地鐵綜合監控系統應用技術研究

付正陽

摘要：過去，我國地鐵機電系統一般是單獨建設的，管理相對獨立，維護難度大，系統資源共享難度大。隨著地鐵自動化管理水平的不斷逐步提高，大多數城市地鐵交通線路已經開始積極考慮并主動實施綜合性的監控管理系統。通過統一的軟硬件整合平臺，可以有效實現監控資源的有效整合共享、設備的有效維護和管理、子系統之間的互聯以及子系統故障的有效監測。為保證地鐵運營調度的順利進行。

關鍵詞：地鐵監控;監控技術;綜合應用

引言

我國的地鐵機電系統最初是由專業人員和部門分別建立和管理的。系統之間沒有資源共享，地鐵的維護也不是很方便。隨著自動化技術的研究和發展及其在地鐵中的應用，最重要的是綜合監控系統的應用。該系統的基本特點是：資源共享，設備和設備的集中維護和控制，更重要的是，及時發現系統故障，以便相關人員進行處理，確保地鐵的安全。

一、地鐵綜合監控系統概述

地鐵綜合監控系統可以對地鐵設備進行實時監控和管理，將控制站與各車站連接起來，提高工作效率和質量，但仍有一些問題有待解決。當然，毫無疑問，這個平臺使所有列車都能集中管理，提高工作效率。此外，平臺的管理范圍更廣，安全要求更高。但是，如果控制站發送的命令不正確，列車管理系統可能會癱瘓。因此，當地鐵綜合監控系統投入運行時，在充分利用其所帶來的便利的同時，還必須充分考慮其帶來的風險，做好相關的安全管理工作，盡量減少安全事故。

二、地鐵綜合監控系統的結構

1、中央綜合監控系統

綜合環境監控應用系統通常可由以下多個獨立部分子系統組成。沒有必要在這里介紹它們。它還通常有效全面地追蹤監測了各子站與各控制子系統間的系統具體控制工作與狀態，為進一步有效的實現系統中央級網絡的實時具體動態控制和效果分析提供奠定了較為良好工作的基礎。中央監控網管工作站是設置在代碼中央監控中心的北京地鐵中央綜合網絡監控分中心系統區域內，主要硬件由以太網交換機組成。一般來說，監控核心網絡結構主要為100/10000 mbitls冗余交換機，符合IEEE 802.3標準，通信協議為TCP/IP。

2、車站綜合監控系統

車站和下屬車輛段分別均配設有基于車站第一級和下屬車輛段級網關監控設備系統?；谲囌揪C合網關監控設備系統主要設備包括各個車站網關服務器、前端數據處理器、車站網關監控設備網絡、車站網關操作員以及工作站等?；谲囌揪W關互聯監控系統的車站網關監控設備主要用于監控各個車站各級電子系統的具體正常工作運行狀態，確保各個車站及各級車輛運行管理控制系統功能的良好系統實現。

3、綜合監控主干網絡

各所屬車站與線路中央綜合網絡監控管理系統及各所屬車輛段中央綜合網絡監控管理系統的網絡連接主要還是依靠綜合網絡監控系統骨干網。它主要是應用于所有監控系統之間的網絡數據信息傳輸，也是整個系統結構中最基本的部分。目前，為了從根本上保證系統的穩定性，嵌入式監控骨干網主要采用單獨的光通道進行傳輸。

考慮到整個系統網絡的穩定性，嵌入式監控骨干網的結構一般為雙環冗余網絡。如果部分交換網絡系統出現安全故障，系統人員可以及時采取基于交換機的網絡安全冗余保護措施，為保證系統交換網絡的有效性和運行性能提供安全保護。一般來說，雙環網絡的冗余結構可以分為兩種類型：雙環網絡的級聯結構和獨立雙環網絡結構。

對于級聯雙環網絡結構，級聯過程主要地發生于在連接所有節點網絡的兩個雙環本地交換機節點之間，設備要求在該兩個本地雙環網絡結點之間必須采用同一網段地址的IP。其結構主要是優點主要是設備知識產權和規劃方面相對之于其他結構設備來說都比較的簡單，但主要缺點也是在于其在應對網絡風暴上的應對能力一般較弱。

對于雙環網的獨立結構，即車站及其核心設備分別連接在兩個獨立的基環中。在此期間，兩個環路中的設備使用的IP地址也相互獨立。沒有與所有節點關聯的雙網絡交換機。當單環結構出現故障時，軟件可以在數據傳輸期間切換到另一個環。

4、綜合后備盤

綜合后備盤柜一般可設置于在軌車站列控室。在發生緊急停車情況發生下，可考慮同時激活列車相關安全設施上的列車后控功能。根據各車站機房與車站列控室之間的功能差異，本次的設計方法可酌情采用逐站分區設計機房的設計方法。在此實施過程設計中，車站控制室的IBP工作臺尺寸和機柜工作臺的尺寸等應酌情根據實際房間面積來進行調整。除了確保有效可靠的控制和功能分區外，控制室內部的整體設計也還意味著必須綜合考慮到標準化技術和現代整體美學。

