軌道交通自動化監(jiān)控系統(tǒng)的特點及其發(fā)展趨勢

孫霄

摘 要：當前城市軌道交通自動化監(jiān)控系統(tǒng)本身工作的實際特點是，集成和互聯(lián)專業(yè)系統(tǒng)數(shù)量的不斷增多，差異化相對較大，現(xiàn)場設備環(huán)境相對復雜，技術發(fā)展速度相對較快，自動化的程度相對較高，要求系統(tǒng)環(huán)境的安全、穩(wěn)定、可靠性較高。城市軌道交通自動化監(jiān)控的實施和落實，通過了人工環(huán)境、分立系統(tǒng)環(huán)境到綜合監(jiān)控系統(tǒng)管理的發(fā)展經歷。在當前的社會發(fā)展中，綜合監(jiān)控系統(tǒng)本身就是國內軌道交通建設管理自動化監(jiān)控系統(tǒng)工作的主要方式內容，同時也繼續(xù)向深度集成、網絡綜合監(jiān)控發(fā)展的方向進行轉移。為此本文結合當前的工作實際現(xiàn)狀，全面分析軌道交通自動化發(fā)展過程中所面臨的多種問題，判斷軌道交通自動化監(jiān)控系統(tǒng)所呈現(xiàn)的特點結構和未來的發(fā)展趨勢，以求能夠深化內部環(huán)境結構改革，及加快產業(yè)結構調整，全面樹立新型的發(fā)展模式，為后期的軌道交通自動化工作落實奠定堅實的基礎。

關鍵詞：城市軌道交通;綜合監(jiān)控系統(tǒng);計算機控制

軌道交通的運作的全面推進，其本身的內部工作環(huán)節(jié)都是落實在高度安全的基礎上所呈現(xiàn)的。為了全面明確此目的要求，除卻當前提供可靠的工作協(xié)助設備以外，同時也對實際的工作任務內容實施全面的監(jiān)控和系統(tǒng)的管理，讓其本身的運作都能在相對穩(wěn)定的控制范圍之內，繼而有效的確保軌道交通的運作的安全性和穩(wěn)定性，由此觀之此工作本身也是一項十分重要的技術手段。監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)全面增進了軌道交通運作過程中存在的安全性，以乘客的舒適度為目的，通過監(jiān)控的分析研究，全面判斷了當前乘客的需求，提升了乘客乘坐的安全性，將可能存在的災害損失問題減少到最低的程度。

1 軌道交通自動化監(jiān)控系統(tǒng)的核心特點

1.1 受監(jiān)控的設備內容復雜多樣

軌道交通設備本身具備一定的自動化發(fā)展趨勢，連續(xù)化工作模式，以數(shù)量繁多，涉及內容廣泛、點多面廣、專業(yè)性強等多種特點內容，其本身的重要組成部分包含有車輛主體結構，車輛本身包含交流車和直流車，這兩種車有著不同的設計制造公司，其本身也因為制造生產模式中的區(qū)分，導致最后的運行效果等各個方面有明顯的不同之處。通過供電系統(tǒng)的運行能夠有效的對變電站進行電力控制管理，同時可以對電力監(jiān)管以及相關電網等進行管理。在機電設備中其可以進一步分為車站、區(qū)間等各個環(huán)節(jié)領域中的基礎配電設備，此外還有一些照明、警示器、監(jiān)控等設備，在其他自動化操作中還有部分自動化系統(tǒng)的設置等。通信的主要作用就是實現(xiàn)信息的無線傳輸，是一種由廣播、時鐘、電源等等內容作為傳輸?shù)慕Y合，為后期的運營發(fā)展提供較穩(wěn)定的工作模式，提升傳輸效果。信號設備，其本身就是軌道交通運行線路上的一個主要的只指揮列車系統(tǒng)，其工作的核心主要依靠兩列車自行運動的狀態(tài)、列車自動保護裝置，由于列車本身的自動運行系統(tǒng)、自動保護系統(tǒng)列車自動監(jiān)控系統(tǒng)等等都將會組成一定的空間系統(tǒng)環(huán)境。

