地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

　　中央級(jí)綜合監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)全線重要監(jiān)控對(duì)象的狀態(tài)、性能等數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的收集與處理，通過(guò)各種調(diào)度員工作站和綜合顯示屏以圖形、表格和文本的形式顯示出來(lái)，供調(diào)度人員參考和使用，并且可根據(jù)一定的邏輯關(guān)系自動(dòng)或由調(diào)度員人工向分布在各站點(diǎn)的被監(jiān)控對(duì)象或系統(tǒng)發(fā)送模式、程控、點(diǎn)控等相關(guān)控制命令，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)全線各弱電系統(tǒng)的集中監(jiān)控。

　　2)中央級(jí)綜合監(jiān)控系統(tǒng)的接入系統(tǒng) 在控制中心，綜合監(jiān)控系統(tǒng)中央級(jí)一方面必須實(shí)現(xiàn)供電設(shè)備、車站機(jī)電設(shè)備、環(huán)境監(jiān)測(cè)、火災(zāi)報(bào)警、屏蔽門等的主要監(jiān)控功能，另一方面可按照系統(tǒng)工作模式實(shí)現(xiàn)必要的聯(lián)動(dòng)功能。在中央實(shí)現(xiàn)的互聯(lián)系統(tǒng)包括：信號(hào)系統(tǒng)(SIG)、自動(dòng)售檢票系統(tǒng)(AFC)、廣播系統(tǒng)(PA)、閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)(CCTV)、乘客信息系統(tǒng)(PIS)、綜合網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)、時(shí)鐘系統(tǒng)(CLK)。

　　3)中央級(jí)綜合監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備組成 在控制中心，中央級(jí)綜合監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)備由2臺(tái)實(shí)時(shí)服務(wù)器(冗余配置)、2臺(tái)歷史服務(wù)器(冗余配置)、1套R(shí)AID5磁盤陣列、1套LTO磁帶機(jī)、2臺(tái)帶路由功能的工業(yè)級(jí)以太網(wǎng)交換機(jī)(冗余配置)、2套前端處理器(FEP)(冗余配置)、2套在線式后備電源(UPS)、6套調(diào)度員工作站(其中環(huán)調(diào)、電調(diào)各1 套，行調(diào)2套，維調(diào)和值班調(diào)度各1套)、4套CCTV監(jiān)視器(其中行調(diào)2套，環(huán)調(diào)和值班調(diào)度各1套)、6臺(tái)事件打印機(jī)、1臺(tái)報(bào)表打印機(jī)、1臺(tái)彩色打印機(jī)和綜合顯示屏等組成。

　　3.2.3 車站級(jí)綜合監(jiān)控系統(tǒng)(SISCS)設(shè)計(jì)

　　車站級(jí)綜合監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)分布在本站(或車輛段)范圍內(nèi)的站級(jí)局域網(wǎng)絡(luò)，將本站范圍內(nèi)的各有關(guān)機(jī)電系統(tǒng)(SCADA、BAS、FAS和 PSD等)集成在一起，并與站點(diǎn)的PA、CCTV、AFC和PIS等系統(tǒng)互聯(lián)，使它們能相互協(xié)調(diào)工作。其中，車輛段范圍內(nèi)的機(jī)電系統(tǒng)只包括SCADA、 BAS和FAS，無(wú)互聯(lián)系統(tǒng)。

　　1)系統(tǒng)組成 車站級(jí)綜合監(jiān)控系統(tǒng)包括西安市城市快速軌道交通二號(hào)線(鐵路北客站——韋曲段)工程各車站的車站級(jí)綜合監(jiān)控系統(tǒng)，車輛段是作為一個(gè)特殊站點(diǎn)考慮，車輛段綜合監(jiān)控系統(tǒng)、控制中心大樓綜合監(jiān)控系統(tǒng)屬于站級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)的范疇。在主變電站所集成系統(tǒng)就近接入相鄰車站的車站級(jí)綜合監(jiān)控系統(tǒng)。

　　車站級(jí)綜合監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)分布在本站點(diǎn)范圍內(nèi)的站級(jí)局域網(wǎng)絡(luò)，將本站點(diǎn)范圍內(nèi)的各有關(guān)機(jī)電系統(tǒng)集成在一起，并與車站PA、CCTV和PIS等系統(tǒng)互聯(lián)，使它們能相互協(xié)調(diào)工作。車站級(jí)綜合監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)本站范圍內(nèi)監(jiān)控對(duì)象的狀態(tài)、性能等數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的收集，通過(guò)車站操作員工作站以圖形、表格和文本的形式顯示出來(lái)，供車站值班人員參考和使用，并且可根據(jù)一定的邏輯關(guān)系自動(dòng)或由調(diào)度員人工向分布在本站的被監(jiān)控對(duì)象或系統(tǒng)發(fā)送模式、程控、點(diǎn)動(dòng)控制等相關(guān)控制命令。

