王孟強(qiáng)

（廈門軌道交通集團(tuán)有限公司，福建 廈門 361000）

1 背景及概述

截至2020年底，全國共有44個城市開通運(yùn)營城市軌道交通線路，運(yùn)營里程約7545.5km。在城市軌道交通行業(yè)持續(xù)發(fā)展的過程中，各地鐵公司對運(yùn)營人員的服務(wù)質(zhì)量要求越來越高，站務(wù)人員和管理人員的壓力越來越大。目前，地鐵早間開站和晚間關(guān)站均是由站務(wù)及安保人員手動執(zhí)行，在檢查現(xiàn)場設(shè)備狀態(tài)正常后，手動開啟和關(guān)閉相關(guān)設(shè)備。此種開關(guān)站方式效率較低，隨著客流的增加，地鐵早、晚高峰可能出現(xiàn)動態(tài)調(diào)整，運(yùn)營人員的管理效率亟待提高。

2 傳統(tǒng)開關(guān)站模式與一鍵開關(guān)站模式的對比分析

2.1 傳統(tǒng)開關(guān)站模式分析

目前國內(nèi)大部分地鐵PIS、PA、AFC等系統(tǒng)均獨立開關(guān)機(jī)控制模式，電梯、扶梯、出入口卷簾門未對BAS開放遠(yuǎn)程開、關(guān)機(jī)控制接口功能。站務(wù)人員在開關(guān)站時，均需要到現(xiàn)場確認(rèn)每一臺電梯、扶梯、卷簾門設(shè)備狀態(tài)正常后，再逐一對其進(jìn)行開機(jī)和關(guān)機(jī)。一個流程下來至少需要30min，大型換乘站的開關(guān)站時間可能更久。地鐵PIS、AFC系統(tǒng)由各自系統(tǒng)服務(wù)器進(jìn)行定時開機(jī)與關(guān)機(jī)，未與PA、照明、電梯、扶梯、出入口卷簾門等進(jìn)行聯(lián)動，出現(xiàn)上述情況的主要原因是，在設(shè)計階段未明確PIS、PA、AFC、AFC、卷簾門、電梯、扶梯等系統(tǒng)需提供接口控制功能，給運(yùn)營后期的維護(hù)管理與客運(yùn)組織造成極大困擾。

2.2 一鍵開關(guān)站模式分析

通過綜合監(jiān)控系統(tǒng)與BAS采集相關(guān)接口系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)信息，同時增加接口控制功能，最后由綜合監(jiān)控系統(tǒng)平臺實現(xiàn)一鍵開關(guān)站場景模式聯(lián)動。站務(wù)人員在車控室ISCS人機(jī)界面執(zhí)行一鍵開關(guān)站操作，同時結(jié)合CCTV視頻畫面進(jìn)行安全確認(rèn)，即可實現(xiàn)開關(guān)站管理，大大縮減開關(guān)站時間，減少人力成本。

2.3 兩種模式對比分析

在傳統(tǒng)模式下，站務(wù)人員通過人工開關(guān)站時間較長，工作效率較低，且容易出錯。基于綜合監(jiān)控系統(tǒng)和BAS的一鍵開關(guān)站模式，徹底解決了運(yùn)營在開關(guān)站過程中遇到的困擾。

此種模式高度融合地鐵客運(yùn)組織的管理理念，結(jié)合單一控制點、多設(shè)備聯(lián)動控制點、可控時間的功能，極大提升了車站開關(guān)站的正確率，縮短了站務(wù)人員開關(guān)站時間，單個流程最多只需要4min就可以完成，提高了運(yùn)營管理的效率?；诰C合監(jiān)控系統(tǒng)與BAS的一鍵開關(guān)站模式，1個標(biāo)準(zhǔn)站每年可節(jié)約安保人員工時成本約5萬元，1條地鐵標(biāo)準(zhǔn)線路（按26站考慮），每年可節(jié)省人力成本130萬元。

3 設(shè)計思路與方案

針對國內(nèi)地鐵目前存在的開關(guān)站問題，筆者對原設(shè)計方案進(jìn)行優(yōu)化，增加ISCS與PIS、AFC的接口控制功能，增加BAS與電梯、扶梯、出入口卷簾門的接口控制功能，最終通過綜合監(jiān)控系統(tǒng)平臺實現(xiàn)一鍵開關(guān)站管理功能，下面是具體設(shè)計思路和方案。

