综合监控系统在城市轨道交通的应用与发展

刘 磊

（西南交通大学，成都 611756）

综合监控系统在城市轨道交通的应用与发展

刘 磊

（西南交通大学，成都 611756）

简述综合监控系统在城市轨道交通的应用与发展，提出在计算机技术发展的今天，地铁机电

轨道交通；综合监控系统；信号系统

地铁一般在封闭的空间运行，需要安装各种系统和设备来保证地铁安全运行，比如为防止火灾发生，需要安装火灾自动报警系统（FAS）；为解决隧道和车站内通风和给排水，需安装环境与设备监控系统（BAS）；电力系统为列车运行提供动力，但其运行状态要受到监控（SCADA）；为乘客提供列车到站信息的服务系统（PIS）；车站的门禁系统（ACS）；闭路电视系统（CCTV）等。这些系统是随着地铁建设的一代代发展，由各个独立分散的系统，逐渐发展成熟起来。经历了从无到有、从各自分散系统到综合监控系统，目前各地铁建设项目已经进入到普遍应用的发展阶段。

当前地铁建设速度大大超过前30年。随着建设实践的不断积累，我国轨道交通的建设水平也在不断提高，工程造价也有所控制，地铁的机电设备也进入了技术先进、多种制式和系统并存、安全问题得到高度重视的较快发展阶段。

1 综合监控系统的发展历程

早期的交通监控系统以人工为主，操作者与管理者之间依靠电话进行联系；后来出现了分立式监控系统，各个监控系统各自为政，系统间无法进行联动；出于提高运营管理水平的需要，近年综合监控系统在各大城市轨道交通的建设中越来越得到重视和推广，各个子系统之间也由早期的简单联动发展到如今的深度集成。

我国轨道交通的建设已经进入到较快发展阶段，运营和建设一体化的趋势越发明显，综合监控系统因为它在提高系统效率、降低运维成本、减轻工作人员劳动强度、提高运营管理水平上的巨大作用，已经成为各大城市轨道交通建设中弱电领域不可或缺的一个专业，和通信系统、信号系统共同组成了3大机电系统。

2 综合监控系统介绍

综合监控系统是以计算机技术、电子技术、网络技术、通信技术和信息技术为基础的大型计算机集成系统，它是一个跨专业的庞大系统，也是国际大型自动化企业激烈竞争的高端领域。

综合监控系统具有直接监视设备状态、监控设备地理分散、监控规模庞大、集成与互联专业众多、接口复杂、调试难度大的特点，系统构成上一般都遵循三级控制、两级管理的原则，每一层的系统都有独立的网络结构，都能独立的运行。

通过建立图1所示诸多子系统上的数据采集和设备信息共享，发挥高度的集成性和互联性，改变了传统分立系统“各自为政”的局面，为运营管理者提供综合显示和控制管理平台，大大提高运营管理效率，提高运行的稳定、安全和经济性，同时为多条地铁线路的共用调度中心进行综合调度和控制打下坚实的基础。通过建立各种应急预案，使得紧急疏散、设备故障和事故场景下的现场疏导、人群管理等这些原本难以控制的场面，其控制力度得到大大的改善。

图1 综合监控，三级控制、两级管理示意图

在我国，城市轨道交通综合监控系统一般要求深度集成FAS、BAS和SCADA系统，其他弱电监控系统的集成或互联，视各建设城市的具体需求而定。实际应用中，ACS因为和BAS的密切相关性，一般都会被深度集成到综合监控系统里；而PSCADA系统因为涉及强电，也有的城市选择仅仅将它简单地与综合监控系统互联。

从理论上讲，深度集成的子系统越多，综合监控系统的效率就越高、投资就越节约、运维就越简单，同时对集成商的专业水平和实施管理经验的要求就越高。在我国轨道交通的建设实践中，也曾出现过个别超前集成反而导致实施效果不如预期的案例，但总体来讲，轨道交通行业减员增效的迫切性也在不断增强，新上马建设项目对于综合监控系统集成度的要求也越来越高。

在许多城市，综合监控系统还在应急指挥中心担任重要角色，起到衔接轨道交通和公路交通、空中运输的作用。

3 综合监控系统未来发展

如同在工业自动化过程中的发展一样，综合监控系统在城市轨道交通行业中一直朝着大集成深度集成的方向发展。从初期FAS、BAS、PSCADA 3个专业的简单集成互联，到现在FAS、BAS、PSCADA、ACS、PIS、PA、CCTV等众多专业的高水平集成案例已随处可见，逐渐出现了行车指挥系统ATS和综合监控系统融合的趋势，形成以行车指挥为核心的涉及其他相关专业的综合系统。

随着技术的成熟和发展，综合监控系统开始有趋势集成更多的弱电控制系统，地铁的另外两个系统也呈现出逐渐融合的趋势，信号系统越来越依赖于通信系统的稳定可靠。随着计算机技术的发展，在大型互联网服务和智慧城市建设中提出了“大数据”概念，通过建立“大数据”平台，可以充分共享信息，并通过对数据的分析，发现新的应用；同时开始建设的“云计算”平台，可以通过分散的、低性能的计算机完成巨量的运算，并保持“云计算”平台不受个别设备故障的影响。地铁机电系统的整合和发展必然脱离不了计算机技术的基础，可以预见：地铁的弱电控制系统将来会形成多系统合一的“综合自动化系统”。

目前，一些拥有丰富综合监控系统实践经验的国内企业，提出了“城市轨道交通综合监控系统集成信号ATS”的方案，而笔者认为，应为“包含综合监控系统平台的ATS系统”，原因有二：其一，综合监控系统与信号控制系统对于安全要求是截然不同的，从事综合监控系统研究的厂家不一定能胜任信号系统的研究，反之，提供信号系统的厂家借助其信号系统研究的安全理念，可以提高综合监控系统的RAMS指标；其二；地铁的核心管理是围绕行车的运营指挥，其所有设备都是为安全舒畅的列车运营提供服务，在新的综合自动化系统中，同样应围绕行车运营为主要目标。

应鼓励地铁信号系统的供应商，大胆摸索将信号系统和综合监控系统合二为一，建立地铁的大数据中心，采用云计算平台，把相关系统归于一个管理平台上，有了这样的系统联网结构，数据和资讯就可以互相共享，行车指挥、设备监控、通信和乘客资讯方面都可以得到全面地融合，达到系统操作的高效率，在更高水平上实现弱电系统的大集成。相信随着科技的发展，通信、信号、综合监控3大机电系统的界限会更加模糊，建设成本会因集成技术的发展而更加合理可控。

This paper gives an overview of the application and evolvement of the integrated supervisory control system (ISСS) for urban rail transit, proposes that the electro-mechanical system applied to subways is inclined to develop the combination of ATS and ISСS systems in this era when computer technologies explode, and puts forward a hypothesis of the overall integration of low-voltage systems.

rail transit; integrated supervisory control system; signal system

10.3969/j.issn.1673-4440.2015.01.015

2014-12-04）

系统的发展趋势是信号ATS与综合监控系统的融合，并大胆地提出弱电整体整合的猜想。