楊鵬飛

（深圳市地鐵集團(tuán)有限公司運(yùn)營(yíng)總部，廣東 深圳 518000）

綜合監(jiān)控信息共享平臺(tái)在軌道交通某號(hào)線中的應(yīng)用

楊鵬飛

（深圳市地鐵集團(tuán)有限公司運(yùn)營(yíng)總部，廣東 深圳 518000）

近年來(lái)，地面交通擁堵問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，許多大城市為了緩解交通開(kāi)始修建軌道交通。而軌道交通是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程包括許多系統(tǒng)，地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)把各個(gè)分系統(tǒng)通過(guò)接口集成一個(gè)統(tǒng)一的監(jiān)控平臺(tái)來(lái)指揮列車運(yùn)行。文章以軌道交通某號(hào)線為例來(lái)介紹綜合監(jiān)控平臺(tái)的運(yùn)行體系及具體的實(shí)現(xiàn)方式。

軌道交通；綜合監(jiān)控系統(tǒng)；信息共享平臺(tái)；運(yùn)行體系；地鐵信息

軌道交通的綜合監(jiān)控信息共享平臺(tái)采用通用性好的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、以集成的方式和各接入系統(tǒng)（列車自動(dòng)控制系統(tǒng)、自動(dòng)檢票系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、防災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)等）實(shí)現(xiàn)信息共享和自動(dòng)化控制，能快速地應(yīng)對(duì)軌道交通的突發(fā)性事件，提高了處理救援、防災(zāi)等事故的能力，從而提高了地鐵的運(yùn)營(yíng)效率。

1 監(jiān)控信息共享平臺(tái)的運(yùn)行體系

以北京軌道交通某號(hào)線為例來(lái)介紹監(jiān)控信息共享平臺(tái)的具體運(yùn)行體系，見(jiàn)圖1。該號(hào)線全長(zhǎng)33.03km，共有30個(gè)車站。運(yùn)行體系主要包括三大部分：行車體系，綜合監(jiān)控系統(tǒng)及信息管理系統(tǒng)，運(yùn)營(yíng)調(diào)度、運(yùn)營(yíng)維護(hù)人員維護(hù)及動(dòng)靜態(tài)信息應(yīng)用。行車體系根據(jù)監(jiān)控信息共享平臺(tái)反饋的運(yùn)行信息進(jìn)行運(yùn)行，而監(jiān)控信息共享平臺(tái)又根據(jù)行車體系反饋的運(yùn)行信息進(jìn)行分析計(jì)算，從而調(diào)整行車體系的運(yùn)行，運(yùn)營(yíng)調(diào)度、維修人員根據(jù)監(jiān)控信息共享平臺(tái)反饋的數(shù)據(jù)來(lái)調(diào)度和維修地鐵，為乘客的安全乘坐提供保障。乘客根據(jù)監(jiān)控信息共享平臺(tái)的客戶端應(yīng)用實(shí)現(xiàn)地鐵信息的智能化獲取和應(yīng)用。

圖1 北京某號(hào)線的運(yùn)行體系圖

該運(yùn)行體系采用統(tǒng)一的綜合監(jiān)控信息共享平臺(tái)和運(yùn)行平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了各種基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理、共享和分析，增強(qiáng)了系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)互聯(lián)，提高了地鐵運(yùn)行體系的自動(dòng)化程度。該運(yùn)行系統(tǒng)采用分布式的結(jié)構(gòu)，任何位置都能實(shí)現(xiàn)所集成專業(yè)的調(diào)度及跨專業(yè)的聯(lián)合調(diào)度。

2 綜合監(jiān)控信息共享平臺(tái)的集成

綜合監(jiān)控信息共享平臺(tái)的集成見(jiàn)圖2所示，此平臺(tái)除了常規(guī)的通風(fēng)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)，還包括環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)（BAS）、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)（FAS）、電力監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA）、屏蔽門(mén)系統(tǒng)（PSD）、自動(dòng)售票系統(tǒng)（AFC）、UPS間斷電源、PA廣播系統(tǒng)、PIS乘客資訊系統(tǒng)、SIG信號(hào)系統(tǒng)等，這些系統(tǒng)通過(guò)接口連接轉(zhuǎn)換傳輸信息和共享信息，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間的互聯(lián)，從而實(shí)現(xiàn)軌道交通線路的安全和高效率的運(yùn)營(yíng)。接口轉(zhuǎn)換主要通過(guò)設(shè)置在車站、平臺(tái)的各個(gè)子系統(tǒng)間的接口通過(guò)通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。

