黃惠群

（廣州軌道交通建設(shè)監(jiān)理有限公司，廣州 510010）

軌道交通是城市發(fā)展的命脈，如何解決交通擁堵成為當(dāng)前很多國(guó)家普遍關(guān)注的問(wèn)題。從建設(shè)、運(yùn)營(yíng)與管理角度構(gòu)建信息化共享平臺(tái)，應(yīng)用綜合監(jiān)控系統(tǒng)具有其必要性，因?yàn)樗軌驅(qū)崿F(xiàn)對(duì)城市軌道交通的自動(dòng)化管控。目前，我國(guó)已經(jīng)成功組建了城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)（Intergrated Supervision and Control System，ISCS），它能夠滿足城市軌道交通線路體系中所有電力與機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)的有效監(jiān)控，并實(shí)施分層分布式信息集成來(lái)進(jìn)一步優(yōu)化綜合監(jiān)控精細(xì)化管控。從技術(shù)角度看，它的若干子集成系統(tǒng)就發(fā)揮了作用，一方面滿足專(zhuān)業(yè)系統(tǒng)的集成，一方面實(shí)現(xiàn)信息互聯(lián)與共享，對(duì)促進(jìn)城市軌道交通高效率運(yùn)維具有現(xiàn)實(shí)意義。

1 城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)組成與應(yīng)用的必要性

當(dāng)前，我國(guó)城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)已經(jīng)基本形成，并滲透了更多電子化、數(shù)字化與信息傳輸網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用技術(shù)，在信息處理智能化與應(yīng)用普及化方面擁有其相當(dāng)高的技術(shù)能力。在圍繞信息共享平臺(tái)核心所構(gòu)建的城市地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)中，這些應(yīng)用技術(shù)的存在也有效地保障了地鐵系統(tǒng)安全運(yùn)行，提高運(yùn)行效率，為城市軌道交通綜合監(jiān)控提供了較為全面的問(wèn)題解決方案。

從軌道交通本身來(lái)看，它屬于規(guī)模龐大的系統(tǒng)化工程，其中包含了諸多子系統(tǒng)參與總系統(tǒng)所設(shè)置的預(yù)訂運(yùn)營(yíng)任務(wù)，希望達(dá)到各個(gè)運(yùn)營(yíng)任務(wù)之間目標(biāo)優(yōu)化的協(xié)調(diào)一致。具體到細(xì)節(jié)技術(shù)部分，它就包括了多個(gè)分支子系統(tǒng)，如電力監(jiān)控系統(tǒng)（PSCADA）、環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)（BAS）、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)（FAS）、列車(chē)調(diào)度系統(tǒng)（ATS）、門(mén)禁監(jiān)控系統(tǒng)（ACS）、乘客信息系統(tǒng)（PIS）以及閉路電視系統(tǒng)（CCTV）等。這些子系統(tǒng)在監(jiān)控過(guò)程中秉承大數(shù)據(jù)理念，所經(jīng)手處理的數(shù)據(jù)可達(dá)到百萬(wàn)級(jí)，因此它對(duì)系統(tǒng)集成技術(shù)能力的要求非常高。

另外，當(dāng)前我國(guó)科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平?jīng)Q定了軌道交通自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展程度，因?yàn)閺倪^(guò)往的子系統(tǒng)分離式監(jiān)控形態(tài)到當(dāng)前高集成度微處理器形式來(lái)看，這種技術(shù)進(jìn)化是必然的。按照Moore定律來(lái)預(yù)測(cè)處理器主頻速度就能發(fā)現(xiàn)，目前的軌道系統(tǒng)主頻已經(jīng)能達(dá)到幾十個(gè)GHz，而CPU速度與性能也有大幅度提高，為未來(lái)城市軌道交通建立大型綜合監(jiān)控平臺(tái)奠定了現(xiàn)實(shí)硬件基礎(chǔ)。所以，目前計(jì)算機(jī)與互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)所引導(dǎo)下的城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)集成化、信息化、自動(dòng)化以及智能化發(fā)展態(tài)勢(shì)已經(jīng)勢(shì)不可擋。