3.1 綜合監(jiān)控系統(tǒng)（ISCS）

綜合監(jiān)控系統(tǒng)（ISCS）是一個高度集成的綜合自動化監(jiān)控系統(tǒng)，通過集成車站級環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)（BAS）、火災(zāi)自動報警系統(tǒng)（FAS）、綜合自動化系統(tǒng)（PSCADA）等多個子系統(tǒng)，互聯(lián)信號CCTV、PIS、PA、PSD、AFC等多個子系統(tǒng)，形成統(tǒng)一的監(jiān)控層硬件平臺和管理層軟件平臺，實現(xiàn)對地鐵主要機(jī)電系統(tǒng)設(shè)備的集中監(jiān)控和管理功能。圖1為ISCS接口示意圖。

圖1 ISCS接口示意圖

3.2 對綜合監(jiān)控系統(tǒng)與PIS、AFC、PA、CCTV接口功能進(jìn)行優(yōu)化升級

一是增加ISCS對PIS遠(yuǎn)程開機(jī)和關(guān)機(jī)接口控制功能；二是增加ISCS對AFC遠(yuǎn)程開機(jī)和關(guān)機(jī)接口控制功能；三是增加ISCS對PA一鍵開關(guān)站信息廣播功能；四是增加ISCS對CCTV群控、輪詢調(diào)用功能；五是增加ISCS對BAS接口控制點位（通過BAS控制卷簾門、電梯、扶梯開關(guān)機(jī)）；六是增加ISCS對相關(guān)系統(tǒng)群控、場景聯(lián)動功能，采集聯(lián)動控制執(zhí)行結(jié)果信息。

3.3 環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)（BAS）

環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)（BAS）是地鐵車站級核心自動化控制系統(tǒng)，通過與機(jī)電系統(tǒng)的接口，實現(xiàn)對車站級通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、電梯、扶梯、人防門等系統(tǒng)進(jìn)行車站級監(jiān)視和控制管理，同時采集現(xiàn)場環(huán)境溫度參數(shù)，為運(yùn)營提供輔助管理功能。

3.4 對環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)與卷簾門、電梯、扶梯接口功能進(jìn)行優(yōu)化升級

一是增加BAS與電梯遠(yuǎn)程開機(jī)和關(guān)機(jī)接口控制功能；二是增加BAS與扶梯遠(yuǎn)程開機(jī)（上行與下行）和停梯接口控制功能；三是增加BAS與出入口卷簾門接口，實現(xiàn)對其遠(yuǎn)程開關(guān)機(jī)控制功能，采集卷簾門開關(guān)機(jī)到位狀態(tài)及故障狀態(tài)信息；四是在出入口卷簾門內(nèi)側(cè)和外側(cè)增設(shè)紅外感應(yīng)裝置，當(dāng)感應(yīng)到卷簾門下方有人或異物時，卷簾門自動停止，避免對人體造成傷害。

3.5 一鍵開站場景聯(lián)動設(shè)計方案

3.5.1 根據(jù)運(yùn)營時間表，綜合監(jiān)控系統(tǒng)人機(jī)界面在每天早上6∶30自動推圖彈出“一鍵開站”按鈕（該時間可根據(jù)運(yùn)營管理要求進(jìn)行靈活設(shè)置），同時發(fā)出聲光報警，提示站務(wù)人員即將執(zhí)行一鍵開站模式。

3.5.2“一鍵開站”按鈕推圖提示后，站務(wù)人員須通過車控室綜合監(jiān)控系統(tǒng)人機(jī)界面先查看車站屏蔽門狀態(tài)是否正常；確認(rèn)屏蔽門狀態(tài)正常后，點擊“一鍵開站”按鈕；ISCS自動聯(lián)動觸發(fā)PA系統(tǒng)，公共區(qū)與設(shè)備區(qū)的PA設(shè)備循環(huán)播放預(yù)錄制的開站廣播（廣播內(nèi)容：各工作人員請注意，車站即將開啟，請勿乘坐扶梯，遠(yuǎn)離卷簾門所在區(qū)域）。

3.5.3 ISCS自動聯(lián)動PA系統(tǒng)播放開站廣播10s后，BAS自動聯(lián)動開啟照明系統(tǒng)（出入口飛頂照明與車站公共區(qū)照明），ISCS聯(lián)動觸發(fā)開啟站內(nèi)PIS屏幕，同時聯(lián)動開啟站內(nèi)閘機(jī)。

