地鐵綜合自動化集成系統(tǒng)方案解析

【摘要】經(jīng)濟的快速發(fā)展，推動了城市化建設(shè)進程，致使城市人口劇增，給城市帶來了前所未有的壓力。伴隨著一系列問題的到來，城市的交通狀況越來越差，交通壓力相當(dāng)大。由于我國人口過于密集，當(dāng)前的形勢十分嚴峻，為緩解交通擁堵狀況，城市地鐵逐步發(fā)展起來，其安全問題也成了首要考慮的條件，為使這一問題得到有效解決，有必要建立一個綜合的自動化集成系統(tǒng)。本文對此，尤其是地鐵自動監(jiān)控技術(shù)做了主要分析。

【關(guān)鍵詞】地鐵自動化集成系統(tǒng)

集成現(xiàn)象在社會各個角落都有體現(xiàn)，如上市的汽車，其發(fā)動機、玻璃、輪胎等并非一家公司生產(chǎn)制造，而是由多個材料廠家提供的；或者一條生產(chǎn)線，由多個環(huán)節(jié)組成，各有各的責(zé)任和作用，既保持生產(chǎn)的正常運行，又符合規(guī)定的要求。在計算機領(lǐng)域，集成電路技術(shù)最先體現(xiàn)集成思想。當(dāng)系統(tǒng)集成商出現(xiàn)以后，系統(tǒng)集成逐步發(fā)展，如今已發(fā)展成了一個行業(yè)。發(fā)展初期，集成就是為連接系統(tǒng)所進行的交流，真正工作的大多都是工程師。經(jīng)不斷發(fā)展，集成系統(tǒng)具備了初級的體系結(jié)構(gòu)，以企業(yè)為例，在企業(yè)的生產(chǎn)過程中，需要將機械設(shè)備、工作人員、計算機、檢測儀等聚集到一起才能維持整個生產(chǎn)。隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，系統(tǒng)也走上了標準化和開放化的道路。

系統(tǒng)就是有著某些關(guān)系的一些元素的集合體。系統(tǒng)集成并非是一個簡單的由多個部分經(jīng)堆積形成的系統(tǒng)，它涉及到很多方面的內(nèi)容，如通信技術(shù)、計算機技術(shù)、工程方法等。將系統(tǒng)中各部分之間進行適當(dāng)?shù)倪B接，發(fā)揮其最大作用，達到預(yù)定目標，才能稱為“集成”。

一、集成自動化系統(tǒng)

集成自動化系統(tǒng)是多項技術(shù)綜合作用的組成，主要包括網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、計算機技術(shù)等，其目的在于為企業(yè)集成提供一整套結(jié)構(gòu)、模型、基礎(chǔ)設(shè)施和實施方法。對該系統(tǒng)的了解可從以下三個角度進行，第一，時間；第二，角度；第三，參考模型。

參考模型在企業(yè)中占據(jù)著很重要的位置，在任何一個體系的設(shè)計過程中，工作人員都會先提出一些模型以供參考。這些模型通過統(tǒng)一的途徑，對整個系統(tǒng)的運行方法、以及性能、組織結(jié)構(gòu)等做建模工作，在此基礎(chǔ)上將各種模型和方法進行有效連接。

經(jīng)濟在發(fā)展，社會在進步，在邁入信息化時代以來，人們不但需要大量及時的信息，而且對其要求越來越高，各企業(yè)也都希望建立一套完整合理的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，通過彼此調(diào)節(jié)，能將本身的信息通過網(wǎng)絡(luò)和外部建立連接，完成信息共享工作，并保持通信的通暢。

計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，特別是一些大型的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)一般都較為復(fù)雜，除了要用到許多專業(yè)的技術(shù)，還要和企業(yè)自身的管理相聯(lián)系。就技術(shù)而言，又要分為諸多方面，包括相關(guān)的硬件軟件、管理設(shè)備，以及不同性質(zhì)不同結(jié)構(gòu)系統(tǒng)之間的聯(lián)系。