2 城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀與基本組成

2.1 發(fā)展現(xiàn)狀

發(fā)展城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)是每個(gè)國(guó)家都必須做好的工作，進(jìn)入20世紀(jì)80年代以后，美國(guó)、法國(guó)、西班牙等歐美國(guó)家就開(kāi)始研發(fā)該系統(tǒng)，以它來(lái)實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)城市軌道交通運(yùn)作的有效規(guī)劃與研究，基本滿足了形成調(diào)度指揮工作的所有需要。進(jìn)入21世紀(jì)以后，一些歐美及亞洲國(guó)家的高科技地鐵軌道新線已經(jīng)紛紛建立。例如，新加坡東北線、西班牙馬德里新線都采用綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)；而美國(guó)費(fèi)城、德國(guó)法蘭克福等地深度結(jié)合機(jī)場(chǎng)捷運(yùn)系統(tǒng)，集成構(gòu)建了SG信號(hào)系統(tǒng)，PSCADA、PA、BAS廣播系統(tǒng)，TIS車(chē)載信息系統(tǒng)以及CCTV閉路電視系統(tǒng)等。

在國(guó)內(nèi)，城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)同樣發(fā)展快速。例如，北京地鐵1號(hào)線于2002年建設(shè)了EMCS車(chē)站設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)和PSCADA集成平臺(tái)。特別是它的全自動(dòng)化、獨(dú)立人機(jī)界面體系設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)更多城市軌道交通綜合監(jiān)控功能，為北京地鐵系統(tǒng)乃至全國(guó)的城市軌道交通綜合自動(dòng)化快速發(fā)展助力。而廣州地鐵的3、4、9號(hào)線等線路全面開(kāi)通地鐵信息共享集成平臺(tái)，該平臺(tái)就涵蓋了PACADA、BAS、FAS、EMCS等多個(gè)平臺(tái)，同時(shí)還在12個(gè)城市軌道交通子系統(tǒng)中配備了AFC售檢票系統(tǒng)和PSD、ACS屏蔽門(mén)系統(tǒng)，從互聯(lián)系統(tǒng)數(shù)量與容量方面實(shí)現(xiàn)了相對(duì)全面的相關(guān)數(shù)據(jù)分析，它表明廣州地鐵大型綜合監(jiān)控系統(tǒng)的接口開(kāi)發(fā)與管理規(guī)范化程度非常高，象征著我國(guó)城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展已經(jīng)逐漸走向成熟[1]。

2.2 系統(tǒng)基本組成

目前，城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)的總體要求就是要保證乘客安全，優(yōu)化子系統(tǒng)相互之間的事件與業(yè)務(wù)關(guān)聯(lián)聯(lián)動(dòng)，保證在突發(fā)事件出現(xiàn)后能夠快速反應(yīng)應(yīng)變，強(qiáng)化城市軌道交通對(duì)各種災(zāi)害的有效抵御能力。在行車(chē)保障方面，該系統(tǒng)則提供了統(tǒng)一化技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺(tái)，確保子系統(tǒng)基本運(yùn)行參數(shù)穩(wěn)定，同時(shí)提升運(yùn)營(yíng)管理效率。而在節(jié)能降耗方面，則希望優(yōu)化設(shè)備整體的運(yùn)行模式，有效降低設(shè)備運(yùn)營(yíng)能耗與成本。最后在營(yíng)運(yùn)線路信息中心建設(shè)與利用方面，則通過(guò)城市交通網(wǎng)絡(luò)化交通營(yíng)運(yùn)管理與上層管理部門(mén)共同優(yōu)化系統(tǒng)信息渠道與接口方式。

圖1 城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)的基本組成

簡(jiǎn)言之，城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)采用現(xiàn)場(chǎng)總線接入式模式，它基于骨干網(wǎng)構(gòu)建傳輸系統(tǒng)，將綜合監(jiān)控系統(tǒng)中央級(jí)監(jiān)控網(wǎng)、車(chē)站級(jí)監(jiān)控網(wǎng)完整連接起來(lái)，同時(shí)建立網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)、培訓(xùn)系統(tǒng)與設(shè)備維護(hù)管理系統(tǒng)等功能子系統(tǒng)，如圖1所示[2]。

3 城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)組成與應(yīng)用關(guān)鍵環(huán)節(jié)

