探析城市轨道交通综合监控系统体系及集成方案

陈士维 王永四 赵健 司云云

摘 要：城市轨道交通综合监控系统是对城市轨道交通线路中所有电力和机电设备进行监控的分层分布式计算机集成系统，其在当前城市轨道交通运营中发挥了重要的作用。本文主要结合笔者的实践工作经验，对城市轨道交通综合监控系统体系及集成方案进行了重点探讨，希望可以为未来城轨建设提供有益的借鉴。

关键词：城市轨道交通 综合监控系统 体系结构 集成方案

1、引言

在城市轨道交通综合监控系统形成以前，机电设备管理经历了混合半自动化监控系统，即电话调度系统+分立电气元件控制设备+手工操作。当然，现在还有一些城市轨道交通采用分立自动化监控系统ATS、PSCADA、FAS、AFC等各专业分别建网的计算机多岛监控。同时伴随着计算机技术发展和网络技术进步，统一的分层分布式计算机网络，统一的综合自动化监控系统ISCS 软件体系应运而生。基于此，本文对相关的内容进行了探讨。

2、城市轨道交通综合监控系统概述

本文所讨论的城市轨道交通主要是指城市区域内主要为城市交通服务的轨道交通系统，主要有城市快速轨道交通、市域铁路、现代有轨电车三种类型。其中城市快速轨道交通主要指采用直流供电（750V 或1500 V）高地板车辆、路权全封闭、单向断面运能在1万人/h 以上的轨道交通系统，包括地铁、轻轨系统。其中，轻轨运能为1万～ 3万人次/h，地铁运能在3万人次/h 以上。轻轨中有钢轮钢轨、单轨、磁浮等多种制式。而本文探讨的综合监控系统主要是属于城市快速轨道交通的智能化系统范畴。

如下表所示，近些年来我国城市快速轨道交通线路规模变化明显，综合监控系统更是线路必上的一套系统。轨道交通综合监控系统以乘客、环境及设备的防灾和安全为核心，并为安全行车和调度指挥提供应急处理方案及丰富的信息，进一步提高城市轨道交通服务质量和运营管理水平。

综合监控系统面向的对象为控制中心的行调、电调、环调、维调、车辆调、乘客调和总调（值班主任）及车站的值班站长、值班员，车辆段/停车场的维护管理人员，系统满足这些岗位的功能要求。综合监控系统的维修管理功能分别在控制中心和车辆维修基地实现。

综合监控系统采用统一的运行平台和综合监控体制，实现各种基础数据的统一管理，以及相关系统之间的数据共享。

3、城市轨道交通常见综合监控系统体系分析

3.1综合监控系统软硬件构成

城市轨道交通常见综合监控系统体系在硬件方面可以分为两层：

1）中央级综合监控系统；

2）车站级综合监控系统。

在软件方面的构成可以分为三层：

1）数据接口层

专门用于数据采集和协议转换，主要由FEP完成。

2）数据处理层

用于实时、历史数据管理，主要由中心、车站服务器构成，通过实时数据库和关系数据库提供ISCS的应用功能。

3）人机接口层

用于处理人机接口，主要由操作员工作站构成，通过从中心、车站服务器获取数据，在操作员工作站上显示人机界面，完成各种监控操作。

3.2综合监控系统主要体系架构

综合监控系统采用主备、冗余、分层、分布式C/S结构，采用TCP/IP协议，并采用行之有效的故障隔离和抗干扰措施。其主要由CISCS、SISCS、DISCS、网络管理系统、设备维修管理系统、培训管理系统及仿真测试平台等部分构成。

其整体体系架构构成图如下所示：

4、城市轨道交通综合监控系统的集成方案分析

综合监控系统通过将各集成和互联系统的信息进行整合，提供一个友好、完整、统一的人机界面。能够提供风格统一的，适合各主要集成互联系统特点的操作功能。各集成和互联系统的安全联锁功能由各集成和互联系统完成，与火灾密切关联的重要联动功能由控制层直接实现。

接入城市轨道交通综合监控系统的子系统，主要通过集成和互联两种方式实现，其中集成的系统主要包括环境与设备监控系统、电力系统、火灾系统；互联的子系统主要包括门禁系统、广播系统、视频监控系统、防淹门系统、乘客信息系统、集中告警系统、信号系统等。

被集成的现场控制层保证能相对独立的工作，即被集成和互联系统在脱离综合监控系统时，仍能独立运行。

当出现异常情况由正常运行方式转为灾害运行方式时，综合监控系统能迅速启动相关的联动，为防灾、救援和事故处理的指挥提供方便。

5、结束语

综合监控系统为城市轨道交通线路构建了有效的信息共享平台，支持各专业系统提升自动化水平，提高了地铁的运营效率，在信息共享平台支持下， 实现了运营管理科学化和智能化。采用现代数字技术构建的综合自动化监控系统提高了自动化系统的可靠性、响应性和安全性。它使得硬件配置和接口种类减少、各子系统间的接口减少，实现了高性价比，减少了投资。因此，综合监控系统的应用极大地提升了城市轨道交通的运营社会和经济效益。

参考文献：

[1] 马克刚，马小兵，赵宇. 地铁综合监控系统可靠性评估体系框架[J]. 都市快轨交通，2010，23（01）：63-66.

[2] 范蕊，张兴波. 城轨综合监控系统用户界面菜单层级结构设计与实现[J]. 物联网技术，2015，5（05）：82-83+86.

[3] 許涛，李冰. 一种改进的综合监控系统体系结构[J]. 都市快轨交通，2015，28（03）：120-123.

[4] 张玉洁，李岩. 京津城际高速铁路综合视频监控系统的结构[J]. 承德石油高等专科学校学报，2011，13（03）：44-46+57.