1.2 所涉及到的設備和子系統(tǒng)相對較多

由于城市軌道交通運作過程中，所有所涵蓋的設備種類相對較多，專業(yè)性相對較高，為了保證這些設備的有序運作和穩(wěn)定推進，作為管理人員就應當對這些設備系統(tǒng)進行去那面監(jiān)控管理，其工作主要涵蓋有ATS、BSA、PSCADA、FAS、PSD、AFC、ASC等系統(tǒng)，在通信系統(tǒng)中涉及到無線廣播、數(shù)字信息、電視等通信內容。

1.3 要求系統(tǒng)安全且穩(wěn)定

作為一種較為系統(tǒng)的技術手段，軌道交通信號系統(tǒng)本身在提升交通運輸效率的基礎上，來提高行駛安全性以及為乘客提供滿意的服務體驗。信號系統(tǒng)的根本作用是對所有列車的行駛情況等進行管控，關系著乘客的乘車安全，也就是說需要考慮到一旦出現(xiàn)運行問題或者其他故障，此時需要最大程度的保證乘客的安全，防止出現(xiàn)危險事故的發(fā)生，或者損害乘客的財產安全。在當前的市場環(huán)境中所使用的軌道交通監(jiān)控系統(tǒng)是按照國際相關規(guī)定標準中的要求進行實施，同時也是整個軌道交通運行安全評價的基本準則。分析國外所實施的各種評價檢測標準，基本上都是基于IEC來進行標準設計，并且在具體內容中還增加了以鐵路信號為主的標準要求，其本身包含了四個方面的主要內容，即鐵路應用模式下的安全顧凡說明要求、安全相關電子系統(tǒng)、自動防護系統(tǒng)、通信處理系統(tǒng)。

對于聯(lián)系運作的系統(tǒng)內容，這項規(guī)定的主要內容是通過危險的定量分析評估來全面確定功能安全的綜合水平內容，將其劃分為四個層級，籠統(tǒng)的將其稱之為安全綜合水平。安全系統(tǒng)的具體標準為自動化系統(tǒng)每小時發(fā)生失效情況的概率不超過百萬分之一。這類系統(tǒng)的危險失效往往會導致人員那本身的身體受到傷害，健康情況受到危害，設備的嚴重損壞或是環(huán)境狀態(tài)下所呈現(xiàn)的嚴重破壞裝填，其本身的設計、制造和安裝施工本身都應當遵循IEC標準為主。尤其在現(xiàn)有的AIP操作中，最終的決策都應當采用2/3的表決機制模式，SIL達到4級以上。IEC的定義規(guī)范了系統(tǒng)內部的安全性、穩(wěn)定性和可靠性的指標。在衡量系統(tǒng)可靠性的過程中，其本身將會由無故障和平均修復的時間作為決定依據(jù)。軌道交通的工作過程中，所有的運營狀態(tài)要始終保持在一個相對穩(wěn)定的環(huán)境之中，不會因為多種故障問題對監(jiān)控系統(tǒng)產生影響，這類系統(tǒng)而本身的指標必須在規(guī)范的要求基礎下實現(xiàn)。在正常的狀態(tài)下，系統(tǒng)所配備的各種服務器、設備等都要盡可能配備完善，以此保證最終的處理質量符合工作基礎要求。

1.4 自動化水平逐漸提升

城市軌道交通運輸?shù)母咝Оl(fā)展，主要是為了有效地應對當前城市環(huán)境之中呈現(xiàn)的交通擁擠情況，對于城市的生態(tài)環(huán)境也是有直接的保護，并且對城市交通壓力有著重要的緩解作用。軌道交通相比起其他交通體系來說更加復雜，難度較高，包括各個專業(yè)領域的知識技術，所實現(xiàn)控制的系統(tǒng)主要含有控制技術、計算機技術和網絡技術內容的現(xiàn)代科學技術手段。隨著這些技術手段的長足發(fā)展，為了有效地應對軌道交通控制系統(tǒng)一體化的問題奠定了一定的技術基礎。在當前的市場環(huán)境中，我國的各個地鐵企業(yè)在實施建設和運營時就已經有非常多的經驗積累，同時按照國內外的地鐵監(jiān)管系統(tǒng)技術方案等進行分析，能夠在國內地鐵監(jiān)管中設計使用更加先進的監(jiān)管系統(tǒng)，將各個專業(yè)的子系統(tǒng)進行綜合分析和集成管理，全面提升了地鐵監(jiān)控自動化的工作水平。

