北京地铁昌平线综合监控系统探究

王 全

（中铁一局集团电务工程有限公司，陕西 西安 710054）

北京地铁昌平线综合监控系统探究

王 全

（中铁一局集团电务工程有限公司，陕西 西安 710054）

地铁综合监控系统是以现代计算机技术、网络技术、自动化技术和信息技术为基础的大型计算机集成系统。该系统集成了多个地铁自动化专业子系统，并在集成平台支持下对地铁各专业进行统一监控，实现各专业系统的信息共享及系统之间的联动控制功能，提高运营效率，为实现城市轨道交通现代化运营管理提供信息化基础。

综合监控系统；接口；网络结构

1 北京地铁昌平线综合监控系统概述

北京地铁昌平线综合监控系统（ISCS）由12个车站监控子系统，1个车辆段监控子系统，1个停车场监控子系统，1个临时综合监控中心，1个综合监控中心组成。这一系统将电力监控系统、环境与设备监控系统、门禁系统、火灾自动报警系统、信号系统、自动售检票系统、屏蔽门系统、闭路电视监控系统、广播系统、无线系统、时钟系统、乘客信息等分散系统的资源采用集成、互联等方式综合成一个资源共享、调度灵活的大系统，它可以面向不同的调度人员（行车调度、电力调度、环境调度、维修调度等）、管理人员（车站运营管理人员、停车场运营管理人员、维护人员）的使用需求，可以在一个平台为不同的运营管理人员提供不同的信息，并通过采用合理的系统构建方式，为昌平地铁运营管理提供一个既相互独立、又统一协调的调度指挥平台。

2 北京地铁昌平线综合监控的系统结构及功能

北京地铁昌平线综合监控系统由监控中心（OCC）、临时监控中心、车站级综合监控系统、停车场/车辆段综合监控系统组成。综合监控系统设控制中心和车站两级管理，控制中心为主控级，车站为分控级；控制结构为控制中心、车站、就地三级控制。

图1 昌平线综合监控系统组网通图

2.1 控制中心功能

控制中心功能：①监控全线各车站的通风、空调、电力、火灾报警、闭路电视、广播及电话、给排水、照明、自动扶梯等设备的运行状态并提供事故报警。②接受各车站典型测试点的温度、湿度CO2浓度等环境参数，监测全线用水量。③与中央ATS（列车自动监控系统）接口，接收列车在隧道滞留的位置信息。④与中央时钟接口，接收主时钟信息，统一系统全线时钟。⑤系统有与防灾报警系统的接口，在发生灾害时，命令环控系统按灾害模式运行。⑥纪录各车站主要设备的运行状态、运行时间。⑦定期输出各类数据、报告。

图2 集成与互联的网络结构图

2.2 车站控制室功能

车站控制室功能：①监控车站的通风、空调、电力、火灾报警、闭路电视、广播及电话、给排水、照明、自动扶梯等设备的运行状态并提供事故报警。②协调全站设备的运行，必要时进行人工调整，实施记录本站各测试点的参数，监测集水池高、低水位及危险水位并报警。③向控制中心传送设备信息，并执行其命令。④接受防灾报警系统报警，并按灾害模式运行。

2.3 就地级功能

就地级功能：①向车站控制室传送所控设备的工作状态。②执行车站控制室的控制命令。③可就地调试与控制。④具有独立运行能力。

3 北京地铁昌平线综合监控系统的集成和互联

3.1 系统集成和互联对象

深度集成的子系统主要有：电力监控系统（PSCADA）、环境与设备监控系统（BAS）。界面集成的子系统主要有：屏蔽门（PSD）、广播系统（PA）、闭路电视系统（CCTV）。

互联的子系统主要有：列车自动监控系统（ATS）、时钟系统（CLK）、自动售检票系统（AFC）、火灾报警系统（FAS）、信号系统（SIG）、导乘系统（PIS）、门禁系统（ACS）、通信专业集中告警设备（Tel－ALM）、轨道交通控制中心（TCC）、办公自动化网络系统（OA）、电能质量管理系统（PQSS）。

3.2 综合监控系统与各子系统间的物理接口

（1）综合监控系统与BAS、PSCADAD系统的物理接口为以太网光口和RS422/RS485，光口速率为100 Mbps，采用1＋1冗余保护。

（2）综合监控系统与PA、PSD、CCTV、CLK、FAS、PQSS、PIS等系统的物理接口为RJ45/RS422/RS485，采用1＋1冗余保护。

（3）综合监控系统综合后备盘（IBP盘）与供电、SIG、AFC、CCTV、PSD、FAS等系统采用硬线连接。

4 北京地铁昌平线综合监控系统的设计原则

综合监控系统监控范围大、涉及层面广，必须满足一些基本设计原则才可保证其实施成功，设计原则浅析如下：

4.1 安全性原则

如果综合监控系统出现故障，综合监控系统在控制中心及车站均不能监控（如服务器、操作员工作站或主干网通讯故障等原因），综合监控系统在车站设置紧急后备盘提供硬线或独立完整的控制通道，操作员可直接向相关的子系统发出重要的控制命令，以保证地铁、轻轨的正常、安全运营。