3.5.4 PA系統(tǒng)播放開站廣播10s后，ISCS自動聯(lián)動CCTV系統(tǒng)，調(diào)用站內(nèi)電梯、出入口及站內(nèi)扶梯的監(jiān)視畫面，在CCTV終端上進(jìn)行顯示。站務(wù)人員確認(rèn)電梯、扶梯上無異物后，在綜合監(jiān)控系統(tǒng)人機(jī)界面，點擊彈出的“確認(rèn)”按鈕，通過BAS遠(yuǎn)程開啟電梯、扶梯。

3.5.5 車站電梯、扶梯全部開啟后，綜合監(jiān)控系統(tǒng)通過BAS自動聯(lián)動開啟各出入口卷簾門。

3.5.6 ISCS收到所有系統(tǒng)均聯(lián)動成功后，綜合監(jiān)控系統(tǒng)人機(jī)界面顯示“一鍵開站模式執(zhí)行完成”。圖2為一鍵開站場景聯(lián)動設(shè)計示意圖。

圖2 一鍵開站場景聯(lián)動流程設(shè)計示意圖

3.6 一鍵關(guān)站場景聯(lián)動設(shè)計方案

3.6.1 根據(jù)運(yùn)營時刻表，站務(wù)人員每天晚上完成清客后，綜合監(jiān)控系統(tǒng)人機(jī)界面在23∶30自動推圖彈出“一鍵關(guān)站”按鈕（該時間點可根據(jù)運(yùn)營管理要求進(jìn)行靈活設(shè)置），同時發(fā)出聲光報警，提示站務(wù)人員即將執(zhí)行一鍵關(guān)站模式。

3.6.2 一鍵關(guān)站按鈕推圖提示后，站務(wù)人員在確認(rèn)完成清客的情況下，點擊“一鍵關(guān)站”按鈕，ISCS聯(lián)動觸發(fā)PA系統(tǒng)，全站PA循環(huán)播放預(yù)錄制的關(guān)站廣播（廣播內(nèi)容：各工作人員請注意，車站即將關(guān)閉，請勿乘坐扶梯，遠(yuǎn)離卷簾門所在區(qū)域）。

3.6.3 ISCS聯(lián)動廣播10s后，BAS聯(lián)動關(guān)閉出入口卷簾門，ISCS聯(lián)動關(guān)閉PIS屏幕，同時聯(lián)動關(guān)閉站內(nèi)閘機(jī)。

3.6.4 PA系統(tǒng)播放關(guān)站廣播10s后，ISCS自動聯(lián)動CCTV系統(tǒng)；CCTV工作站輪詢顯示站內(nèi)及出入口電梯、扶梯視頻；站務(wù)人員通過視頻信息確認(rèn)電梯、扶梯上無人、無異物后，在綜合監(jiān)控系統(tǒng)人機(jī)界面，點擊“執(zhí)行當(dāng)前操作”，關(guān)閉站內(nèi)電扶梯。

3.6.5 電梯、扶梯全部關(guān)閉后，PA停止播放，BAS聯(lián)動關(guān)閉站內(nèi)照明系統(tǒng)。

3.6.6 ISCS在收到所有系統(tǒng)均聯(lián)動成功后，綜合監(jiān)控人機(jī)界面顯示“一鍵關(guān)站模式執(zhí)行完成”。圖3為一鍵關(guān)站場景聯(lián)動設(shè)計示意圖。

圖3 一鍵關(guān)站場景聯(lián)動流程設(shè)計示意圖

4 具體實施方案

文章結(jié)合綜合監(jiān)控系統(tǒng)、BAS與互聯(lián)專業(yè)接口方案、一鍵開關(guān)站場景模式及某地鐵換乘站一鍵開關(guān)站模式實施案例做進(jìn)一步說明。每座地鐵車站設(shè)置一套BAS，通過設(shè)置在現(xiàn)場的RS485通信模塊，與電梯、扶梯、卷簾門之間采用標(biāo)準(zhǔn)的Modbus-RTU工業(yè)通信協(xié)議，通過設(shè)置在現(xiàn)場的DI/DO與AI/AO模塊，同步采集照明系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)信息和現(xiàn)場環(huán)境參數(shù)（溫濕度、二氧化碳濃度），并對照明系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程開關(guān)機(jī)群控。在本實施方案中，BAS通過新增DI/DO硬線接口模塊，增加了對電梯、扶梯、卷簾門遠(yuǎn)程開關(guān)機(jī)控制功能。BAS遠(yuǎn)程I/O模塊通過以太網(wǎng)將采集到的數(shù)據(jù)傳送至車站大端的BAS，BAS再通過通信網(wǎng)關(guān)（采用Modbus-TCP/IP工業(yè)通信協(xié)議）與ISCS進(jìn)行數(shù)據(jù)共享與交互。