2 軌道交通自動化監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展過程

城市軌道交通系統(tǒng)建設和發(fā)展最基本的目標就是需要達到相關標準規(guī)定，保障安全有效的乘車服務。在整體軌道交通發(fā)展的同時，相關監(jiān)管系統(tǒng)也在不斷發(fā)展和完善，先后經過了不同的發(fā)展階段。

2.1 人工監(jiān)控系統(tǒng)

最初的地鐵監(jiān)管方式主要是借助人工來進行管理監(jiān)督，沒有智能化的系統(tǒng)管理設備，由于特定的時代發(fā)展下的技術限制影響，供電模式、通信方式等這些監(jiān)控技術都是通過人力來完成操作，所有的信息溝通交流都是通過電話來進行聯(lián)系的。因為整體的技術專業(yè)能力還處于發(fā)展初期，所以各方面技術設備都不完善，整體監(jiān)控效率也不高，更多的是借助人力操作，監(jiān)管效果并不理想。

2.2 分立監(jiān)控系統(tǒng)

這項系統(tǒng)內容使城市軌道交通自動化發(fā)展創(chuàng)新的一個全新的模式。在各種信息技術不斷發(fā)展的影響下，逐漸開始實施自動化的監(jiān)控管理模式。在實際管理中，根據(jù)具體需要管理的模塊以及對象來進行內容劃分，將系統(tǒng)設置按照不同模塊要求進行運行監(jiān)管，同時劃分各個子模塊，實施更加精細化的管理，各個模塊之間的運行技術等都存在差異性，整個系統(tǒng)的運行都是基于計算機技術、網絡技術之上，建立起了各種相對獨立的計算機自動化系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)，并且進行中央和車站的調度劃分，通過區(qū)域劃分來實施三級控制，提高監(jiān)控效率。結合具體的監(jiān)控工作開展以及地鐵運營情況，我們可以觀察得知。這些分立監(jiān)控系統(tǒng)本身仍舊存在以下的缺失問題。

一是，分離系統(tǒng)模式應當按照專業(yè)的劃分將其劃分為行調、環(huán)調、電調等不同的子系統(tǒng)模式，不同的子系統(tǒng)結構進行分別構建，這種運行環(huán)境的差異性將會增加系統(tǒng)內部的軟件數(shù)量以及操作流程，給管理帶來了非常大的困難，不僅僅在實際的運營過程中需要使用多種數(shù)量內容，全面控制的難度較大，不僅僅的運營中需要投入大量的系統(tǒng)維護和管理工作，增加了運行與維護過程中的成本，且會導致子系統(tǒng)之間的聯(lián)系缺乏，資源的共享性缺失。二是，子系統(tǒng)內容一般都以分離的獨立系統(tǒng)，這時所有的系統(tǒng)結構之間不能完全實現(xiàn)連鎖關系內容，且最終的可靠性較低，尤其要實現(xiàn)突發(fā)事件和災害的狀態(tài)下，最終的聯(lián)動難度相對較高，導致運營的效率相對較低。最終的救災水平質量無法滿足具體的使用需求。三是，根據(jù)實際的車輛運行以及調度管理，一旦遇到災害，這種管理方式整體比較零散，沒有構建一個綜合系統(tǒng)的集中管理系統(tǒng)，無法及時有效的集中收集和綜合處理各個數(shù)據(jù)信息，導致行車和救災調度的工作效率受到限制。

3 綜合監(jiān)控系統(tǒng)的構成及發(fā)展趨勢

軌道交通運營管理中，實際調度管理雖然可以分為不同系統(tǒng)的運行操作，但是總的來說是一個完整的系統(tǒng)結構。如果出現(xiàn)某個問題，必須在一個相對有限的時間內通過系統(tǒng)之間的邏輯連鎖關系模式處理已經發(fā)生的具體時間，而這也本身就是分立系統(tǒng)的根本缺陷所呈現(xiàn)的內容。按照這些存在的問題進行分析討論之后能夠發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)階段調度管理的根本目標就是將內部各個子模塊進行綜合統(tǒng)一管理。同時隨著經濟和技術的全面發(fā)展，對城市軌道交通的安全性和穩(wěn)定性提出了更高的工作要求，管理人員本身也要求將所有的工作更為直觀簡單清晰的呈現(xiàn)出來，繼而有效的掌握當前系統(tǒng)的工作運作狀態(tài)，同時也會進一步提高這些系統(tǒng)的集成性。在軌道交通系統(tǒng)中各個功能模塊都在發(fā)展和完善房中，所以能夠有效改善整體系統(tǒng)的管理質量，提高監(jiān)控效率，計算機、自動控制、網絡環(huán)境、通信模式以及數(shù)據(jù)庫等相關技術高速發(fā)展，這也為綜合監(jiān)控系統(tǒng)的提供了一定的技術保障。

