地铁综合监控系统运用分析

地铁综合监控系统运用分析日本、德国等国家相继在日本新干线、汉诺威一维尔茨堡高速铁路等采用了综合监控系统。

而在国内，上世纪90年代也开始进行了地铁综合监控系统的研究、开发及应用。

建立综合监控系统，形成高效、有序、安全、可靠的综合监控网络，是保障地铁运输安全的重要手段，因此势在必行。

1、概述随着计算机及网络技术的迅速发展，计算机网络结构在地铁监控领域已得到广泛运用，各网络节点可在Is0标准化网络协议上进行数据传输和信息交换，由网络管理系统组织各节点间的信息数据处理和资源分配，使各节点间的作业更协调，信息综合处理更方便、高效。

早在80年代，国外在建立现代化交通运输管理系统中，引入先进的计算机网络管理技术，将运输网络中各相关的监控子系统互联起来，建立综合监控系统，以形成一个高效、有序、安全、可靠的综合监控网络，如日本、德国等国家相继在日本新干线、汉诺威―维尔茨堡高速铁路等采用了综合监控系统。

而在国内，90年代也开始进行了综合监控系统的研究、开发及应用。

上海轨道交通明珠线工程设计就采用了综合监控系统。

本文就综合监控系统在国内地铁工程中的运用，结合深圳地铁工程设计、建设的实际运行经验，谈谈自己的看法。

2、综合监控系统结构模式分析在地铁交通运输管理体系中相互联系比较密切的监控系统主要包括行车调度监控系统、电力监控系统、车站设备监控系统、防灾报警系统。

综合国内地铁的实际情况，目前地铁交通监控系统构成主要可有以下几种：①各自分散独立设置的监控系统②行车调度监控系统、电力监控系统、车站设备监控系统、防灾报警构成综合监控系统，其余的独立，各成体系。

随着计算机网络技术的发展，为了提高调度自动化管理水平，将各类监控系统数据信息共享，采用综合监控系统是大势所趋，是今后的设计和发展的主要方向。

综合监控系统与分散独立设置的监控系统相比较，具有以下优点：●技术上更先进由于采用计算机网络结构，充分体现出计算机网络技术的优势，各子系统在ISO标准化网络协议上进行数据传输、信息交换、文件处理和资源分配，使各大系统间的信息综合处理更方便、高效。

●调度管理上更协调由于综合监控系统建立了既相互独立，又统一协调的一体化调度指挥系统，因此各子系统的调度管理可在总调的指挥下协调作业，各系统间的调度程序更紧密、有序。

同时，可实现各子系统间相关的数据处理、数据分析及报表管理，更能高效地发挥调度管理的功能，对各种相关事件的快速反应及综合处理能力大大加强，调度管理自动化程序更高，整体提高了系统运行的安全可靠性。

●经济上更为合理由于各子系统在基于局域网络的基础上建立了集成化的综合监控系统，将两系统的监控功能由一套计算机网络设备来实现，系统软硬件统一配置，一方面节省了在独立监控系统中要实现相互间信息交换所需调协的转发接口设备，另一方面也避免了在共享资源及系统冗余备份中的重复配置(网络设备、服务器共用)，从而简化并降低了系统前期建设及后期运行维护费用，同时也提高了在独立监控系统中各子系统间配合协调的间接经济效益。

综合监控系统主要考虑的对象是在生产调度管理过程中相互关系较为密切的电力监控系统、行车调度监控系统、车站设备监控系统、防灾报警系统。

因此，以下分析它们之间的特点、相互关系以及工程的实施性等方面，以决策综合监控系统结构模式，是由行车调度监控系统、电力监控系统、车站设备监控系统、防灾报警构成综合监控系统，还是由电力监控系统、车站设备监控系统、防灾报警系统构成综合监控系统。

综合监控系统特点电力监控系统(SCADA)负责对全线供电设备的监控管理，以确保牵引供电系统和全线的电力变配电系统安全可靠和经济运行，其主要是实现遥控、遥信、遥测、遥调功能。

车站设备监控系统负责对全线各车站环控设备(包括通风、空调、给排水、照明、自动扶梯等)的日常运营进行自动化管理，在满足环境调控的同时尽量考虑节约能源，其主要是实现遥控、遥信、遥测功能。

防灾报警监视系统负责对全线各车站、停车场、车辆段、控制中心大楼等部门的可能发生的灾害进行自动监视以及对相关消防设备进行监控，用以及早发现灾情并采取相应措施，保障乘客生命和国家财产安全，从而保证地铁安全正常运行。

行车调度监控系统负责全线列车的运行调度，对全线列车的运行布置、各车站机车信号灯状态、线路列车分布情况等的监控；实时监视列车运行状态、控制线路道岔：手动及自动安排列车运行图等。

各监控系统的相互关系●从调度管理方面基于城市地铁及城市轨道交通牵引供电系统的特点和运营管理体制，接触网检修作业一般安排在晚间列车停运后进行。

但在列车运营时间内，供电设施一旦发生故障，电力监控系统在指挥牵引供电设施的故障抢修时，需要了解沿线列车运行情况、机车信号状态，从而申请停电作业点及时间，以便迅速对故障供电设施进行维修，这就需要行车调度监控系统的配合；而行车高度监控系统需要掌握沿线供电设施的运行状态，接触网线路的带电状态及事故抢修区段点等，有助于准确修改列车运行图，尽快恢复通车。