4.1.1 尽可能采用成熟可靠技术

由于地铁系统规模一般非常的大，采用成熟且可靠的技术可以减少整个系统的风险，提高总体安全性。鉴于实时性的监控要求，宜采用专用的、高效的实时数据库。实时数据库一般至少要达到管理三十万点的系统规模。

4.1.2 完善的权限管理

由于地铁运营人员众多，不同类型的监控人员所能监控的权限不同，要求综合监控系统能够安全管理所有运营人员的不同监控范围。综合监控系统将向全体运营人员、维护人员、管理人员提供完整的、实用的权限表。

4.1.3 联动功能

综合监控系统可根据不同系统之间的联动要求，设计并实现系统间联动，以提高地铁运营的安全性，可改进各专业之间的协调，提高应急处理能力，减轻紧急情况下运营人员的工作压力，避免发生不必要的操作错误，降低劳动强度。对重要的系统联动，必须经过运营人员的手动确认方可执行。

4.1.4 综合监控系统数据的相对完整性

为保证整个综合监控系统内部数据的安全性，将整个综合监控系统的内部数据作为一个整体进行设计，外部子系统的数据需要经过前端处理器（FEP）转化为综合监控系统内部的熟数据，将综合监控系统与外部子系统在物理网络连接及数据流上彻底隔离，防止外部危险对综合监控系统的冲击。

4.1.5 系统在极限负荷下的安全性

综合监控系统应具备雪崩处理能力，防止如下情况的发生：由于过多的、不可预知的事件序列发生而记录大量的无用事件，进而可能导致整个系统性能显著下降，严重影响运营的正常信息获取，干扰运营人员的正常监控。

4.1.6 系统操作上的安全性

综合监控系统软件必须具有防火墙功能，防止各系统之间的网络安全。车站综合监控系统出现故障时，车站的紧急控制盘提供紧急情况下的操作，来保证系统在操作上的安全性。

4.2 可靠性原则

4.2.1 冗余设计

综合监控系统硬件设备（服务器、操作员工作站、通信主干网、FEP）及相应软件（服务器、FEP的主备冗余软件、冗余网络）按照冗余原则进行设计。操作员站功能冗余，通过口令权限的限定，任何操作员站可以完成系统支持的全部操作员功能。

4.2.2 工业级设备

采用工业级标准的硬件设备，如工业级的 FEP、操作员工作站、交换机等。

4.3 实时性原则

考虑到综合监控系统的接口众多，为保证运营监控的实时性，综合监控系统自身的数据处理必须有较高的性能指标。

4.4 可扩展性原则

为便于地铁轻轨线路的扩展，为换乘站或线路间的互连提供基础条件，综合监控系统软件及硬件必须预留一定的可扩展空间，如数据库容量的扩展、服务器的硬件工作能力的扩展、网络流量的扩展能力、子系统接口的扩展能力、增加车站数量的扩展能力、增加服务器或工作站数量的扩展能力等。

4.5 设备选型标准化原则

根据地铁轻轨环境特点，考虑抗电磁干扰、防尘、防潮、防霉、防震等性能，确保系统可靠运行，软、硬件具有开放性和兼容性，产品成熟、可靠，并经有关部门鉴定。

4.6 设计接口标准化原则

采用统一、标准的设计接口规范、接口界面、接口数量、接口协议。

5 结束语

综合监控系统将为信息系统、资产管理系统乃至今后的辅助决策系统提供技术准备。通过各种统计数据、报表或图像，便于管理人员找出问题，共商对策，有效地提高地铁、轻轨交通的技术水平和管理水平。

1 城市轨道交通综合监控系统工程施工及质量验收规范

2 城市轨道交通综合监控系统工程设计规范

3 北京地铁昌平线综合监控系统设计文件

Integrated Monitoring System Inquiry of Changping Line, Beijing Subway

Wang Quan

Subway is a integrated supervision and control system of modern computer technology, network technology, automation technology and information technology－based large－scale computer integrated system.System integrates multiple subway automation subsystems, and integrated platform support for subway unified control of the professional to achieve the professional system of information sharing and linkage between the control system, improve operational efficiency, Modernization of Urban Rail Transport Operations management information base.

integrated supervision and control system; interface; network structure

U231.92

A

1000－8136（2011）03－0001－02