在系統(tǒng)集成中，很多業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)都是由異構(gòu)數(shù)據(jù)源產(chǎn)生的，很難將其聚集在一起，要使其結(jié)合成一個數(shù)據(jù)模型，更是難上加難，可見，數(shù)據(jù)集成是重點，也是難點。之所以會出現(xiàn)如此問題，是因為這些數(shù)據(jù)較為分散，遵循的業(yè)務(wù)規(guī)則也來自各個方面，缺乏統(tǒng)一性，所以在對異構(gòu)數(shù)據(jù)進行集成之前，必須對此問題做全面分析，以減少其差異性，同時還需要建立一套關(guān)于數(shù)據(jù)之間轉(zhuǎn)換的方法，設(shè)計一張統(tǒng)一的數(shù)據(jù)視圖，并結(jié)合數(shù)據(jù)源監(jiān)控等組成一個統(tǒng)一的數(shù)據(jù)集成系統(tǒng)。

（1）安全性

系統(tǒng)應(yīng)具有較為健全的安全防范措施和權(quán)限管理，保證信息的安全，具備系統(tǒng)極限負荷下的雪崩數(shù)據(jù)處理能力。

（2）實時性

實時采集相關(guān)數(shù)據(jù)，并加以處理，及時做好信息的傳輸以及報警、執(zhí)行命令等工作，以提升地鐵的運行效率。

（3）可靠性

為使地鐵的運行工作能夠正常進行，需引進新技術(shù)，元件也應(yīng)有較高的可靠性，并采用硬件冗余配置。

（4）實用性

運營模式應(yīng)多樣化，尤其是緊急模式和正常模式必不可少；報警系統(tǒng)可對接受的數(shù)據(jù)進行自動分析，分出等級；歷史數(shù)據(jù)的記錄、查詢以及顯示、分析等功能要完善；便于組態(tài)、調(diào)試。

（5）可維護性

硬件平臺盡量統(tǒng)一化，相關(guān)設(shè)備標準化，以減少維護成本；在設(shè)計時應(yīng)有恰當(dāng)?shù)臏y點以及有效的診斷措施，具備自身設(shè)備的監(jiān)視管理系統(tǒng)。

此外，該系統(tǒng)還需具有一定的經(jīng)濟性、兼容性和工程可實施行等。

四、地鐵綜合監(jiān)控集成系統(tǒng)

根據(jù)目前國內(nèi)外地鐵綜合監(jiān)控集成系的發(fā)展?fàn)顩r，地鐵綜合監(jiān)控集成的系統(tǒng)方案主要有兩類：一類是頂層信息集成的方案，另一類是深度系統(tǒng)集成的方案。

頂層信息集成方案是國內(nèi)外地鐵前期建設(shè)地鐵綜合監(jiān)控集成系統(tǒng)普遍采用的方案。這種方案建設(shè)的系統(tǒng)首先將中央站控制中心、車站以及車輛段的集成與互聯(lián)系統(tǒng)的信息與資源統(tǒng)一集中起來處理，然后再將處理的信息顯示到控制中心與車站的圖形化界面上，它的服務(wù)對象是控制中心的調(diào)度人員與車站的值班人員。其主要特點是將各個站點上原來分離的各個集成子系統(tǒng)分成兩個獨立的部分，上位機的控制由綜合集成系統(tǒng)完成，各集成子系統(tǒng)完成下位機的控制，這種結(jié)構(gòu)建立的綜合監(jiān)控集成系統(tǒng)通常會通過設(shè)置專門的前端處理器來完成各個系統(tǒng)的信息與資源的隔離。