圖2 綜合監(jiān)控信息共享平臺(tái)的集成

2.1 機(jī)電系統(tǒng)

機(jī)電設(shè)備是綜合監(jiān)控信息共享平臺(tái)的基礎(chǔ)，能實(shí)現(xiàn)平臺(tái)的基本功能，機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)中的環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)（BAS）、屏蔽門(mén)系統(tǒng)（PSD）、門(mén)禁系統(tǒng)（ACS）等都應(yīng)該納入到綜合監(jiān)控信息共享平臺(tái)中，為平臺(tái)采集最基礎(chǔ)的地鐵運(yùn)行數(shù)據(jù)。

BAS系統(tǒng)和綜合監(jiān)控信息共享平臺(tái)在各個(gè)車站及車場(chǎng)都存在接口，各個(gè)車站的BAS系統(tǒng)之間沒(méi)有相互傳輸網(wǎng)絡(luò)。此平臺(tái)按照管路來(lái)監(jiān)控或調(diào)節(jié)各個(gè)機(jī)電設(shè)備，一個(gè)管路包含兩個(gè)以上的車站，因此管路的設(shè)備監(jiān)控就涉及到不同的車站，而這些設(shè)備的啟停是有先后順序的，此時(shí)BAS系統(tǒng)就不能實(shí)現(xiàn)不同車站間信息的轉(zhuǎn)發(fā)，就可以通過(guò)綜合監(jiān)控信息共享平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)。在軌道交通實(shí)際運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，綜合監(jiān)控信息共享平臺(tái)從各個(gè)車站的BAS系統(tǒng)中采集不同設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)，按照傳輸?shù)男枰渲脗鬏敂?shù)據(jù)、傳輸機(jī)制、傳輸通道等，在平臺(tái)接收到傳輸數(shù)據(jù)后，還要對(duì)傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的處理以保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性。當(dāng)平臺(tái)處理完數(shù)據(jù)后，通過(guò)服務(wù)器、交換機(jī)、前置通信控制單元把傳輸數(shù)據(jù)寫(xiě)入BAS系統(tǒng)在車站的接收數(shù)據(jù)寄存器區(qū)域中以實(shí)現(xiàn)與其他系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)傳輸。

門(mén)禁系統(tǒng)ACS由車站級(jí)和中央級(jí)組成，系統(tǒng)內(nèi)存在大量數(shù)據(jù)的交換，傳輸配置都十分困難。綜合監(jiān)控信息共享平臺(tái)把ACS系統(tǒng)分別接入到平臺(tái)不同的車站交換機(jī)，通過(guò)平臺(tái)的局域網(wǎng)組成自己的全線網(wǎng)絡(luò)。平臺(tái)交換機(jī)使用VLAN技術(shù)，按照端口劃分網(wǎng)絡(luò)成員來(lái)滿足門(mén)禁系統(tǒng)傳輸大量數(shù)據(jù)的需求，不用增加額外的硬件，不僅降低了成本，還提高了網(wǎng)絡(luò)連接的靈活性。

2.2 通信系統(tǒng)

通信系統(tǒng)包括傳輸通道、無(wú)線通訊、廣播系統(tǒng)PA、乘客資訊系統(tǒng)PIS等子系統(tǒng)，這些子系統(tǒng)的管理方法、業(yè)務(wù)類型、數(shù)據(jù)傳輸方式都不相同，如果都納入到綜合監(jiān)控信息共享平臺(tái)中，就可以實(shí)現(xiàn)不同通信子系統(tǒng)間的互聯(lián)。

綜合監(jiān)控信息共享平臺(tái)可以根據(jù)設(shè)計(jì)來(lái)配置不同場(chǎng)景的聯(lián)動(dòng)方案，包括正常運(yùn)營(yíng)條件下的早間開(kāi)站、晚間開(kāi)站、列車到站，工作高峰期的早間開(kāi)站、晚間開(kāi)站及緊急情況下的車站運(yùn)營(yíng)，涉及到所有的子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)信息的共享和傳輸。當(dāng)列車到站時(shí)，綜合監(jiān)控信息共享平臺(tái)采用自動(dòng)觸發(fā)，首先根據(jù)ATS系統(tǒng)接收信息的分析判斷，然后把列車到站信息觸發(fā)廣播系統(tǒng)PA，在車站大廳廣播，車站內(nèi)的乘客和相關(guān)的工作人員都可以了解到列車到站的信息，從而采取相應(yīng)的措施，提高了軌道交通的運(yùn)營(yíng)效率。

