以行車指揮為中心的綜合監(jiān)控系統(tǒng)

徐啟祿 李 坤 石 琦

（1.青島地鐵集團(tuán)有限公司工程建設(shè)分公司設(shè)備一處，166000，青島；2.青島供電公司，166002，青島∥第一作者，高級(jí)工程師）

隨著自動(dòng)化集成技術(shù)的成熟，國(guó)內(nèi)的地鐵項(xiàng)目逐漸開始通過綜合監(jiān)控系統(tǒng)建立統(tǒng)一的軟硬件平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)資源共享、互聯(lián)互通、設(shè)備集中管理和維護(hù)，同時(shí)還可對(duì)子系統(tǒng)進(jìn)行故障監(jiān)測(cè)。北京地鐵6號(hào)線采用國(guó)電南瑞自主研發(fā)的的RT21平臺(tái)，深度集成ATS（列車自動(dòng)監(jiān)控），PSCADA（電力監(jiān)控），BAS（設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)）等專業(yè)，形成了以行車指揮為中心的綜合監(jiān)控系統(tǒng)（TI AS）。TI AS可使各子系統(tǒng)的信息形成一個(gè)緊密結(jié)合的整體，充分發(fā)揮各專業(yè)“綜合”的優(yōu)勢(shì)，提供各工種協(xié)調(diào)指揮調(diào)度的信息，在統(tǒng)一的運(yùn)營(yíng)指揮管理平臺(tái)下實(shí)現(xiàn)對(duì)行車、電、機(jī)的統(tǒng)一監(jiān)控，并對(duì)出現(xiàn)的各種情況，做出科學(xué)的決策。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

TI AS采用熱備、冗余、開放、可靠、易擴(kuò)展的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。分層、分布式、采用C／S與B／S相結(jié)合的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（見圖1）。其軟件功能可以在硬件上靈活配置。

TIAS主要由以下系統(tǒng)構(gòu)成：中心級(jí)系統(tǒng)、車站級(jí)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)、仿真培訓(xùn)系統(tǒng)、設(shè)備維護(hù)系統(tǒng)。

中央級(jí)系統(tǒng)主要位于控制中心，為中央運(yùn)營(yíng)人員服務(wù)。中央級(jí)系統(tǒng)通過集成PSCADA、BAS，ATS等專業(yè)，互聯(lián)PSD（屏蔽門）、FAS（防災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)）、PA（廣播系統(tǒng)）、PIS（乘客信息系統(tǒng)）、CCTV（閉路電視）、AFC（自動(dòng)售檢票）等專業(yè)，實(shí)現(xiàn)控制中心對(duì)整條線路的集中控制。

車站級(jí)系統(tǒng)主要是位于各個(gè)車站，為車站運(yùn)營(yíng)人員服務(wù)。車站級(jí)系統(tǒng)通過集成PSCADA、BAS，ATS等專業(yè)，互聯(lián)PSD、FAS、PA、PIS、CCTV、AFC等專業(yè)，在站控模式下對(duì)本車站進(jìn)行監(jiān)視和控制。

網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)位于控制中心，主要服務(wù)于系統(tǒng)中中央級(jí)系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)維護(hù)人員。

仿真培訓(xùn)系統(tǒng)位于控制中心，主要服務(wù)于系統(tǒng)中央級(jí)以及對(duì)全線工作人員進(jìn)行培訓(xùn)和事故仿真反演。

設(shè)備維護(hù)管理系統(tǒng)位于控制中心，主要服務(wù)于系統(tǒng)中央級(jí)及各專業(yè)的維護(hù)人員。

2 系統(tǒng)特點(diǎn)

2.1 統(tǒng)一的軟硬件平臺(tái)

