城市軌道交通綜合運行管理平臺系統架構及平臺搭建

李鐵勤

北京城建設計發展集團股份有限公司 北京 100037

1 引言

城市軌道交通系統眾多,傳統系統設置模式為獨立設置,各系統之間僅存在一些必需的接口,沒有統一的運行管理平臺,無法實現充分的信息互通與資源共享。本文通過綜合運營管理平臺系統的搭建,以解決上述問題。

2 綜合運營管理平臺系統

綜合運行管理平臺系統(以下簡稱IOMS)是一個具有智能控制、輔助決策及應急指揮的綜合監控與運行管理的數據平臺。IOMS通過與各機電、通信、信號、車輛系統的接口,形成統一的運行管理平臺,達到信息互通與資源共享。數據平臺軟件按照專業功能制定不同的軟件模塊,充分利用數據平臺數據共享的優勢,實現機電設備系統智能化運行、車站站務智能化服務、設備維修的智能化調度和決策、在線列車運行狀況監視,滿足全自動運行的要求。

3 IOMS系統總體架構

根據城市線網功能的定位,IOMS監控管理模式分析,IOMS可采用三級管理、三級控制的運營與管理方式,分層分布式控制系統結構。三級管理為線網中心級管理、線路中心級管理和車站級管理,三級控制為中心級控制、車站級控制、現場級控制。現場設備由PSCADA、BAS、FAS、PSD等系統的控制層、設備層組成。現場級對下連接各種智能監控對象和非智能監控對象,對上與綜合運行管理平臺系統的車站級連接。

4 系統平臺搭建方案

4.1 傳統綜合監控系統方案 傳統綜合監控系統通過對車站各相關機電系統集成和互聯,實現信息互通和協調互動。從以往各線軌道交通系統的集成方案來看,主要存在著以下幾種方案：

第一種是搭建以電力監控和環境控制為核心集成方案,即以電調、環調值班員為主要服務對象,提供中心級電調、環調工作站,系統集成PSCADA、BAS、PSD,互聯FAS、CLK、ATS。PSCADA、BAS、PSD車站現場級以上的功能全部由綜合監控實現。

第二種是搭建以電力監控和環境控制為核心,兼顧部分與行調相關系統的集成方案,即以電調功能、環調功能為核心,并提供值班員對CCTV、PA、PIS等系統的輔助操控界面,提供中心級電調、環調、行調輔助工作站,在車站級集成FAS功能,在中心和車站界面集成綜合安防系統、PA、PIS、AFC、通信集中告警系統,提供以上系統在綜合監控界面上的功能操作,并輔助行調操作員進行監控和操作。目前全國絕大部分城市軌道交通綜合監控都采用此方案。

第三種是搭建以行車調度指揮為核心,同時提供電力、環控和乘客調度監控等功能的集成方案,該方案最顯著特征是集成信號系統的ATS,同時集成與行車指揮有關的CCTV、PA、PIS、PSCADA、BAS、ACS。互聯的系統有FAS、AFC、TS、CLK等。

傳統綜合監控系統的集成方式主要采用車站集成方式,即將原各分立的子系統的車站在車站集成一個系統,建立統一的系統平臺、統一的系統硬件配置,通過傳輸通道與控制中心進行各種信息與數據交換。通過站站設置服務器,在每個車站都設置本站綜合監控,每座車站均配置1套冗余主備服務器,調度管理本站設備運行。

4.2 綜合運行管理平臺系統(IOMS)方案 基于傳統的綜合監控系統及全自動運行條件下對系統的要求不斷提高,提出綜合運行管理平臺(IOMS)方案。

本方案打破原來的技術壁壘與專業概念,不再將原有各專業系統及電調、環調、行調等工作進行明顯劃分,不再強調以某一專業或某一調度為主,而是將軌道交通各系統全部只看做一個模塊,軌道交通按系統平臺來發展,積極發揮各家之所長來建設系統。將各專業系統全部接入統一的運行管理平臺,將行車指揮、電力監控、設備監控、列車控制等均作為一個功能模塊納入綜合運行管理平臺中,進行多業務融合,并通過構建一個開放的、兼容的、擴展的、開源的運行管理平臺實現對全線的監控及調度功能。

4.3 IOMS系統集成平臺軟件架構方案 IOMS系統軟件平臺采用三層架構,分別是系統接入層、系統平臺層和系統應用層。

第一層次是系統接入層,主要位于車站,車輛段/停車場、部分位于控制中心。這層次的主要目的是將相關的基礎信息及數據全部收集,再處理加工轉發至需要的業務模塊。

第二層次是系統處理層,主要位于車輛段、控制中心。這層次的主要目的是利用計算機技術、網絡技術、云計算技術等來統一處理,從接入層接收的相關數據按專業功能模塊及輔助模塊進行功能開發,以適應運營各相關業務人員應用需求。

第三層次是系統應用層,主要位于車站、車輛段/停車場、控制中心、線路維護人員等處。這層次的主要目的是為運營調度、維護人員提供系統應用管理。

綜合運行管理系統軟件平臺將各專業信息數據有機集中進行處理,并提供對信息的過濾和分類功能,根據各應用需求,可按照專業功能制定不同的軟件模塊,利用一體化的軟件平臺實現不同系統間的信息傳遞及聯動功能。

圖1 IOMS系統集成平臺軟件架構圖

5 結論

綜合運行管理平臺系統(IOMS)打破既有綜合監控系統的概念,不再強調以個別專業為主,而是將各專業信息數據有機集中進行處理,對信息進行分層和隔離,采用管理平臺提供對信息的過濾和分類功能。管理平臺系統可以更高效的支持運營,依靠這個平臺,可以挖掘更多的面向管理的功能,以全方面的支持運營生產。