2.3 信號(hào)系統(tǒng)

信號(hào)系統(tǒng)SIG包括連鎖系統(tǒng)、ATS、ATP等系統(tǒng)，信號(hào)系統(tǒng)和門(mén)禁系統(tǒng)、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)等都直接關(guān)系到乘客、列車及財(cái)務(wù)的安全，為了保證人員及財(cái)產(chǎn)安全信號(hào)系統(tǒng)一般只作為接入系統(tǒng)，綜合監(jiān)控信息共享平臺(tái)與其共享行車、乘客、設(shè)備運(yùn)行等數(shù)據(jù)。

以綜合監(jiān)控信息共享平臺(tái)給信號(hào)系統(tǒng)提供軌道供電信息為例來(lái)說(shuō)明不同子系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程。綜合監(jiān)控信息共享平臺(tái)能監(jiān)測(cè)到許多SCADA系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)與中心控制系統(tǒng)ATS相分離，但是平臺(tái)和ATS系統(tǒng)交換信息可以調(diào)度整個(gè)軌道交通系統(tǒng)的運(yùn)行。平臺(tái)通過(guò)與PSCADA系統(tǒng)的信息接口來(lái)監(jiān)測(cè)軌道供電的開(kāi)關(guān)，再通過(guò)平臺(tái)把軌道供電的數(shù)據(jù)傳輸給ATS系統(tǒng)，這時(shí)ATS系統(tǒng)通過(guò)對(duì)接收數(shù)據(jù)的分析可以整理出軌道供電的狀態(tài)及列車導(dǎo)向失去供電的電力區(qū)。平臺(tái)把采集到的軌旁開(kāi)關(guān)的帶電信息狀態(tài)，根據(jù)供電區(qū)與開(kāi)關(guān)的關(guān)系來(lái)配置公式從而計(jì)算出各個(gè)供電區(qū)的帶電信息，然后把這些值配置到數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)表中，通過(guò)服務(wù)器寫(xiě)到SIG系統(tǒng)規(guī)定的寄存器中。

2.4 數(shù)據(jù)獲取及轉(zhuǎn)換系統(tǒng)

數(shù)據(jù)獲取主要通過(guò)驅(qū)動(dòng)管理器獲取各子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源，然后根據(jù)數(shù)據(jù)源的特點(diǎn)向數(shù)據(jù)源提供相應(yīng)的連接信息接口。通過(guò)分析用戶輸入的連接信息進(jìn)一步形成與數(shù)據(jù)源連接的字符串，利用驅(qū)動(dòng)程序接口建立相應(yīng)的連接信息。如果服務(wù)器名或數(shù)據(jù)庫(kù)名是空，就應(yīng)該提示相應(yīng)的消息，當(dāng)系統(tǒng)連接錯(cuò)誤時(shí)，也要提示相應(yīng)的錯(cuò)誤信息。在數(shù)據(jù)源支持用戶權(quán)限的條件下可以使用數(shù)據(jù)字典來(lái)獲取用戶能操作的表信息，利用數(shù)據(jù)接口獲取數(shù)據(jù)字典信息，把這些信息存儲(chǔ)在相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，并建立與數(shù)據(jù)庫(kù)類型映射的矩陣表信息。

3 綜合監(jiān)控信息共享平臺(tái)的功能

綜合監(jiān)控信息共享平臺(tái)有眾多功能，包括電力監(jiān)控功能、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警功能、網(wǎng)管功能、維修管理功能、培訓(xùn)系統(tǒng)功能、廣播功能、環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控功能等，重點(diǎn)闡述下面的功能：