3.1 把握系統(tǒng)研發(fā)與平臺(tái)搭建

城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)在組成與應(yīng)用方面首先要靈活把握系統(tǒng)建設(shè)第一關(guān)鍵點(diǎn)，結(jié)合系統(tǒng)軟件及集成工具實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)接口的開(kāi)發(fā)、測(cè)試、調(diào)試與技術(shù)驗(yàn)收。同時(shí)，要充分利用好系統(tǒng)集成商，通過(guò)它來(lái)構(gòu)建地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)工程內(nèi)容，做到技術(shù)檢驗(yàn)、軟件修改與應(yīng)用軟件平臺(tái)工具組態(tài)，健全化系統(tǒng)中所有的人機(jī)界面體系，實(shí)現(xiàn)對(duì)綜合監(jiān)控軟件構(gòu)成中所有核心技術(shù)的有效控制與合理調(diào)整。所以，系統(tǒng)本身要合理利用系統(tǒng)集成商來(lái)組織協(xié)商各項(xiàng)綜合監(jiān)控活動(dòng)，把握系統(tǒng)建設(shè)第一關(guān)鍵點(diǎn)。

3.2 把握系統(tǒng)分級(jí)控制及管理

人們要把握好城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)的分級(jí)控制和管理，其綜合監(jiān)控系統(tǒng)分級(jí)管控如圖1所示。

中央級(jí)綜合監(jiān)控系統(tǒng)：系統(tǒng)配置的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，實(shí)現(xiàn)中央級(jí)所有網(wǎng)絡(luò)資源的互聯(lián)。網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)直接連接到綜合監(jiān)控系統(tǒng)的骨干通信網(wǎng)絡(luò)。

車(chē)站級(jí)綜合監(jiān)控系統(tǒng)：系統(tǒng)配置的冗余的帶路由功能的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線模式采集車(chē)級(jí)設(shè)備數(shù)據(jù)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)車(chē)站級(jí)所有網(wǎng)絡(luò)資源的互聯(lián)。網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)直接連接到綜合監(jiān)控系統(tǒng)的骨干通信網(wǎng)絡(luò)。

3.3 把握系統(tǒng)功能定位

通過(guò)對(duì)城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)的功能調(diào)整與信息共享平臺(tái)建設(shè)，人們提出了集成與互聯(lián)等不同的組成方式。其中，諸如阻塞模式、防災(zāi)模式等多種特殊狀況下的系統(tǒng)自動(dòng)聯(lián)動(dòng)模式，它希望有效減輕當(dāng)前軌道交通技術(shù)管理及操作人員的工作負(fù)擔(dān)，保證系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用創(chuàng)新能力的持續(xù)優(yōu)化。

從功能定位與工程范圍兩方面來(lái)看，城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)在組成與應(yīng)用方面存在深度集成方式，其中以FAS為核心集成構(gòu)建子系統(tǒng)，它的建設(shè)目標(biāo)理念為安全防護(hù)，如火災(zāi)預(yù)警與防火工作。當(dāng)然，系統(tǒng)在安全方面的功能定位還要結(jié)合地方相關(guān)消防部門(mén)的職能，保證系統(tǒng)中技術(shù)應(yīng)用的有效性與權(quán)威性[3]。

圖2 綜合監(jiān)控系統(tǒng)分級(jí)管控

4 結(jié)語(yǔ)

城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)在組成與應(yīng)用方面涉及諸多技術(shù)內(nèi)容與技術(shù)規(guī)范要求。系統(tǒng)可提高地鐵的自動(dòng)化程度，提高監(jiān)控信息密度和關(guān)聯(lián)度，減少運(yùn)營(yíng)人員；優(yōu)化系統(tǒng)構(gòu)成，減少硬件配置數(shù)量；統(tǒng)一系統(tǒng)軟件平臺(tái)，方便監(jiān)控和管理，方便維護(hù)和管理；降低系統(tǒng)投資和運(yùn)營(yíng)管理成本。綜合監(jiān)控系統(tǒng)可提高運(yùn)營(yíng)服務(wù)水平、監(jiān)控水平、防災(zāi)能力及管理水平，并實(shí)現(xiàn)技術(shù)內(nèi)容的高集成化和高智能化，全面推動(dòng)城市軌道交通運(yùn)營(yíng)持續(xù)向前發(fā)展。