　　當(dāng)車站級(jí)綜合監(jiān)控系統(tǒng)工作在正常模式時(shí)，車站級(jí)的各種狀態(tài)信息均上傳至中央級(jí)綜合監(jiān)控系統(tǒng)，控制命令主要由中央級(jí)直接下達(dá)。除個(gè)別需要車站監(jiān)控的控制命令外，車站級(jí)僅進(jìn)行設(shè)備狀態(tài)監(jiān)視，無(wú)控制權(quán)。當(dāng)綜合監(jiān)控系統(tǒng)工作在災(zāi)害模式、故障模式及阻塞模式時(shí)，控制中心視具體情況下放控制權(quán)限，使車站級(jí)可以在一定權(quán)限范圍內(nèi)對(duì)車站設(shè)備進(jìn)行控制。系統(tǒng)恢復(fù)正常工作模式后，車站級(jí)以上控制權(quán)限應(yīng)上交或由中央級(jí)收回。

　　2)車站級(jí)綜合監(jiān)控系統(tǒng)接入的系統(tǒng) 在車站和車輛段，綜合監(jiān)控系統(tǒng)中央級(jí)一方面必須實(shí)現(xiàn)車站機(jī)電設(shè)備、環(huán)境監(jiān)測(cè)、火災(zāi)報(bào)警、屏蔽門等的主要監(jiān)控功能，另一方面可按照系統(tǒng)工作模式實(shí)現(xiàn)必要的聯(lián)動(dòng)功能。這些需要在站級(jí)的接入系統(tǒng)包括集成系統(tǒng)和互聯(lián)系統(tǒng)，而前者具有：電力監(jiān)控系統(tǒng)(SCADA)、環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)(BAS)、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng) (FAS)、屏蔽門(PSD)。而后者則具有廣播系統(tǒng)(PA)、閉路電視系統(tǒng)(CCTV)、乘客信息系統(tǒng)(PIS)、自動(dòng)售檢票系統(tǒng)(AFC)。

　　3)車站級(jí)綜合監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備組成 車站級(jí)綜合監(jiān)控系統(tǒng)在車站設(shè)置2臺(tái)工業(yè)級(jí)以太網(wǎng)交換機(jī)(冗余配置)、2套實(shí)時(shí)服務(wù)器(冗余配置)、2套前端處理器(FEP)(冗余配置)、1臺(tái)工作站、1 臺(tái)事件打印機(jī)、1臺(tái)報(bào)表打印機(jī)、1套在線式后備電源(UPS)、1臺(tái)CCTV監(jiān)視器和1套車站綜合后備盤(IBP)等。

　　3.2.4 維護(hù)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　綜合監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)所監(jiān)控設(shè)備的維護(hù)管理功能分別在控制中心及車輛段維修中心實(shí)現(xiàn)?？刂浦行牡木C合監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)能采集處理集成系統(tǒng)的必要設(shè)備故障分類信息，此類信息主要采用設(shè)備分類故障報(bào)警的方式，從而方便中央維調(diào)人員的維護(hù)管理方面的指揮工作：車輛段維修中心設(shè)置維護(hù)管理系統(tǒng)(MMS)，應(yīng)能采集、匯總和處理綜合監(jiān)控系統(tǒng)所監(jiān)控的主要設(shè)備的故障信息，此類信息主要采用單體設(shè)備故障報(bào)警的方式，從而以方便車輛段各相關(guān)專業(yè)的維護(hù)管理人員的日常設(shè)備維護(hù)管理的工作。通過(guò)MMS交換機(jī)組成MMS局域網(wǎng)，MMS局域網(wǎng)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)端口接入綜合監(jiān)控系統(tǒng)全線網(wǎng)絡(luò)。維護(hù)管理系統(tǒng)將包括以下主要設(shè)備：1套MMS 服務(wù)器(配置與車站服務(wù)器類似，不用冗余配置)、1套MMS外置磁盤陣列、1套網(wǎng)絡(luò)管理工作站(配置與車站工作站類似，設(shè)置在控制中心)、1套網(wǎng)絡(luò)管理便攜式計(jì)算機(jī)、1臺(tái)MMS報(bào)表打印機(jī)(配置與車站報(bào)表打印機(jī)類似)、4臺(tái)MMS工作站(配置與車站工作站類似)、4套維護(hù)管理便攜式計(jì)算機(jī)、4臺(tái)MMS報(bào)表打印機(jī)(配置與車站報(bào)表打印機(jī)類似)、1套UPS(配置與車站UPS類似)。

　　3.2.5 培訓(xùn)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　在車輛段的綜合監(jiān)控系統(tǒng)培訓(xùn)室內(nèi)設(shè)置培訓(xùn)管理子系統(tǒng)(TMS)。設(shè)置TMS的目的是使學(xué)員處于模擬仿真的ISCS操作環(huán)境，對(duì)學(xué)員進(jìn)行各種ISCS的培訓(xùn)操作，包括仿真單點(diǎn)的設(shè)置、遙控、組控、模式控制等功能。TMS系統(tǒng)是獨(dú)立的系統(tǒng)，配置有獨(dú)立的培訓(xùn)系統(tǒng)軟件，TMS系統(tǒng)不接入綜合監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)。培訓(xùn)管理系統(tǒng)(TMS)將包括以下主要設(shè)備：培訓(xùn)服務(wù)器1臺(tái)(培訓(xùn)服務(wù)器硬件配置與車站服務(wù)器類似，可不考慮冗余)、TMS工作站4臺(tái)，其中培訓(xùn)教師工作站1臺(tái)。學(xué)員工作站3臺(tái)(配置與車站工作站類似)、1套TMS專用的前端處理器(FEP)、報(bào)表打印機(jī)、事件打印機(jī)各1臺(tái)(配置與車站報(bào)表和事件打印機(jī)類似)、1套相關(guān)系統(tǒng)的仿真模擬器、以太網(wǎng)交換機(jī)(配置與站級(jí)以太網(wǎng)交換機(jī)類似)。