防灾报警系统负责对全线各车站、停车场、车辆段、控制中心大楼等部门的可能发生的灾害进行自动监视以及对相关的消防设备进行监控，一旦灾害发生时，除了防灾报警系统实时监视灾情，控制有关消防设施消灭灾害外，还需要其它系统配合支持，以确保乘客及时、安全的向站外疏散，将国家财产损失降到最低，即根据灾害情况，电力监控系统采取全线或局部区段变电所停电，并切断与消防系统无关的设备电源；行车调度监控系统采取相应停车措施并修改有关运行图及有关信号显示系统；车辆设备监控系统应及时使照明、自动扶梯等设备处于消防运行状态，并实时监控。

●从技术上行车调度监控系统与电力监控系统在技术上完全是两个独立的系统，各自功能及服务对象差别很大，自成体系。

同时行车调度系统是全线运行指挥的心脏，直接关系到列车运行及旅客安全，其地位及重要性是其它系统不可比拟的。

面电力监控系统是轨道交通供电系统调度指挥的核心工具，尤其在城市轨道交通供电系统中变电所采用无人值班方式，其重要性显得尤为突出。

因此在工程实施过程中，行车调度监控系统与电力监控系统的设计工作，都是分别由两家具有成功设计经验的专业设计单位负责，单独设计。

而电力监控系统、车站设备监控系统、防灾报警系统间，不仅在调度管理上它们相互配合关系较为密切，且在监控功能上、监控对象上及监控手段上都差别不大，因此电力监控、车站设备监控、防灾报警系统三个系统集成为综合监控系统，易于实现，并能增强调度管理自动化能力，提高工作效率，降低工程造价。

国内综合监控系统设备供货能力当前，国内监控系统主要运用于电力监控、铁道系统及城市轨道交通、工矿企业自动化等领域。

由于各领域监控系统的运用有其自身的特点，因此各领域相应有一批成熟的生产厂家。

但由于在电力系统、城市交通等领域电力监控、设备监控及防灾报警系统的结构、设备组成及主要功能配置都基本相同，仅应用软件的用户画面有所不同，因此国内主要的大型生产企业具备有集成开发及供货能力。

而行车调度监控系统专业性强，属于运输调度系统，仅运用于铁道、城市交通运输调度等领域，与电力监控系统相比，在技术上完全是两个独立的系统，因此相对技术较成熟的电力监控生产企业无相应设备的供货能力。

到目前为止，综合国内备厂家的生产经验、技术能力及供货业绩，还没有_个生产厂家能够同时提供电力及行车调度系统设备。

前面也提到，行车调度系统是全线运行指挥的心脏，直接关系到列车运行及旅客安全，其地位及重要性是其它系统不可比拟的，因此在短时期内由厂家开发电力及行车调度综合系统是相当困难的，也非常慎重的。

通过以上分析，加上我国地铁目前的管理水平及实际运行情况，本人认为在我国地铁领域目前将行车调度监控系统与其它监控系统集成的工程实施性难度较大。

因此建议地铁综合监控系统运用范围为：应将电力监控、车站设备监控及防灾报警监控系统等三个子系统集成为综合监控系统，应统一设置、同室办公。

综合监控系统的调度管理模式采用计算机网络结构，将地铁交通工程监控系统中的电力监控、车站设备监控、防灾报警系统纳入到一个网络系统中，但各系统相互独立，分台管理。

在各系统独立完成各自调度任务的同时，建立一个统一的总调度指挥系统，此系统从各子系统得到重要设备运行参数、灾害情况等信息，实现集中调度，统一管理。

各子系统间通过计算机互联网络，实现重要信息互相传递，紧急状态下的互相配合，这样即保证各子系统作业的相互独立，又保证调度作业的相互协调，有利于提高调度的效率。

见图l所示。

综合监控系统与行车调度系统的接口方式虽然行车调度系统与电力监控系统、车站设备监控系统、防灾报警系统间，在监控功能上、监控对象上及监控手段上都差别较大，服务对象上、技术上各成体系，但是在调度管理上它们相互配合关系还是较为密切的。

因此，综合监控系统与行车调度系统之间可采用以下两种方案进行结合。

见图2所示。

方案一：采用较为合理、易于实现、方便简洁的互设显示终端方式。

方案二：通过设置网桥设备实现综合监控系统与行车调度系统间的数据交换。

3、综合监控系统的结构形式考虑国外综合监控系统的发展模式及国内监控系统的实际情况，以及行车调度系统与信号系统的密切性，在地铁交通工程中建议将电力监控、车站设备监控、防灾报警监控各个综合系统，框架方案如图3所示。

该系统可分为四个子系统：●电力监控系统，负责对沿线变电所供电设施的调度管理。

●车站设备监控子系统，负责对沿线车站相关设备的调度管理。

●火灾报警监控子系统，负责对沿线车站内的火灾信息进行监测报警。

●后台管理子系统，负责对全线数据的统计和全线的调度管理。

整个综合监控系统按功能分散、任务分担、信息共享的原则设计。

在控制中心，通过服务器和通信前置机进行数据流的有序管理。

各网上的工作站、模拟盘接口均有独立的站址。

网络采用Ethernet网，TCPIIP协议，遵守IEEE8023标准。

主要分为以下几大部分：(1)服务器：在网络操作系统的支持下，对网络的各个工作站进行诸如访问权限等管理，并为整个系统提供可供共享的信息，包括：系统参数、共计算、管理程序，各类报表显示界面的描述文件、数据库存等。

(2)工作站：按功能配置的工作站，将网络中的信息按各自所需接收并填写进数据库中，并实时显示有关画面、表格、曲线和打印记录等。

同时，调度员的各种控制命令也是通过工作站向通信站发送出去的。

(3)模拟盘：将网络中的信息接收并按功能要求进行显示，以达到各系统信息的共享。