象，選擇相適應(yīng)的警報發(fā)布方式以及警報發(fā)布路徑。

4 關(guān)鍵技術(shù)分析與實現(xiàn)

4.1 控制權(quán)限移交技術(shù)方案及實現(xiàn)

想要防止操作員在作業(yè)時，設(shè)備受損或者出現(xiàn)其他故障等方面的問題，那么就需要明確設(shè)置好綜合監(jiān)控系統(tǒng)的管控權(quán)限。站在綜合監(jiān)控的立場上來分析，控制級別會劃分成為就地、車站及中心控制這三類，車站和中心控制存在著互斥關(guān)系，中心控制、車站控制和就地控制之間為互斥關(guān)系，受到設(shè)備維修養(yǎng)護以及應(yīng)急狀況等方面的需求，致使就地管控的控制權(quán)限會比較高，若設(shè)施處于就地的狀態(tài)，那么車站和中心控制不可進行任何的操作，一般狀況下，設(shè)備在遠方位操作，人員僅在綜合控制界面能夠進行一系列的操作（圖3）。

圖3 方案流程

首先，結(jié)合需求，對軌道交通路線系統(tǒng)進行權(quán)限的劃分，將地級權(quán)限依次劃分成為單個設(shè)備以及整站變電站的控制，其中單個設(shè)備控制是最高控制權(quán)限，之后是變電所控制，變電所有權(quán)管控的控制權(quán)會集中在車站控以及中心控方面。這樣下來，綜合監(jiān)控系統(tǒng)就能夠精確的判斷設(shè)備以及變電所的就地控制狀況，設(shè)定好界面控制的操作范圍，讓車站以及中心兩級權(quán)限進行功能方面的移交。PSCADA 權(quán)限設(shè)定在中心位置，電調(diào)操作員對其工作進行管控，再調(diào)試等多類狀況的影響下，電調(diào)能夠把其權(quán)限由中心位置轉(zhuǎn)交到車站中心，能夠強行的收回控制權(quán)。如果綜合控制產(chǎn)生了故障問題，那么就需要及時的下發(fā)命令，控制變電所的操作狀態(tài)，由其內(nèi)部的工作人員，把權(quán)限收回至變電所進行作業(yè)。

其次，對于BAS 系統(tǒng)來分析，就地權(quán)限可以劃分成為單個設(shè)備及環(huán)控室控制兩方面，其設(shè)備就地控制權(quán)限比較高，然后是環(huán)控室控制。車站以及中心工作人員均需要同時操作環(huán)控設(shè)施，所以車站以及中心能夠移交控制權(quán)，同時還可以進行強制性的權(quán)限收回處理。

4.2 聯(lián)動技術(shù)方案及實現(xiàn)

綜合監(jiān)控系統(tǒng)能夠讓各個子系統(tǒng)進行信息的交流和互動，所以這些系統(tǒng)之間能夠保持友好的聯(lián)動功能狀態(tài)，結(jié)合其類型，將其劃分成為阻塞、火災(zāi)以及日常運營聯(lián)動（圖4）。依據(jù)其觸發(fā)的類型，可以把其劃分成為手動、半自動以及自動這三類。

圖4 聯(lián)動技術(shù)

首先，當車站火災(zāi)聯(lián)動設(shè)計方案為車站全部區(qū)域火災(zāi)產(chǎn)生火災(zāi)時，火災(zāi)報警系統(tǒng)能夠及時的發(fā)出警報信號，綜合監(jiān)控在收到信號之后，采取半自動的方式觸動車站的火災(zāi)聯(lián)動系統(tǒng)，由工作人員依據(jù)其接收到的界面信息去確認其執(zhí)行的步驟，之后要開啟聯(lián)動作業(yè)方案，啟動PIS 以及PA 系統(tǒng)，重復(fù)性的播放人員疏散以及救援等相關(guān)的提示信息。應(yīng)用埃菲爾思系統(tǒng)把這部分火災(zāi)信息及時的傳遞給BAS 系統(tǒng)，由其系統(tǒng)執(zhí)行相關(guān)的操作任務(wù)，實現(xiàn)連接等多種方式，疏散客流。在解決好火災(zāi)隱患以及火災(zāi)事件之后，要應(yīng)用FAS 探測設(shè)施，及時的進行復(fù)位，同時把這部分信息傳遞給綜合系統(tǒng)，綜合監(jiān)控系統(tǒng)讓其由自動的方式聯(lián)動PA 停止作業(yè)。

其次，阻塞聯(lián)動設(shè)計以及區(qū)間火災(zāi)在控制中心位置，由相關(guān)的操作人員對其作業(yè)流程進行嚴苛的監(jiān)管。在發(fā)生區(qū)間火災(zāi)問題時，應(yīng)該FAS 探測設(shè)施，及時的發(fā)出相關(guān)的信號。BAS 系統(tǒng)觸發(fā)應(yīng)用區(qū)間火災(zāi)管控模式，這時中心綜合監(jiān)控界面上就會給出一系列的火災(zāi)提示，在收到提示之后，界面能夠采取按鈕手動觸發(fā)相關(guān)的模式執(zhí)行各項作業(yè)任務(wù)。若其處于區(qū)間阻塞的狀況，那么就會由ATS 系統(tǒng)及時的發(fā)出信號，由綜合監(jiān)控系統(tǒng)接收這部分信號，手動開展模擬戰(zhàn)場的作業(yè)活動，也可以推行多兵種聯(lián)合演習等多種模擬活動，以其模擬工作為前提條件，分析訓(xùn)練的實際狀況，借助這項技術(shù)，從根源上提升整體軍事訓(xùn)練的效果，還可以讓軍事訓(xùn)練的水準變得更高，降低軍事訓(xùn)練所形成的經(jīng)濟損失，規(guī)避各類風險問題。并且運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，將其投入到軍事領(lǐng)域方面，還可以正確的評估并分析作戰(zhàn)的狀況，合理的應(yīng)用計算機技術(shù)，探究作戰(zhàn)工作當中存在的缺陷之處，調(diào)整戰(zhàn)術(shù)手段的運用。這一類技術(shù)研發(fā)相關(guān)的武器設(shè)施，讓武器設(shè)備可以處于不同環(huán)境狀況下，保持正常的運營狀態(tài)，對其設(shè)施的運作狀況進行評估和檢測，使得武器裝備變得更加的完善，防止資源能源浪費，提升軍事建設(shè)活動的成就。

5 結(jié)語

綜上所述，合理的應(yīng)用地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)十分關(guān)鍵，這是因為地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)是一類大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其在應(yīng)用階段的復(fù)雜性會比較強。要盡可能的簡化地綜合監(jiān)控系統(tǒng)，同時完善地鐵監(jiān)控系統(tǒng)的功能。隨著我國信息技術(shù)水平的提升，地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)有望突破較短的周期，精簡監(jiān)控系統(tǒng)，賦予其更為豐富的功能，提高地鐵軌道交通系統(tǒng)的安全度。