這種方案雖然技術(shù)成熟，但存在著以下一些缺陷：第一，從數(shù)據(jù)處理的方式來分析，頂層信息集成方案通過專門的前端處理器將兩個獨立分開的平臺聯(lián)系起來，致使原可一次完成數(shù)據(jù)處理的處理模式轉(zhuǎn)化為首先由集成方式的子系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)處理，然后再由綜合控制系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)及轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。這樣將原本一次就可完成的工作，分成幾個步驟和程序來完成，會對整個系統(tǒng)的監(jiān)控處理帶來一定的時延，同時還會導(dǎo)致各個子系統(tǒng)之間通信的故障與響應(yīng)的不及時。第二，從對網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)有資源的使用情況來分析，頂層信息集成方案綜合控制和處理的資源信息量比較大，但同時各個子系統(tǒng)各個站點之間的通信與訪問等又都需要大量的資源，這樣會導(dǎo)致綜合監(jiān)控集成系統(tǒng)不能及時提供這些資源，不僅會導(dǎo)致資源的大量浪費，同時還會帶來子系統(tǒng)原有部分功能不能起到作用。第三，從整個工程的實施情況來分析，頂層信息集成方案會導(dǎo)致整個地鐵綜合監(jiān)控集成系統(tǒng)中的各個子系統(tǒng)間的層次繁多、各個設(shè)備之間接口繁雜以及各個接口之間的協(xié)調(diào)工作量巨大，而帶來大量的調(diào)試與實施、維護工作，使系統(tǒng)的后期維護成本大大增加。

安全運行是地鐵運行的核心需求，也是第一需求。地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控著整個地鐵系統(tǒng)的設(shè)備運轉(zhuǎn)以及各種業(yè)務(wù)處理，直接關(guān)系著地鐵系統(tǒng)的安全運行。由于其涉及到對地鐵系統(tǒng)眾多軟件和硬件的運行內(nèi)容負責(zé)，因此，綜合監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性非常關(guān)鍵，是地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)的首要考慮因素。

綜合監(jiān)控系統(tǒng)一旦發(fā)生故障，將會影響地鐵的正常運行，甚至有可能導(dǎo)致整個系統(tǒng)的癱瘓。對整個系統(tǒng)影響較大，因此要提前做好安全措施，如火災(zāi)報警系統(tǒng)的設(shè)定、安全通道的建設(shè)等。當(dāng)有突發(fā)狀況發(fā)生時，要保證在第一時間安全疏散乘客，保證乘客的人身安全，此外要盡量減少經(jīng)濟損失。

地鐵正常運行時，控制中心監(jiān)控地鐵運行或日常維護綜合監(jiān)控系統(tǒng)所需技術(shù)含量較低，各項業(yè)務(wù)都有預(yù)定的程序控制，操作界面簡單方便。但綜合監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，往往將多個設(shè)備聯(lián)用，一個小小的操作失誤就有可能導(dǎo)致好幾臺設(shè)備運行失常。由于其集高科技、智能化為一體，出現(xiàn)較大故障時，就需要高科技的專業(yè)人才進行維修。雖然綜合監(jiān)控系統(tǒng)運行和日常維護操作簡單，但由于地鐵正常運行關(guān)系著國民人身安全，意義重大，因此，要隨時監(jiān)控整個系統(tǒng)的運行狀態(tài)，一方面保證地鐵整個系統(tǒng)的運行處于良好狀態(tài)，另一方面，及時準確的掌握系統(tǒng)各個部分、各個設(shè)備的運行狀態(tài)，對設(shè)備狀態(tài)的安全性和故障發(fā)展趨勢作出評估，減少故障發(fā)生的概率，減小經(jīng)濟損失。

地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)其他方面的問題如節(jié)能降耗、無污染等。這些方面的問題雖然不會影響到地鐵系統(tǒng)的運行狀態(tài)，但若長期存在，也會影響設(shè)備的運行效率，帶來不小的經(jīng)濟損失。因此，在保證地鐵系統(tǒng)正常運行的前提下，這些問題也應(yīng)引起我們的重視。

六、結(jié)束語

為保證地鐵系統(tǒng)能夠安全正常地運行，綜合監(jiān)控系統(tǒng)是關(guān)鍵，它涉及很多到許多技術(shù)，要處理的數(shù)據(jù)量非常之大，對系統(tǒng)各項功能都有較高的要求，需經(jīng)過一個漫長的過程來實現(xiàn)。因此，還需總結(jié)經(jīng)驗，得到社會和廣大人民的支持，使用新技術(shù)以提高其運行率。

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