北京地鐵6號(hào)線采用統(tǒng)一的以太網(wǎng)骨干網(wǎng)方案，ATS功能、PSCADA功能、BAS功能等業(yè)務(wù)統(tǒng)一部署在同一個(gè)工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)組成的骨干網(wǎng)絡(luò)中，通過信號(hào)專用網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)綜合監(jiān)控與ATP（列車自動(dòng)保護(hù)）、ATO（列車自動(dòng)運(yùn)行）、CI等信號(hào)系統(tǒng)互聯(lián)，既保證了整個(gè)系統(tǒng)的交互性，又保證了信號(hào)系統(tǒng)的安全性。TIAS平臺(tái)擁有完美的跨平臺(tái)技術(shù)，在Windows操作系統(tǒng)上集成了ATS，PSCADA，BAS等子系統(tǒng)并互聯(lián)了PA，PIS，CCTV，PSD，F(xiàn)AS，TELAL M（集中報(bào)警系統(tǒng)）等專業(yè)；并且采用統(tǒng)一的歷史服務(wù)器（磁盤陣列）， 統(tǒng)一的實(shí)時(shí)服務(wù)器，統(tǒng)一的客戶端。

圖1 TIAS的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2.2 統(tǒng)一的指揮平臺(tái)

6號(hào)線采用統(tǒng)一的RT21指揮平臺(tái)，ATS客戶端界面與RT21平臺(tái)采用Active X方式實(shí)現(xiàn)無縫集成。將ATS客戶端封裝成一個(gè)Active X控件，RT21平臺(tái)本身就是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的Active X容器，可以嵌入各種標(biāo)準(zhǔn)的Active X控件。這種方式，可以實(shí)現(xiàn)RT21平臺(tái)與ATS控件良好的互操作性。RT21平臺(tái)可以直接通過腳本方式調(diào)用ATS控件提供的方法和函數(shù)，而ATS控件中的鼠標(biāo)點(diǎn)擊、選中對(duì)象等事件可以通過消息的方式傳出給RT21平臺(tái)。通過這種Active X標(biāo)準(zhǔn)的互操作方式，能夠很好實(shí)現(xiàn)RT21平臺(tái)與ATS客戶端之間信息、操作集成。統(tǒng)一的指揮平臺(tái)下對(duì)整條線路進(jìn)行集中控制，如圖2所示。

2.3 統(tǒng)一的設(shè)備管理系統(tǒng)（DMS）

設(shè)備維護(hù)管理系統(tǒng)是TIAS的設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)和維護(hù)輔助工具，主要用于維護(hù)信息的采集，幫助維修調(diào)度人員對(duì)故障設(shè)備進(jìn)行定位，管理維修作業(yè)。調(diào)度員可借助DMS制定、計(jì)劃與安排維修工作，達(dá)到比傳統(tǒng)人工方式更加有效的效果。

2.4 統(tǒng)一的培訓(xùn)系統(tǒng)（TMS）

T MS也可以使用現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)副本，包括ATS、PSCADA、BAS等。這些副本結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)元素類型與實(shí)際數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)元素類型完全一致，從而使受訓(xùn)學(xué)員達(dá)到身臨其境的效果。

模擬和培訓(xùn)一方面可以用于培訓(xùn)調(diào)度人員，另一方面可以用于TI AS應(yīng)用軟件的功能驗(yàn)證及調(diào)試。系統(tǒng)模擬功能可以在模擬系統(tǒng)中模擬正式系統(tǒng)中的所有操作功能及列車運(yùn)行。

2.5 統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)（NMS）

NMS負(fù)責(zé)對(duì)全線TIAS進(jìn)行功能維護(hù)和網(wǎng)絡(luò)管理。NMS能進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)管理、配置管理、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、故障報(bào)告、事件記錄、參數(shù)調(diào)制，以及創(chuàng)建、編輯和刪除數(shù)據(jù)庫等操作。網(wǎng)管維護(hù)人員對(duì)全線網(wǎng)絡(luò)組態(tài)和計(jì)算機(jī)設(shè)備進(jìn)行管理，收集報(bào)警日志記錄，產(chǎn)生統(tǒng)計(jì)表，對(duì)整個(gè)TIAS運(yùn)行狀況進(jìn)行圖形維護(hù)、數(shù)據(jù)庫的管理 維護(hù)、參數(shù)庫維護(hù)，并進(jìn)行了新應(yīng)用程序的開發(fā)等。

