城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)智能發(fā)展研究

（中國交通建設(shè)股份有限公司總承包經(jīng)營分公司，北京 100000）

1 城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀概述

綜合監(jiān)控系統(tǒng)集穩(wěn)定性、全面性、高效性等多重應(yīng)用優(yōu)勢于一體，是城市軌道交通發(fā)展中不可或缺的基礎(chǔ)設(shè)施。在尚未采用綜合監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)，地鐵的機(jī)電系統(tǒng)通常采取獨(dú)立配套、獨(dú)立管理的方式，通常會(huì)導(dǎo)致資源的溝通效率下降，共享難度加大，難以發(fā)揮出機(jī)電設(shè)備的集群優(yōu)勢。

隨著自動(dòng)化技術(shù)水平的日益成熟以及城市軌道交通系統(tǒng)發(fā)展需求的刺激作用，綜合監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，其有效整合軟硬件平臺(tái)，能夠提供資源共享、設(shè)備集中管理、故障監(jiān)測、緊急事故應(yīng)急響應(yīng)等功能，帶動(dòng)地鐵運(yùn)營水平提升至全新的層級(jí)。

2 綜合監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

綜合監(jiān)控系統(tǒng)具有層次化的特征，踐行層級(jí)控制和層級(jí)管理理念，形成多層次的體系架構(gòu)。縱觀現(xiàn)狀，以二級(jí)管理、三級(jí)控制的模式較為典型和常見，其包含中心控制層、車站控制層、自動(dòng)化子系統(tǒng)就地設(shè)備層三大核心模塊，彼此協(xié)同作用。

2.1 中央級(jí)綜合監(jiān)控系統(tǒng)

在實(shí)現(xiàn)部分子系統(tǒng)中心級(jí)功能集成的同時(shí)，綜合監(jiān)控系統(tǒng)還可接收源于車站綜合監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，以便對(duì)其執(zhí)行二次處理操作，進(jìn)而向用戶提供更為豐富的監(jiān)控功能，包含但不限于統(tǒng)計(jì)報(bào)表、中心級(jí)聯(lián)動(dòng)、程式控制。在數(shù)據(jù)與資源共享需求日益迫切的發(fā)展背景下，中央級(jí)綜合監(jiān)控系統(tǒng)也能夠提供高度穩(wěn)定、高度便捷的數(shù)據(jù)共享傳輸通道，對(duì)接路網(wǎng)指揮中心、供電局地方調(diào)度中心等，提供數(shù)據(jù)支持。通過多方配合，可有效確保城市軌道交通具有較高的運(yùn)行水平。

2.2 車站級(jí)綜合監(jiān)控系統(tǒng)

各站點(diǎn)處配套的車站級(jí)綜合監(jiān)控系統(tǒng)，具有自動(dòng)集成與互聯(lián)的功能。該系統(tǒng)可以向被控系統(tǒng)讀取數(shù)據(jù)，對(duì)其執(zhí)行處理、存儲(chǔ)等操作，用于反映現(xiàn)場設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀況，同時(shí)車站級(jí)數(shù)據(jù)庫持續(xù)完成對(duì)數(shù)據(jù)的記錄、更新等操作，也可根據(jù)需求發(fā)布控制指令。車站級(jí)綜合監(jiān)控系統(tǒng)擁有一套相對(duì)獨(dú)立的監(jiān)控功能，給日常操作創(chuàng)設(shè)了更多的可能，輔助站點(diǎn)值班人員能夠分別完成對(duì)子系統(tǒng)的監(jiān)控操作。

在地鐵工程建設(shè)領(lǐng)域，綜合監(jiān)控系統(tǒng)普遍采用分層分布式結(jié)構(gòu)，但軌道交通系統(tǒng)的運(yùn)行需求各異，因此部分情況下也將采用其他體系結(jié)構(gòu)，例如中心集中式結(jié)構(gòu)，其依托于以太網(wǎng)的連接作用，與各站點(diǎn)級(jí)自動(dòng)化子系統(tǒng)互聯(lián)，規(guī)避綜合監(jiān)控投資成本過高的問題[1]。

2.3 綜合監(jiān)控系統(tǒng)與自動(dòng)化子系統(tǒng)的集成、互聯(lián)