車站級綜合監(jiān)控系統(tǒng)互聯(lián)了PIS、PA、CCTV、AFC、PSD等接口系統(tǒng)，通過前置處理機(jī)（FEP），采用標(biāo)準(zhǔn)的Modbus-TCP/IP工業(yè)協(xié)議與上述系統(tǒng)進(jìn)行通信，采集PIS、AFC、PSD設(shè)備狀態(tài)信息，車站CCTV視頻信息，再通過以太網(wǎng)將相關(guān)數(shù)據(jù)傳送至車站級綜合監(jiān)控系統(tǒng)實時服務(wù)器，綜合監(jiān)控服務(wù)器負(fù)責(zé)對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行集中處理。在本實施方案中，增加了ISCS對PIS、AFC一鍵開關(guān)機(jī)控制功能，增加了ISCS觸發(fā)PA一鍵開關(guān)站廣播信息功能，增加了CCTV對應(yīng)電梯、扶梯輪詢顯示功能，通過ISCS與CCTV定義好的IP地址，分組調(diào)用CCTV對應(yīng)電梯、扶梯視頻畫面。圖4為ISCS、BAS與互聯(lián)接口系統(tǒng)示意圖。

圖4 ISCS、BAS與互聯(lián)系統(tǒng)接口數(shù)據(jù)示意圖

車站級綜合監(jiān)控系統(tǒng)服務(wù)器采集到所有接口系統(tǒng)的設(shè)備狀態(tài)信息數(shù)據(jù)和CCTV視頻數(shù)據(jù)后，通過特定的組態(tài)，分類，計算，設(shè)定早晚一鍵開關(guān)站時間表，同時結(jié)合車站整體建筑結(jié)構(gòu)模型，將一鍵開關(guān)站功能形象地展示在綜合監(jiān)控人機(jī)界面，為站務(wù)人員提供更直觀、高效的管理手段。

針對車站一鍵開關(guān)站管理，還可以結(jié)合車站環(huán)境工況做進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計。比如，在空調(diào)季，早上開站之前，如果站內(nèi)溫度過高或者長時間未獲取新風(fēng)，可以通過BAS自動聯(lián)動開啟車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)，使站內(nèi)溫度和空氣質(zhì)量達(dá)到設(shè)計要求，再進(jìn)行開站，從而為乘客提供更舒適的乘車環(huán)境。目前，基于綜合監(jiān)控系統(tǒng)與BAS的一鍵開關(guān)站管理功能已經(jīng)在廈門地鐵開始做試點，正在測試階段，筆者將繼續(xù)跟蹤和落實此功能在廈門地鐵線網(wǎng)的實施和運(yùn)營情況。圖5為五緣灣站一鍵開關(guān)站人機(jī)界面。

圖5 五緣灣站一鍵開關(guān)站HMI

5 結(jié)語

聯(lián)動與群控功能是綜合監(jiān)控系統(tǒng)的重要功能之一，地鐵一鍵開關(guān)站功能可作為綜合監(jiān)控系統(tǒng)的子系統(tǒng)管理模塊，嵌入在綜合監(jiān)控系統(tǒng)人機(jī)界面，使綜合監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)揮更強(qiáng)大的作用。目前，我國城市軌道交通已經(jīng)邁入一個全新的發(fā)展階段，地鐵已經(jīng)從簡單的保開通、重安全的基本需求，逐步轉(zhuǎn)變?yōu)槿δ?、高質(zhì)量、高標(biāo)準(zhǔn)、高可靠性發(fā)展階段，未來一鍵開關(guān)站功能還可基于車站BIM技術(shù)，融合智慧車站、智慧地鐵理念，利用綜合監(jiān)控系統(tǒng)平臺的大數(shù)據(jù)、多系統(tǒng)聯(lián)動功能優(yōu)勢，為運(yùn)營提供更加便捷、高效、優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。