　　3.3 綜合監(jiān)控系統(tǒng)與其子系統(tǒng)接口

　　對(duì)于地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，除PA、PIS、CCTV采用的是RS-422接口外，其他子系統(tǒng)都采用的是以太網(wǎng)數(shù)據(jù)通信接口。

　　4 綜合監(jiān)控系統(tǒng)的維護(hù)管理

　　綜合監(jiān)控系統(tǒng)的維修管理按照定期檢修、故障維護(hù)和在線檢修等模式。

　　1)定期維護(hù) 綜合監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)備定期維護(hù)由維修工作人員根據(jù)檢修日程安排，定期(如周、月、季、年等)對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)。這些維護(hù)包括線路檢查、設(shè)備運(yùn)行情況檢查、計(jì)算機(jī)設(shè)備磁盤清理等。

　　2)故障維護(hù) 綜合監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)備故障維護(hù)由維修工作人員根據(jù)維修調(diào)度人員或值班人員報(bào)告的設(shè)備故障信息進(jìn)行設(shè)備更換、線纜更換或現(xiàn)場(chǎng)維修等。此種維護(hù)主要是針對(duì)設(shè)備突發(fā)故障進(jìn)行的修護(hù)操作。

　　3)在線維護(hù) 綜合監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)備在線維護(hù)主要是指軟件的維護(hù)。由技術(shù)工作人員根據(jù)地鐵運(yùn)營(yíng)的需要進(jìn)行一些功能調(diào)整，或監(jiān)控對(duì)象的變化導(dǎo)致修改綜合監(jiān)控軟件。這些檢修一般由軟件工程師來(lái)完成，但在正常運(yùn)營(yíng)期間不能對(duì)軟件進(jìn)行修改，由軟件測(cè)試平臺(tái)編制并測(cè)試通過(guò)在非運(yùn)營(yíng)段(如夜間)進(jìn)行下載更新。

　　另外，綜合監(jiān)控的維修人員可以通過(guò)維護(hù)管理系統(tǒng)的終端了解設(shè)備運(yùn)行狀況，可以查看的設(shè)備模塊級(jí)別的相關(guān)信息，通過(guò)這些信息進(jìn)行組織相應(yīng)的維修。

　　5 地鐵的運(yùn)營(yíng)管理模式

　　設(shè)備監(jiān)控與管理系統(tǒng)主要服務(wù)于地鐵車站及地面控制中心的調(diào)度管理部門，因此它與地鐵的運(yùn)營(yíng)管理模式密不可分。

　　1)分散管理模式 目前國(guó)內(nèi)地鐵運(yùn)營(yíng)管理普遍采用的是分散管理模式，各管理部門基本獨(dú)立，互不干涉。該管理體制與系統(tǒng)各個(gè)獨(dú)立的自動(dòng)化解決方案是吻合的。這種管理模式制約了地鐵運(yùn)營(yíng)管理科學(xué)化、現(xiàn)代化的步伐，加大了運(yùn)營(yíng)成本和設(shè)備投資。

　　2)集中管理模式 國(guó)內(nèi)地鐵自動(dòng)化技術(shù)和管理水平的提高，使運(yùn)營(yíng)管理理念和運(yùn)營(yíng)模式發(fā)生了根本的改變。通過(guò)機(jī)構(gòu)重組，地鐵運(yùn)營(yíng)管理部門開始由分散向著集中管理的發(fā)展方向發(fā)展，為滿足地鐵新的管理模式，地鐵綜合自動(dòng)化逐步在地鐵領(lǐng)域得到推廣應(yīng)用，并且是未來(lái)地鐵自動(dòng)化的首選方案。實(shí)現(xiàn)地鐵無(wú)人化管理、通過(guò)減員增效，降低設(shè)備和運(yùn)營(yíng)成本是地鐵設(shè)計(jì)者和管理者追求的目標(biāo)。

　　6 總 結(jié)

　　本文設(shè)計(jì)的地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)互聯(lián)了包括信號(hào)系統(tǒng)、自動(dòng)售檢票系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)、閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)、乘客信息系統(tǒng)、綜合網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)、時(shí)鐘系統(tǒng)等，實(shí)現(xiàn)地鐵系統(tǒng)信息互通、資源共享，提升自動(dòng)化水平，提高地鐵運(yùn)營(yíng)的安全性、可靠性和響應(yīng)性。