通過集成方式或互聯(lián)方式的應(yīng)用，能夠向各自動(dòng)化子系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)，并根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果生成處理策略。自動(dòng)化子系統(tǒng)的類型豐富，例如電力監(jiān)控系統(tǒng)、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)、自動(dòng)售檢票系統(tǒng)、旅客信息系統(tǒng)、閉路電視系統(tǒng)、信號(hào)系統(tǒng)、時(shí)鐘系統(tǒng)等。

（1）集成子系統(tǒng)：通過監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)中央級(jí)、車站級(jí)上位機(jī)的監(jiān)控功能，一旦脫離綜合監(jiān)控系統(tǒng)，各項(xiàng)功能將難以實(shí)現(xiàn)。集成子系統(tǒng)的上位機(jī)功能得以實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵前提在于得到綜合監(jiān)控系統(tǒng)的支持。非深度集成模式運(yùn)行方式與之不同，通常以頂層信息集成的方式為主。

（2）互聯(lián)子系統(tǒng)：具有獨(dú)立性的特征，能夠脫離綜合監(jiān)控系統(tǒng)，但彼此間會(huì)發(fā)生監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)交互行為，運(yùn)營人員能夠依托綜合監(jiān)控系統(tǒng)完成針對(duì)性的操作，同時(shí)也可滿足系統(tǒng)信息互通、聯(lián)動(dòng)的需求。

綜合監(jiān)控系統(tǒng)子系統(tǒng)若要實(shí)現(xiàn)高效集成和互聯(lián)的關(guān)系，需要整合電力監(jiān)控系統(tǒng)、環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)，將其統(tǒng)一融入綜合監(jiān)控系統(tǒng)中，同時(shí)兼顧其他子系統(tǒng)的運(yùn)行需求，利用互聯(lián)的方式接入。但需考慮的是，在綜合監(jiān)控系統(tǒng)日益發(fā)展的背景下，包含門禁系統(tǒng)、信號(hào)系統(tǒng)在內(nèi)的各類功能化子系統(tǒng)也應(yīng)當(dāng)有效集成至綜合監(jiān)控系統(tǒng)中，否則將嚴(yán)重抑制該類子系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)勢。

3 綜合監(jiān)控系統(tǒng)在城市軌道交通領(lǐng)域的發(fā)展展望

經(jīng)過長期的探索，綜合監(jiān)控系統(tǒng)在城市軌道交通領(lǐng)域的應(yīng)用水平正逐步提高，且取得一系列顯著的成果。隨著綜合監(jiān)控系統(tǒng)的持續(xù)發(fā)展，可以增強(qiáng)各子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)效果，從而切實(shí)提高地鐵全線的自動(dòng)化水平，且在人工智能等相關(guān)技術(shù)被引入后，還可推動(dòng)綜合監(jiān)控系統(tǒng)朝智能輔助決策、效能管理等高層級(jí)方向發(fā)展[2-3]。

3.1 擴(kuò)寬應(yīng)用范圍

綜合監(jiān)控系統(tǒng)的拓展方向主要體現(xiàn)在集成與互聯(lián)子系統(tǒng)專業(yè)的層面，在該發(fā)展進(jìn)程中，子系統(tǒng)之間的結(jié)合水平將得以提高。以某城市軌道交通工程為例，其綜合監(jiān)控系統(tǒng)所涵蓋的互聯(lián)系統(tǒng)有列車監(jiān)控系統(tǒng)、電力監(jiān)控系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)、乘客信息系統(tǒng)等。

隨著城市軌道交通配套技術(shù)的發(fā)展，綜合監(jiān)控系統(tǒng)已逐步彰顯出自動(dòng)化與智能化的特征，由此也給綜合監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展創(chuàng)設(shè)了全新的契機(jī)，創(chuàng)新式發(fā)展成果顯著，例如門禁系統(tǒng)、列車信息管理系統(tǒng)、電能質(zhì)量管理系統(tǒng)等均被集成至互聯(lián)綜合監(jiān)控系統(tǒng)中。可以預(yù)見的是，綜合監(jiān)控系統(tǒng)所提供的規(guī)范化平臺(tái)能夠吸納更多的專業(yè)子系統(tǒng)對(duì)接至其中，后續(xù)該發(fā)展趨勢將更為明朗。

3.2 加大應(yīng)用深度

綜合監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用初期，以支持調(diào)度管理為核心功能，在后續(xù)發(fā)展中，該功能得到拓展，衍生出維護(hù)管理、第三方數(shù)據(jù)支持等層面的多樣化應(yīng)用形式。縱觀綜合監(jiān)控系統(tǒng)在應(yīng)用深度層面的發(fā)展情況，可以總結(jié)出兩個(gè)層面的內(nèi)容。