整個監(jiān)控系統(tǒng)中最主要的就是系統(tǒng)設計中涉及到的各個硬件設備和軟件配置，無論是使用電力監(jiān)控方式還是使用機電設備監(jiān)控模式，無論是行車調度監(jiān)控模式還通信監(jiān)控模式，都始終建立在一個相對統(tǒng)一的計算機網絡平臺之上，以一個統(tǒng)一的軟件管理體系為主體進行支撐管理。可以按照系統(tǒng)的具體使用情況將其分為中央、車站、前置接口三部分內容，通過這種內容劃分可以實施更加針對性的監(jiān)控管理，提高信息獲取效率，加快各個信息資源的交流傳遞，是一種非常高效的信息的互通方式。由此觀之，綜合監(jiān)控系統(tǒng)內容不僅僅又花了分立系統(tǒng)在調度過程中的缺失，同時也成為了當前軌道交通調度自動化發(fā)展模式創(chuàng)新的必然效果。

綜合監(jiān)控系統(tǒng)的有效實現(xiàn)是以統(tǒng)一的軟硬件平臺為基礎進行實現(xiàn)的，維護工作人員主要是以維護系統(tǒng)為核心，極大程度的壓降了運營維護工作的工作質量，各種調度員都能以一套完整的系統(tǒng)進行實現(xiàn)，確保人機界面的內容和具體的操作方式相統(tǒng)一，讓最終的運營培訓工作變得更加的便捷。其次調度的操作本身與地理位置環(huán)境無關，綜合的監(jiān)控系統(tǒng)以分布式的結構為主體，確保了任何一個位置通過授權都能完成調度工作。

當前城市軌道交通建設本身受到科技發(fā)展速度和技術手段的影響逐漸的實現(xiàn)著自動化的發(fā)展模式，除卻了綜合監(jiān)控系統(tǒng)項目內交通軌道自動化系統(tǒng)的發(fā)展趨勢之外，其本身的綜合監(jiān)控系統(tǒng)深度集成化管理。主要以縱向管理集成子系統(tǒng)的工作數(shù)量和縱向分析繼承的工作層次為主。在未來的發(fā)展中綜合監(jiān)控系統(tǒng)的路網化管理和綜合監(jiān)控系統(tǒng)的實施將會成為一種主流，發(fā)揮著重要的影響作用，能夠有效推動整個城市軌道交通的建設發(fā)展。

4 總結

綜合監(jiān)控系統(tǒng)的全面建立和充分落實，已經逐漸成為了當前國際發(fā)展的主流技術手段，這也是當前我國城市軌道交通系統(tǒng)自動化發(fā)展的主要趨勢。地鐵運營管理人員結合當前的實際工作現(xiàn)狀，通過綜合監(jiān)控系統(tǒng)的分析和建立，對地鐵內部的各項系統(tǒng)設置進行統(tǒng)一的運營綜合管理，實現(xiàn)維護管理工作的有效落實，最大程度的提升了當前的工作質量和工作成效。內部城市實施軌道交通建設的過程中，也應當與當前城市環(huán)境的實際內容和投資現(xiàn)狀規(guī)模進行優(yōu)化，進一步統(tǒng)籌分析管理，增進系統(tǒng)評價，以適合的方式實施綜合監(jiān)控管理，以此全面深化內部的管理改革，提升軌道自動化運營質量，降低當前運營管理過程中存在的主要矛盾問題，深化發(fā)展思索，為后期的城市化建設發(fā)展提出一定的建議。

參考文獻：

[1]朱滬生，畢湘利.上海城市軌道交通網絡化建設中若干問題的探討[J].城市軌道交通研究，2005（2）：1-5.

[2]徐杰，劉春煌，李平，等.城市軌道交通系統(tǒng)信息共享平臺研究[J].城市軌道交通研究，2005（2）：35-39.