地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)方案設計

　　中央級綜合監(jiān)控系統(tǒng)對全線重要監(jiān)控對象的狀態(tài)、性能等數(shù)據進行實時的收集與處理，通過各種調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，供調度人員參考和使用，并且可根據一定的邏輯關系自動或由調度員人工向分布在各站點的被監(jiān)控對象或系統(tǒng)發(fā)送模式、程控、點控等相關控制命令，從而實現(xiàn)對全線各弱電系統(tǒng)的集中監(jiān)控。

　　2)中央級綜合監(jiān)控系統(tǒng)的接入系統(tǒng) 在控制中心，綜合監(jiān)控系統(tǒng)中央級一方面必須實現(xiàn)供電設備、車站機電設備、環(huán)境監(jiān)測、火災報警、屏蔽門等的主要監(jiān)控功能，另一方面可按照系統(tǒng)工作模式實現(xiàn)必要的聯(lián)動功能。在中央實現(xiàn)的互聯(lián)系統(tǒng)包括：信號系統(tǒng)(SIG)、自動售檢票系統(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)、綜合網絡管理系統(tǒng)、時鐘系統(tǒng)(CLK)。

　　3)中央級綜合監(jiān)控系統(tǒng)設備組成 在控制中心，中央級綜合監(jiān)控系統(tǒng)的設備由2臺實時服務器(冗余配置)、2臺歷史服務器(冗余配置)、1套RAID5磁盤陣列、1套LTO磁帶機、2臺帶路由功能的工業(yè)級以太網交換機(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套調度員工作站(其中環(huán)調、電調各1 套，行調2套，維調和值班調度各1套)、4套CCTV監(jiān)視器(其中行調2套，環(huán)調和值班調度各1套)、6臺事件打印機、1臺報表打印機、1臺彩色打印機和綜合顯示屏等組成。

　　3.2.3 車站級綜合監(jiān)控系統(tǒng)(SISCS)設計

　　車站級綜合監(jiān)控系統(tǒng)通過分布在本站(或車輛段)范圍內的站級局域網絡，將本站范圍內的各有關機電系統(tǒng)(SCADA、BAS、FAS和 PSD等)集成在一起，并與站點的PA、CCTV、AFC和PIS等系統(tǒng)互聯(lián)，使它們能相互協(xié)調工作。其中，車輛段范圍內的機電系統(tǒng)只包括SCADA、 BAS和FAS，無互聯(lián)系統(tǒng)。

　　1)系統(tǒng)組成 車站級綜合監(jiān)控系統(tǒng)包括西安市城市快速軌道交通二號線(鐵路北客站——韋曲段)工程各車站的車站級綜合監(jiān)控系統(tǒng)，車輛段是作為一個特殊站點考慮，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綜合監(jiān)控系統(tǒng)。

　　車站級綜合監(jiān)控系統(tǒng)通過分布在本站點范圍內的站級局域網絡，將本站點范圍內的各有關機電系統(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)調工作。車站級綜合監(jiān)控系統(tǒng)對本站范圍內監(jiān)控對象的狀態(tài)、性能等數(shù)據進行實時的收集，通過車站操作員工作站以圖形、表格和文本的形式顯示出來，供車站值班人員參考和使用，并且可根據一定的邏輯關系自動或由調度員人工向分布在本站的被監(jiān)控對象或系統(tǒng)發(fā)送模式、程控、點動控制等相關控制命令。

　　當車站級綜合監(jiān)控系統(tǒng)工作在正常模式時，車站級的各種狀態(tài)信息均上傳至中央級綜合監(jiān)控系統(tǒng)，控制命令主要由中央級直接下達。除個別需要車站監(jiān)控的控制命令外，車站級僅進行設備狀態(tài)監(jiān)視，無控制權。當綜合監(jiān)控系統(tǒng)工作在災害模式、故障模式及阻塞模式時，控制中心視具體情況下放控制權限，使車站級可以在一定權限范圍內對車站設備進行控制。系統(tǒng)恢復正常工作模式后，車站級以上控制權限應上交或由中央級收回。

　　2)車站級綜合監(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)中央級一方面必須實現(xiàn)車站機電設備、環(huán)境監(jiān)測、火災報警、屏蔽門等的主要監(jiān)控功能，另一方面可按照系統(tǒng)工作模式實現(xiàn)必要的聯(lián)動功能。這些需要在站級的接入系統(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)境與設備監(jiān)控系統(tǒng)(BAS)、火災自動報警系統(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)、自動售檢票系統(tǒng)(AFC)。

　　3)車站級綜合監(jiān)控系統(tǒng)設備組成 車站級綜合監(jiān)控系統(tǒng)在車站設置2臺工業(yè)級以太網交換機(冗余配置)、2套實時服務器(冗余配置)、2套前端處理器(FEP)(冗余配置)、1臺工作站、1 臺事件打印機、1臺報表打印機、1套在線式后備電源(UPS)、1臺CCTV監(jiān)視器和1套車站綜合后備盤(IBP)等。