3.2.1 數(shù)據(jù)智能分析與輔助決策

綜合監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)監(jiān)控范圍較以往有所擴(kuò)寬，并且子系統(tǒng)集成度也得以提升，整個(gè)系統(tǒng)所具有的監(jiān)控?cái)?shù)量較為可觀，但同時(shí)也對(duì)綜合監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用水平提出更高的要求，其需要高效完成數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、處理等相關(guān)操作，且不可出現(xiàn)數(shù)據(jù)紊亂的局面，因此以何種方式提高數(shù)據(jù)的服務(wù)水平是值得探討的內(nèi)容[4-5]。

從發(fā)展方向來看，綜合監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)逐步形成立體式監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)處理的能力得以提高，所覆蓋的處理范圍延伸，例如多源異構(gòu)的數(shù)據(jù)等均可得到有效處理，且能夠彰顯出大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用特征。大數(shù)據(jù)的應(yīng)用深度變革了生產(chǎn)、生活的方式，涵蓋商業(yè)、科技、教育等多個(gè)領(lǐng)域，賦予生產(chǎn)、生活高度便捷化的特征，資源的利用水平也提升至全新的層級(jí)。

積極推動(dòng)大數(shù)據(jù)的研究與應(yīng)用進(jìn)程具有可觀的社會(huì)經(jīng)濟(jì)價(jià)值，具體至城市軌道交通領(lǐng)域，面對(duì)綜合監(jiān)控系統(tǒng)持續(xù)擴(kuò)大的數(shù)據(jù)量，需要?jiǎng)?chuàng)建與之相配套的大數(shù)據(jù)分析模型，給綜合監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行提供技術(shù)支撐。在發(fā)展綜合監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)，調(diào)度管理、維護(hù)管理及第三方數(shù)據(jù)支持則成為重要的發(fā)展方向[6-7]。

3.2.2 能效管理

能效管理具有綜合性特征，于軌道交通的綜合監(jiān)控系統(tǒng)而言，是指高效采集并分析信息數(shù)據(jù)源，對(duì)其運(yùn)行方案進(jìn)行優(yōu)化，推動(dòng)綜合監(jiān)控系統(tǒng)的高效運(yùn)行，提高城市軌道交通系統(tǒng)的運(yùn)行水平，給乘客提供優(yōu)質(zhì)的出行服務(wù)，創(chuàng)造可觀的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的同時(shí)也逐步顯現(xiàn)出環(huán)境污染以及能源緊缺的問題，節(jié)能減排是走可持續(xù)發(fā)展之路的重要舉措，在城市軌道交通領(lǐng)域的綜合監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)中，也應(yīng)當(dāng)踐行節(jié)能減排的理念。根據(jù)電力系統(tǒng)的基本特點(diǎn)，可以引入PQSS電能質(zhì)量管理系統(tǒng)，提高環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的靈敏度，使其能夠適應(yīng)各季節(jié)、各時(shí)段的氣候特點(diǎn)，自動(dòng)調(diào)整運(yùn)行模式，在保證城市軌道交通系統(tǒng)整體運(yùn)行品質(zhì)的前提下，最大限度減少能源投入。鑒于綜合監(jiān)控系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)體量大、類型豐富的特點(diǎn)，可以深度發(fā)掘信息的價(jià)值，在此基礎(chǔ)上生成適用于各子系統(tǒng)的運(yùn)行策略，此舉應(yīng)當(dāng)成為業(yè)內(nèi)人士的重點(diǎn)關(guān)注內(nèi)容，需在此方面尋求突破口[8-9]。

4 結(jié)語

綜上所述，隨著城市軌道交通系統(tǒng)的發(fā)展，相適配的綜合監(jiān)控系統(tǒng)也應(yīng)當(dāng)“同步前行”，通過大數(shù)據(jù)等先進(jìn)技術(shù)的靈活應(yīng)用，推動(dòng)綜合監(jiān)控系統(tǒng)朝智能化的方向發(fā)展。本文中對(duì)綜合監(jiān)控系統(tǒng)的智能發(fā)展工作方向以及工作內(nèi)容進(jìn)行初步的描述，在共同協(xié)作之下，推動(dòng)綜合監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展，使其更好地服務(wù)于城市軌道交通系統(tǒng)。