城市軌道交通綜合監控系統聯動功能之芻議

王孟強

(廈門軌道交通集團有限公司,福建廈門 361008)

城市軌道交通綜合監控系統聯動功能之芻議

王孟強

(廈門軌道交通集團有限公司,福建廈門 361008)

綜合監控系統(ISCS)為城市軌道交通提供了一個集中操作與管理的自動化平臺,也為地鐵中存在的眾多機電系統提供了數據融合,信息共享的平臺。綜合監控系統的聯動功能為這些地鐵機電系統的協調配合提供了有利條件,使得它們之間的關系更加緊密、清晰,大大提高運維效率。

城市軌道 綜合監控系統 聯動

1 引言

城市軌道交通綜合監控系統(ISCS)自上世紀九十年代末在國內開始應用以來，經過了十幾年的發展和進步已日益走向成熟。地鐵利用綜合監控系統實現了車站和控制中心與相關機電系統的集成和互聯，實現了眾多子專業數據信息的共享，提高了數據的利用率，從而實現了在不同運營工況下系統間的有機聯動，提高了城市軌道交通管理的自動化和科學化水平。另一方面，綜合監控系統的上位工作站界面統一、操作零落簡單，為今后優化運營管理體制提供了條件，提高軌道交通運營效率和降低運營成本。

2 聯動功能概述

在城市軌道交通運營中，為了保障軌道交通系統正常運轉、確保乘客和工作人員的生命安全，設置了各種各樣的機電系統。雖然在功能劃分及職責范圍上各不相同，但是它們之間存在著緊密和必要的聯系，一個系統的變化往往需要其它一些系統做出相關的調整，尤其是在運營過程中出現火災、事故等意外工況時，需要各系統協調配合，迅速的做出應對措施。

在綜合監控系統出現之前，城軌中各個機電系統之間存在數量眾多的接口，以火災自動報警系統(FAS)舉例，它需要同環境與設備監控系統(BAS)、自動售檢票系統(AFC)、門禁系統(ACS)、信號系統(SIG)、廣播系統(PA)、電力監控系統(PSCADA)、時鐘系統(CLK)等專業建立通信接口，以達到滿足運營需求、災害響應等功能。綜合監控系統出現后，為所有機電系統提供了信息共享的平臺，在不考慮備用和冗余接口的情況下，各子系統只需與綜合監控系統建立一條通道，便可實現與其他子系統的信息往來。圖1是地鐵機電系統與綜合監控系統的接口示意圖。

3 聯動功能的設計與實現

地鐵機電系統的聯動功能，按觸發形式上分為3類：(1)全自動：收到接口系統觸發點的報警/狀態，無需人工干涉，ISCS將處理并給接口系統發送相關控制命令。這類操作一般是對非緊急狀態的，日常瑣碎操作的自動反應。(2)半自動：這種聯動功能由來自一個或多個接口系統的觸發點或時間驅動事件觸發。當半自動聯動功能被觸發時，聯動功能圖標會在人機界面(HMI)的頁面上閃爍提醒操作員注意。通過HMI上聯動功能的頁面，操作員可以發送一系列控制命令給半自動聯動功能的接口系統。操作員在HMI聯動功能頁面執行命令之前或之后，當觸發點恢復到正常狀態時，相關聯動將停止。(3)手動：這種聯動功能與報警/狀態沒有關聯。通過HMI聯動功能頁面，操作員可以手動發送一系列控制命令給手動選擇聯動功能的接口系統。

圖1 地鐵機電系統與綜合監控系統接口關系示意圖

全自動的聯動場景，以列車到站自動廣播功能為代表。列車即將到站時，應觸發相關站臺的廣播系統播放提示音，用以提醒乘客做好上車的準備，以往此功能要求SIG與PA專業建立接口，引入綜合監控系統后，由綜合監控系統獲取SIG的列車倒計時信息并判斷：當OCC RTU接收到SIG專業上傳的列車進站倒計時為1分鐘時，OCC RTU觸發車站RTU，通過綜合監控與PA的接口對本站的PA控制器下發開啟到站廣播的命令。數據流示意圖如圖2所示。