三、地鐵綜合監控系統的應用技術

1、控制沖突問題的技術

從表面上看，地鐵綜合監控系統相對簡單，但在實際運營過程中，系統的影響幾乎覆蓋了地鐵運營的所有環節。因此，為了能夠使所有地鐵列車綜合制動監控控制系統的技術運行更加穩定，必須在列車沖突管理控制系統技術應用方面不斷做出積極努力。該控制技術的系統運行穩定旨在保證協調系統與其他設備工作之間的正確工作循環，從而可以使所有地鐵列車能夠及時獲得更多的技術支持和安全保護，減少反復工作出現的沖突問題。在基于地鐵列車綜合制動監控控制系統的一個互聯互通集成體系結構中，bas（地鐵制動電源輔助監控系統）和一個pscada（制動電源回路控制和制動數據采集）控制系統通常需要具有一定的系統控制管理功能。這些具有一定系統操作管理功能的控制系統主要類型包括pscctv（在線電視直播控制系統）。PA（有線廣播系統）和PIs（PIs產品終端系統）。對于具有操作和控制功能的系統，通常存在操作和控制沖突。因此，應用沖突控制技術是非常必要的，我們必須堅持長遠的觀點。

2、數據發送以及同步的關鍵技術

在全國地鐵線路綜合工程監控管理系統中，有許多不同功能類型的監控數據。其中典型監控數據采集信息主要內容包括各一段主牽引變電所、下一段牽引變電所及各監控子系統針對采集的典型數據的分析實時處理數據流和信息流，并實時傳輸至全國地鐵線路綜合工程監控管理系統。

3、網絡技術

首先，在實際應用監控網絡通信技術的發展過程中，必須注意確保網絡終端用戶能夠充分利用網絡對綜合變電站設備進行良好的安全控制。在當前網絡移動通信技術高度發達的今天， 如果能夠滿足政府相關主管部門的業務合作發展需求，就非常有必要通過實時監控網絡通信技術深入觀察北京地鐵車站綜合變電監控業務系統及其整體業務內容的發展變化。目標鎖定后，及時分發到各變電站，解決相關問題，取得良好效果。通過網絡技術，可以在不同層面進行深入分析，為解決問題提供更多支持。

四、地鐵綜合監控系統存在的問題的對策

1、人機界面整合

由于嵌入式系統軟件設計的要求人機界面及圖形化開發程度比較高，開發需要時間長，尤其重點是對數據結構開發的統一設計規劃工作和對于數據庫管理系統的統一二次開發。從整體來說，一些比較特殊的系統可以用于專業性較強的數據庫，而另一些需要重建在通信協議開放條件允許的情況下，可以將圖形化人機界面集成到嵌入式監控系統的人機界面中，能夠有效地實現復試管理功能，進而可以從根本上提高在具體操作過程中的便利性。

2、系統的可靠性與容錯性

從客觀現實角度考慮來講，一旦綜合環境監控平臺系統一旦出現了故障，將大大影響著整個平臺系統整體的系統正常運行。為了從根本上保證地鐵系統的可靠性，備用線路用于控制車站：當控制中心發生相應事故時，備用車站可由中央用戶連接。為了便于更好地實現對全線部分車站常規設備故障的全程有效遠程監控;此時，備用線路控制站所顯示出來的所有功能必須與中央級系統進行兼容，控制的移交則將要在原線路控制調度中心系統恢復運行工作停止后進行。同時，為了進一步實現系統的容錯性，需要在嵌入式監控系統中安裝多個復制軟件。

3、系統的可擴展性

在系統調整升級過程中，為了保證將來的擴展系統，需要事先為服務器、交換機接口等其它相關接口設備預留好20%-40%以上的接口容量空間或增加相應功能的擴展插槽;選擇擴展軟件時也可以同時使用多個無限的擴展軟件。因此，如果確定這兩個是一個同構的系統環境中使用的擴展，則就只可能需要合并兩個相關擴展的數據字段。

4、系統時鐘同步

隨著中央監控中心網絡規模逐漸的逐步擴大，時鐘信息傳輸時延遲就不可或避免地可能會進一步增加，很多時鐘信息可能在通過中央路由器訪問時將會突然被網絡阻塞。這又將進一步影響系統對具有很嚴格的實時性要求下的通信故障或診斷時信息數據的有效傳輸，嚴重干擾時甚至會直接丟失數據信息，因此，對其實時性也有特別嚴格要求下的通信系統只應只接受來自通信主時鐘系統的信息。

5、數據處理與協議轉換

嵌入式交通監控管理系統網絡中的所有存在嵌入式和移動互連監控系統中的數據均通過連接至嵌入式交通監控管理系統的一個前端數據處理器。這個前端數據處理器主要負責完成綜合交通監控管理系統與其他聯網監控系統之間的內部接口數據管理、協議數據轉換、初始數據處理、定期數據訪問和網絡協議數據轉換。并將不同接口格式的內部實時監控數據進行轉換后成為綜合交通監控管理系統一個統一的內部實時數據庫和對象處理格式，提交給系統數據倉庫、車站中央級和系統中央級的實時數據服務器。

結束語

地鐵上的綜合視頻監控網絡系統工作是一個大型的地鐵網絡監控系統，在實際中的應用中不可避免地可能會隨時遇到復雜的技術問題。各國地鐵工作人員正在努力不斷簡化整個我國地鐵上的綜合視頻監控網絡系統，提高整個地鐵上的綜合視頻監控網絡系統的整體功能。隨著我國計算機通信技術的不斷進步發展，地鐵上的綜合視頻監控網絡系統的技術突破應用周期越來越短。我們預計在不久的將來，地鐵上的綜合視頻監控網絡系統將會變得非常簡單，具有更多功能。對于地鐵交通系統來說，其安全性是另一個重要的保障層。

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