　　3.2.4 維護管理系統(tǒng)設計

　　綜合監(jiān)控系統(tǒng)對所監(jiān)控設備的維護管理功能分別在控制中心及車輛段維修中心實現(xiàn)。控制中心的綜合監(jiān)控系統(tǒng)應能采集處理集成系統(tǒng)的必要設備故障分類信息，此類信息主要采用設備分類故障報警的方式，從而方便中央維調人員的維護管理方面的指揮工作：車輛段維修中心設置維護管理系統(tǒng)(MMS)，應能采集、匯總和處理綜合監(jiān)控系統(tǒng)所監(jiān)控的主要設備的故障信息，此類信息主要采用單體設備故障報警的方式，從而以方便車輛段各相關專業(yè)的維護管理人員的日常設備維護管理的工作。通過MMS交換機組成MMS局域網，MMS局域網通過網絡端口接入綜合監(jiān)控系統(tǒng)全線網絡。維護管理系統(tǒng)將包括以下主要設備：1套MMS 服務器(配置與車站服務器類似，不用冗余配置)、1套MMS外置磁盤陣列、1套網絡管理工作站(配置與車站工作站類似，設置在控制中心)、1套網絡管理便攜式計算機、1臺MMS報表打印機(配置與車站報表打印機類似)、4臺MMS工作站(配置與車站工作站類似)、4套維護管理便攜式計算機、4臺MMS報表打印機(配置與車站報表打印機類似)、1套UPS(配置與車站UPS類似)。

　　3.2.5 培訓管理系統(tǒng)設計

　　在車輛段的綜合監(jiān)控系統(tǒng)培訓室內設置培訓管理子系統(tǒng)(TMS)。設置TMS的目的是使學員處于模擬仿真的ISCS操作環(huán)境，對學員進行各種ISCS的培訓操作，包括仿真單點的設置、遙控、組控、模式控制等功能。TMS系統(tǒng)是獨立的系統(tǒng)，配置有獨立的培訓系統(tǒng)軟件，TMS系統(tǒng)不接入綜合監(jiān)控系統(tǒng)的網絡。培訓管理系統(tǒng)(TMS)將包括以下主要設備：培訓服務器1臺(培訓服務器硬件配置與車站服務器類似，可不考慮冗余)、TMS工作站4臺，其中培訓教師工作站1臺。學員工作站3臺(配置與車站工作站類似)、1套TMS專用的前端處理器(FEP)、報表打印機、事件打印機各1臺(配置與車站報表和事件打印機類似)、1套相關系統(tǒng)的仿真模擬器、以太網交換機(配置與站級以太網交換機類似)。

　　3.3 綜合監(jiān)控系統(tǒng)與其子系統(tǒng)接口

　　對于地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)來說，除PA、PIS、CCTV采用的是RS-422接口外，其他子系統(tǒng)都采用的是以太網數(shù)據通信接口。

　　4 綜合監(jiān)控系統(tǒng)的維護管理

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

　　1)定期維護 綜合監(jiān)控系統(tǒng)的設備定期維護由維修工作人員根據檢修日程安排，定期(如周、月、季、年等)對設備進行維護。這些維護包括線路檢查、設備運行情況檢查、計算機設備磁盤清理等。

　　2)故障維護 綜合監(jiān)控系統(tǒng)的設備故障維護由維修工作人員根據維修調度人員或值班人員報告的設備故障信息進行設備更換、線纜更換或現(xiàn)場維修等。此種維護主要是針對設備突發(fā)故障進行的修護操作。

　　3)在線維護 綜合監(jiān)控系統(tǒng)的設備在線維護主要是指軟件的維護。由技術工作人員根據地鐵運營的需要進行一些功能調整，或監(jiān)控對象的變化導致修改綜合監(jiān)控軟件。這些檢修一般由軟件工程師來完成，但在正常運營期間不能對軟件進行修改，由軟件測試平臺編制并測試通過在非運營段(如夜間)進行下載更新。

　　另外，綜合監(jiān)控的維修人員可以通過維護管理系統(tǒng)的終端了解設備運行狀況，可以查看的設備模塊級別的相關信息，通過這些信息進行組織相應的維修。

　　5 地鐵的運營管理模式

　　設備監(jiān)控與管理系統(tǒng)主要服務于地鐵車站及地面控制中心的調度管理部門，因此它與地鐵的運營管理模式密不可分。

　　1)分散管理模式 目前國內地鐵運營管理普遍采用的是分散管理模式，各管理部門基本獨立，互不干涉。該管理體制與系統(tǒng)各個獨立的自動化解決方案是吻合的。這種管理模式制約了地鐵運營管理科學化、現(xiàn)代化的步伐，加大了運營成本和設備投資。

　　2)集中管理模式 國內地鐵自動化技術和管理水平的提高，使運營管理理念和運營模式發(fā)生了根本的改變。通過機構重組，地鐵運營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，地鐵綜合自動化逐步在地鐵領域得到推廣應用，并且是未來地鐵自動化的首選方案。實現(xiàn)地鐵無人化管理、通過減員增效，降低設備和運營成本是地鐵設計者和管理者追求的目標。

　　6 總 結

　　本文設計的地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)互聯(lián)了包括信號系統(tǒng)、自動售檢票系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)、閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)、乘客信息系統(tǒng)、綜合網絡管理系統(tǒng)、時鐘系統(tǒng)等，實現(xiàn)地鐵系統(tǒng)信息互通、資源共享，提升自動化水平，提高地鐵運營的安全性、可靠性和響應性。