浅析深圳地铁综合监控系统

鲍春宇

(深圳达实智能股份有限公司，广东 深圳 518000)

1 地铁5号线综合监控系统概述

深圳市地铁5号线线路全长40.001km，其中高架线路3.424km，地下线路35.801km，过渡段0.776 km;共设车站27座，西起前海湾，经宝安中心、新安旧城区、西丽、大学城、龙华拓展区、坂田、布吉、至黄贝岭；贯穿城市第一、二圈层，连接城市西、中、东三条发展轴，并与10条轨道交通线换乘，是构成深圳市近中期线网的骨干线路，是联系沿线各组团和三大交通枢纽的快速走廊，对缓解道路系统交通压力、提高轨道交通网络效率，拓展城市发展空间具有重要意义。（如图1）

图1 深圳地铁5号线线路图

2 地铁5号线综合监控的系统结构及功能

深圳地铁5号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。

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 地铁5号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）、火灾报警系统（FAS）。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：信号系统（SIG）、时钟系统（CLK）、自动售检票系统（AFC）、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、PSCADA系统的物理接口为以太网电口和以太网光口，传输速率为100Mbps，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。

4.5号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

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。

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。

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。

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。

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

①冗余设计

综合监控系统硬件设备（服务器、操作员工作站、交换机、FEP）及相应软件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。

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。

结束语

综上所述，综合监控系统（ISCS）通过集成轨道交通主要弱电系统，形成统一的监控层硬件平台和软件平台，实现对各被集成、互联系统的集中监控和管理，并完成相关各系统之间的信息共享和协调联动功能。综合监控系统能为防灾、救援和事故处理指挥使用提供方便，提高地铁自动化系统的安全性、可靠性及快速响应能力。

[1王军.地铁综合监控系统的设计与维护[J].民营科技，2011,05

[2]黄昱旻.地铁综合监控系统的构成及优化[J].城市轨道交通研究，2010,10