圖2 統(tǒng)一的指揮平臺(tái)

3 系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)

TI AS可為各個(gè)專業(yè)部門實(shí)現(xiàn)輔助調(diào)度，并為各部門提供共享信息，利用信息共享平臺(tái)跨專業(yè)自動(dòng)化協(xié)調(diào)。

3.1 提高安全性

信號(hào)系統(tǒng)屬于故障安全系統(tǒng)，安全級(jí)別較高。ATS雖然不屬于故障安全系統(tǒng)，但是ATP與ATO系統(tǒng)聯(lián)系緊密，因此，TIAS直接負(fù)責(zé)行車指揮調(diào)度，這樣就要求TIAS的功能和可靠性更高。北京地鐵6號(hào)線的TIAS達(dá)到了SIL2級(jí)安全認(rèn)證。

3.2 資源共享

（1）為行調(diào)人員提供行車供電、機(jī)電相關(guān)專業(yè)、AFC及CCTV等相關(guān)專業(yè)信息。例如在站場(chǎng)圖上顯示供電臂、車站和區(qū)間風(fēng)機(jī)狀態(tài)、客流量，以及攝像頭等報(bào)警狀態(tài)。當(dāng)然，TIAS平臺(tái)也互聯(lián)了PA、PIS、CCTV等專業(yè)，可以對(duì)通信專業(yè)進(jìn)行控制，獲取行調(diào)人員想得到的信息。

（2）為電調(diào)和環(huán)調(diào)人員提供供電區(qū)點(diǎn)內(nèi)的列車運(yùn)行狀態(tài)及報(bào)警信息，如列車的位置、到站信息。當(dāng)發(fā)生緊急情況時(shí)，為行調(diào)和環(huán)調(diào)人員提供緊急站臺(tái)扣車和跳停控制功能，以保障列車和乘客的人身安全。

3.3 增強(qiáng)聯(lián)動(dòng)功能

TIAS提升了整個(gè)軌道交通機(jī)電設(shè)備的真實(shí)運(yùn)營(yíng)性能，提供了強(qiáng)大的聯(lián)動(dòng)功能，便于總調(diào)人員根據(jù)獲得的“綜合”信息，以行車指揮為核心，處理各工種的調(diào)度信息。調(diào)度人員靈活地控制聯(lián)動(dòng)方式包括串行、并行及串并行；強(qiáng)大的事前事后邏輯判斷功能，能夠針對(duì)不同的現(xiàn)場(chǎng)情況做出處理，如早晚間開關(guān)站聯(lián)動(dòng)；可以根據(jù)列車到達(dá)每座車站的實(shí)際到站時(shí)間來進(jìn)行開通各車站、區(qū)間的通風(fēng)系統(tǒng)等設(shè)備，這樣可以免除統(tǒng)一時(shí)間開關(guān)所有車站設(shè)備，達(dá)到節(jié)能減排的作用。在車輛出現(xiàn)故障的情況下，總調(diào)人員通過TI AS一方面對(duì)對(duì)故障車輛進(jìn)行處理，并調(diào)整運(yùn)行計(jì)劃；同時(shí)，主動(dòng)觸發(fā)若干其他專業(yè)的可選應(yīng)急預(yù)案，例如PA廣播、CCTV攝像頭監(jiān)視、隧道通風(fēng)、閘機(jī)開放等。這樣可以以最快的速度處理現(xiàn)場(chǎng)的狀況。

4 結(jié)語

TI AS集成度高，可為地鐵安全運(yùn)營(yíng)提供技術(shù)上的有力保障，將會(huì)成為地鐵安全運(yùn)營(yíng)的必備手段。《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》中明確指出“地鐵設(shè)計(jì)應(yīng)逐步實(shí)現(xiàn)以行車指揮與列車運(yùn)行為核心的機(jī)電設(shè)備綜合自動(dòng)化。”有了北京地鐵6號(hào)線TIAS穩(wěn)定運(yùn)行的成功先例，相信TIAS會(huì)有更美好的前景。

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