3.1 電力監(jiān)控系統(tǒng)功能（PSCADA）

電力監(jiān)控系統(tǒng)主要是采集軌道交通車站內(nèi)部的電壓、電流、電功率、開(kāi)關(guān)狀態(tài)、電量等數(shù)據(jù)，把這些數(shù)據(jù)通過(guò)傳輸管道發(fā)送給綜合監(jiān)控信息共享平臺(tái)，平臺(tái)把接收到的電力信息進(jìn)行分析，然后發(fā)布相應(yīng)的控制命令，控制命令通過(guò)傳輸機(jī)制發(fā)送給電力監(jiān)控系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)電力的監(jiān)控。

3.2 維修管理功能（DMS）

維修管理系統(tǒng)在車輛段、車站或停車場(chǎng)設(shè)置冗余三層光纖工業(yè)交換機(jī)，通過(guò)冗余的光纖以太網(wǎng)接口與停車場(chǎng)或車站的綜合監(jiān)控信息共享平臺(tái)的冗余三層光纖工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)分別相連，以太網(wǎng)的交換機(jī)就通過(guò)以太網(wǎng)接口與維護(hù)服務(wù)器、維護(hù)工作站相連，從而把車輛段、車站或停車場(chǎng)需要維修管理的信息傳遞到維護(hù)工作站，維護(hù)人員根據(jù)傳遞的信息就可以進(jìn)行實(shí)時(shí)的維護(hù)，保證了車輛、停車場(chǎng)運(yùn)營(yíng)的安全。

3.3 培訓(xùn)系統(tǒng)功能（TMS）

培訓(xùn)系統(tǒng)現(xiàn)在車輛段或車站的培訓(xùn)房?jī)?nèi)設(shè)置三層工業(yè)級(jí)光纖以太網(wǎng)交換機(jī)，通過(guò)高速率的光纖以太網(wǎng)接口與車站內(nèi)的綜合監(jiān)控信息共享平臺(tái)的三層工業(yè)級(jí)光纖以太網(wǎng)交換機(jī)相連，培訓(xùn)房也設(shè)置三層工業(yè)級(jí)光纖以太網(wǎng)交換機(jī)與培訓(xùn)使用的服務(wù)器或培訓(xùn)工作站相連，實(shí)現(xiàn)整個(gè)培訓(xùn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的傳輸。培訓(xùn)系統(tǒng)還應(yīng)配置高效的服務(wù)器，來(lái)完成數(shù)據(jù)處理及接收工作。服務(wù)器通過(guò)100Mb/s以太網(wǎng)接口與培訓(xùn)以太網(wǎng)交換機(jī)相連，培訓(xùn)系統(tǒng)的服務(wù)器接收仿真模擬器的數(shù)據(jù)。在培訓(xùn)系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置教師操作工作站和學(xué)員操作站，方便培訓(xùn)工作的進(jìn)行。

3.4 網(wǎng)管功能（NMS）

網(wǎng)管系統(tǒng)在綜合監(jiān)控信息共享平臺(tái)中占有重要地位，它存儲(chǔ)和維護(hù)整個(gè)平臺(tái)的數(shù)據(jù)，關(guān)系到整個(gè)平臺(tái)的正常運(yùn)行。網(wǎng)管系統(tǒng)主要通過(guò)控制中心設(shè)備機(jī)房的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，從綜合監(jiān)控信息共享平臺(tái)獲取數(shù)據(jù)從而實(shí)現(xiàn)平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)管理功能、系統(tǒng)軟件測(cè)試功能、系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)功能、系統(tǒng)組態(tài)維護(hù)功能及綜合監(jiān)控信息共享平臺(tái)的定期數(shù)據(jù)備份功能。

4 結(jié)語(yǔ)

本文先介紹了綜合監(jiān)控信息共享平臺(tái)在北京軌道交通某號(hào)線上的具體運(yùn)行體系，然后分析了此集成平臺(tái)包括的不同系統(tǒng)（機(jī)電系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、信號(hào)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)獲取與轉(zhuǎn)換系統(tǒng)）及各系統(tǒng)的工作機(jī)理，最后重點(diǎn)闡述了平臺(tái)的電力監(jiān)控系統(tǒng)功能、維修管理功能、培訓(xùn)系統(tǒng)功能、網(wǎng)管功能。

[1]袁偉．城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)部署及服務(wù)器配置方案研究[J]．機(jī)電工程技術(shù)，2015，（6）.

[2]王凱杰．城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路[J]．現(xiàn)代城市軌道交通，2011，（1）．

（責(zé)任編輯：王 波）

U231

1009-2374（2017）07-0152-02

10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.07.072

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