地鐵綜合監控系統的構成及優化

王 威 祝華淞

沈陽新松機器人自動化股份有限公司

地鐵綜合監控系統的構成及優化

王 威 祝華淞

沈陽新松機器人自動化股份有限公司

地鐵系統是利用密集班次、行駛于專用路線的公共運輸系統，其列車可迅速載送大量旅客至城市內及鄰近地區。同時，為避免其他地面交通干擾，其運輸路線通常采用地面專用道、地下或高架穿越方式興建。

地鐵；綜合監控系統；發展方向

引言：

地鐵的行車系統、電力系統、票務系統和信號系統等，各個看似獨立的系統之間有各種各樣復雜的關系。然而，一個系統的運作通常需要另一個系統的配合。但是就目前來說，各個系統都有各自的特點、不同的安全等級以及不同的數據冗余，各個系統又自成體系，擁有獨立的網絡結構、服務器或者工作站等。這種系統模式很難實現信息的互通、資源的共享。這種系統模式大大降低了運營的效率和可靠性。因此各地鐵公司都開始實行地鐵綜合監控系統，把每個平臺都關聯起來，發揮它們的集體優勢。

1.地鐵綜合監控系統的體現

建立地鐵的綜合監控系統的目的是把動力監控系統、FAS、BAS、行車調度系統等系統的功能集合為一體。綜合監控系統不但要實現對各個系統的設備進行遙信、遙測、遙調、遙控，而且要借助計算機的技術實現信息資源共享以保證各個系統的高效率性以及對應急事件的處理能力。信息共享的功能主要表現在各種故障模式和相關的設備的互動來體現綜合監控系統的價值。

2.地鐵綜合監控系統的兩種結構

2.1 建立綜合監控系統的基本原則是：

(1) 反饋實時準確的信息，以此全面的了解設備運行狀態；

(2) 共享足夠的信息，協調好各個系統之間的調度管理，以此來保證高效率的調度能力；

(3) 劃分合理的功能和分配調度界面，以此來保證系統的可靠性和調度的有序性；

(4)有利于建設合理的調度管理體制；

(5)合理的建設投資和最佳的性價比；

2.2 地鐵綜合監控系統是處理和傳遞實時的系統信息和以數據服務為核心的監控系統。綜合監控系統的結構由這個系統的數據服務的模式決定的。這個模式有下面兩種最基礎的結構：一種是被稱為集中式的綜合監控系統，是基于集中數據的服務模式的結構；另一種是被稱為分布式的綜合監控系統，是基于分布式數據的服務模式的結構。

2.3 集中式的綜合控制系統選用的集中數據的服務模式，是以中央級作為核心的數據服務方式；該系統很多數據的處理都是通過中央服務器處理的；而中央級的綜合監控系統是直接和車站級的綜合監控系統關聯在一起的，各個子系統的監控中心和車站級的監控平臺共同提供信息資源；數據的粒度很粗，信息一般是比較高層的決策信息，而細節的信息也主要通過車站級的系統來儲存和處理的。

3.地鐵綜合監控系統兩種構成方案的對比

集中式的綜合監控系統對實現數據的完整性和統一性比較有利，在數據的處理和數據的同步上都比較簡單，還能最優化的分享中央級的各種資源。但是這種方案主要還是依靠中央級的服務器的各種性能，而且處理的數據量非常大，中央服務器和網絡承載的負擔非常大。這種結構的瓶頸所在是服務器和網絡線路，一旦發生重大的事故，就會造成全線的監控系統癱瘓。分布式的綜合監控系統因為在數據、硬件和控制維度上的分散，中央服務器和主干網的負載會減輕，但該系統是在數據的完整性和一致性上都比集中式的綜合監控系統差的。

在擴展性方向來說，集中式的綜合監控系統主要依靠中央級的服務器，和車站級的服務器沒有很大的關系；如果要增加一些站點，對中央服務器來說，它的壓力會明顯增加，還必須要通過升級服務器來解決該問題。但是又因為服務器的市場發展比較慢，而且價格很昂貴，而分布式的綜合監控又因為維度比較分散，增加新的站點對系統的承載基本沒有什么影響，所以，在擴展能力和成本控制上分布式上午綜合監控系統比較有優勢。

總體來說，兩種監控模式在設計的使用中都各有千秋。隨著網絡技術的迅速發展，分布式的綜合監控系統絕大多數都應用于目前的地鐵行業中，比如南京地鐵6號線、香港地鐵、西安地鐵、北京地鐵10號線等。該系統已經成為目前軌道交通行業的著重發展方向。

4.綜合監控系統的施工工藝分析

4.1 綜合監控系統的規劃：根據監控對象把機電系統劃分為三個子系統，分別是環境控制子系統、建筑控制子系統和車站信息導向子系統。環境控制子系統主要是監控隧道的通風系統、車站的通風空調系統， 包括車站的通風空調小系統、車站排水系統等， 還用各種傳感器的參數監測環境調節情況

4.2 綜合監控系統的網絡設計：機電設備的監控系統的網絡分為兩層： 第一層是車站的網絡層， 各個子系統控制器通過工業的以太網連接， 選用冗余的100M光纖環網；第二層是現場總線層，各個子系統控制器通過現場總線連接到現場控制器。與此同時， 在車站另一端的設備監控室里設置了用來維護的維修工作站和打印機。

4.3 綜合監控系統的接口設計：綜合監控系統在車站和相關的系統中有比較多的接口。接口的設計也是系統設計的重要部分。綜合監控系統在車站和主控系統、火災自動報警系統、集中車站監控系統、通風空調系統、配電照明系統、給排水系統和電梯系統都有接口。

5.施工中遇到的問題

5.1 監控對象變化引起的問題：車站進出口和室外的風冷機組的位置都需要確定規劃部門。因為車站位于比較繁華的地區，綜合監控系統需要調整進出口設備的布置和整體的車站內部的路由管線來配合變化。

5.2 管線敷設引起的問題：綜合監控系統在車站里面除了公共部分敷設了線槽保護的線纜之外， 在設備區以鋼管敷設為主， 導致部分地區管線施工難度大。建議以后在設備區的走道、公共區等地方設置線槽，在環控機房傳感器集中的地方也設置線槽，以此來方便施工，有利于檢修。

6.結語

隨著科學技術的進步，匯集設計者的研究，經過優化和改進，地鐵綜合監控系統將會有更好的系統性能和更低的系統造價。

[1]張發明，高占奎，王穎.北京地鐵10號線綜合監控系統及評價[J].現代城市軌道交通，2010

[2]李中.地鐵綜合監控系統應用技術研究[J].城市軌道交通研究，2008

王威,身份證號：211003198107161513

祝華淞,身份證號：211022198011071010