另一種全自動聯動是FAS與BAS之間的火災聯動，目前地鐵FAS，BAS系統越來越多的集成在綜合監控系統中，當火災發生時，FAS負責探測火災發生的具體位置，并對應相應的防火分區，告知BAS觸發相應的火災模式，進行排煙的工作，如果FAS確認火災發生1分鐘后，BAS仍沒有執行正確的火災模式，說明FAS與BAS之間的接口失效，此時綜合監控系統會通過其與BAS的接口再次下發相關的模式啟動命令，達到二次保障的目的。

下面以突發大客流的聯動場景為例，介紹如何通過ISCS與AFC，CCTV，PIS等子專業的接口和數據互通，實現突發大客流事件的半自動聯動場景。

圖2 列車到站自動廣播數據流

圖3 BAS通過聯動功能的節能控制示意圖

在運營過程中，如果出現突發的大客流情況時，值得調度人員的重視，并采取相關措施，綜合監控系統接收到一段時間內AFC的反常客流高峰值，會啟動半自動聯動功能，幫助調度人員進行處理。客流反常高峰可定義如下：

時間段1(例：07：45-08：00)入閘人是Y，時間段2(例：08：00-08：15)入閘人是Z，如果Z是150%超過Y啟動自動客流監視功能或Y超動態標準(TC2，CC)，若某15分鐘客流大于1500人，也將觸發此聯動場景。此場景觸發后，調度人員的綜合監控HMI應自動顯示出現情況的車站站廳和站臺的CCTV攝像圖像，在OPS大屏幕上自動顯示站廳和站臺的CCTV攝像圖像，并觸發車站的PA系統，對站內乘客進行提示和引導。

4 聯動功能在節能減排方面的展望

上一章節所提的ISCS聯動功能，均是針對日常的運營工作，屬于傳統的聯動模式，在設計時，還能發掘ISCS更大的潛力，比如在節能減排方面，綜合監控系統的聯動功能(如圖3）也可發揮很大的作用。我們知道，通風空調系統由BAS集中控制，一直以來都是節能控制所重點討論和研究的對象，從目前已開通的城市地鐵線路的運營情況來看，節能效果往往不夠理想，一般來說，新風負荷和人員負荷的變化是影響空調大系統負荷波動的主要因素，合理的新風量對于大系統的節能運行意義重大，因此AFC實時客流、PSD屏蔽門開關狀態，都應作為BAS控制算法中的輸入信息，用來實現新風量根據車站需求調整，降低新風負荷并實現新風機自身的節能運行。

在沒有綜合監控系統之前，這一想法無法實現，而通過綜合監控系統與AFC系統的接口可獲知當前時段的進閘人數和出閘人數等信息，可以輕易的了解目前客流的實際狀態，比如是否存在客流激增和突然減少的情況，根據這些信息及事先估算的不同類型的乘客在站臺逗留以及在站廳逗留的平均時間可計算出當前人員負荷。綜合監控系統與PSD系統也存在接口，可以用來收集屏蔽門的信息，因此，通過綜合監控系統，便可計算出干擾對負荷的影響，將計算結果發送給BAS系統，參與冷量的調節。

一般BAS調節冷量的控制算法均基于溫差的閉環控制策略，通過反饋的溫度與給定溫度的差值調節冷量，但由于溫度的大滯后性，控制效果和節能效果并不理想，上面介紹的聯動功能基于前饋控制的思想，通過對擾動量的實時采集和整理、掌握規律、預測趨勢，提前采取措施，迅速做出響應。

5 結語

聯動功能是綜合監控系統的關鍵功能之一，此功能旨在提高城市軌道交通運營效率，提升自動化水平，以及提高應急措施的響應速度。綜合監控系統是眾所機電系統數據融合的平臺，實現了多子系統的信息共享，利用綜合監控系統的這一特點，將地鐵機電系統之間緊密聯系起來，使運營管理理念和運營模式發生了根本的改變。

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