综合监控系统控制权限移交方案分析

钟 辉

0 引言

在地铁的日常运营中，由于中心操作员（含临时/备用中心）、车站操作员和车辆段操作员等多个位置均能对全线某个受控对象进行控制操作，如果不进行操作范围管理，可能造成人为操作事故，影响列车运行，因此必须对控制权限进行管理。

控制权管理方式包括：中心控制和车站控制的控制权互斥；就地控制和远方控制（中心级或车站级）的控制权互斥。对于存在车站之间的交叉控制区域，设置相应的优先顺序，与中心与车站类似的方式进行处理，实现控制权互斥。

控制权限分为4 个级别：中心、车站、就地控制和本体控制，其中前面三级为软件控制。

1 正常情况控制权限移交方案

中心级、车站级和就地控制（主要指变电所和环控室）对受控设备的控制权之间必须互斥，中心级和车站级、车站和就地不可同时对受控设备进行控制操作。即在中心级控制方式下，车站级、就地控制级不能对设备进行控制。若车站级需对设备进行控制时，必须待中心级将控制权下放到车站级，就地控制级没有控制权，此时，中心级失去对设备的控制权。中心级控制权、车站级和就地控制权之 间的移交，必须由移交各方确认。

各个子系统的权限分布通常有2 种情况：

（1）权限默认属于中心，如PSCADA 系统（Power Supervisory Control And Data Acquisition System，电力监控系统）。

PSCADA 系统的软件控制权限为控制中心、车站、变电所（就地级）三级。正常情况下，控制权限在中心，车站和变电所没有控制权限。

如果车站需要控制权，则由中心转移给车站，具体流程如图1所示。中心操作员通过人机界面向车站发出权限转移请求，车站收到请求后在相关操作员界面上弹出提示窗口，如果接受，则权限转移至车站，如果拒绝，则权限仍保留在中心。当车站不再需要操作权限时，可以归还权限给中心，具体流程：车站操作员通过人机界面向中心发出权限归还请求，中心收到请求后在相关操作员界面上弹出提示窗口，如果接受，则权限归还至中心，如果拒绝，则权限仍保留在该车站。

在某些紧急或者特殊的情况下，作为权限默认所在地，中心可以强制收回PSCADA 系统的操作权限，具体流程：中心操作员在操作界面上选择需要强制收回的系统或对象，选择收回权限，则操作权限强制收回至中心，无需车站确认。

对于中心向变电所的权限转移和收回、车站向变电所的权限转移和收回，同上述中心向车站转移操作流程。

图1 正常情况下PSCADA 系统的权限转移示意图

（2）权限默认属于车站，如 BAS 系统（Building Automation System，环境与设备监控系统）。

BAS 系统的软件控制权限为控制中心、车站、环控室（就地级）三级。和PSCADA 系统所不同的是：正常情况下，控制权限在车站，中心和环控室没有控制权限。

如果中心需要控制权，则由车站转移给中心，具体流程如图2所示。车站操作员通过人机界面向中心发出权限转移请求，中心收到请求后在相关操作员界面上弹出提示窗口，如果接受，则权限转移至中心，如果拒绝，则权限仍保留在该车站。当中心不再需要操作权限，可以归还权限给车站，具体流程：中心操作员通过人机界面向车站发出权限归还请求，车站收到请求后在相关操作员界面上弹出提示窗口，如果接受，则权限归还至车站，如果拒绝，则权限仍保留在中心。

图2 正常情况下BAS 的权限转移示意图

在某些紧急或者特殊的情况下，作为权限默认所在地，车站可以强制收回BAS 系统的操作权限，具体流程：车站操作员在操作界面上选择需要强制收回的系统或对象，选择收回权限，则操作权限强制收回至车站，无需中心确认。

对于车站向环控室的权限转移和收回，同上述车站向中心转移操作流程。

2 异常情况控制权限移交方案

综合监控系统或者其他控制系统均可以进行权限下发/权限收回指令，控制权限转移一般必须由双方控制系统确认；在紧急情况下，预定义的最优先的一方控制系统可以强制收回控制权限。

在通讯异常情况或者紧急情况下，ISCS 系统（Integrated Supervision and Control System，综合监控系统）之间可以互相进行强制权限转移以便在紧急情况下ISCS 操作员可以进行设备控制。

在特别严重的故障情况下，ISCS 针对每个子系统会有一系列紧急情况下的自动权限转移方案，以保证系统的正常运行。

对于PSCADA 系统，通常操作权限在中心。当中心出现故障无法控制时，系统自动将权限转移到就地级的变电所。当故障恢复后，权限将自动转移回中心。当变电所通信出现故障时，由于中心及车站等远方无法进行有效控制，系统也会自动将权限转移到就地级的变电所。当通信故障恢复后，权限将自动转移回中心。

对于BAS 系统，通常其操作权限在车站。如果车站出现故障无法控制，则系统会启动紧急自动权限转移方案，将BAS 操作权限转移至环控室。当环控室通信出现故障时，由于中心和车站等远方无法进行有效控制，系统也会自动将权限转移到就地级的环控室。当通信故障恢复后，权限将自动转移回车站。

在出现中心非常严重故障或系统解裂这类情况时，通常系统分解成一个或一系列的岛，应用平台在每一个岛中选择一个操作单元（车站、车辆段、控制中心等均可以是一个操作单元）作为主要操作单元，原预定义的主控中心权限自动地由该操作单元承担。其他权限转移等遵循原有的方式进行。

3 结语

上述权限转移方案已在北京地铁15 号线东段工程综合监控系统中成功应用，该工程已于2011年底顺利开通运营，目前系统运行安全稳定，完善的权限转移方案为实际运营操作提供了有效的安全保障，为地铁调度指挥系统的组建和有效工作奠定了坚实基础。保证了综合监控系统的稳定运行，为地铁安全运营保驾护航。另外，该权限转移方案不仅适用于地铁综合监控系统，同样适用于其他行业的调度系统。

随着地铁综合监控系统的大范围应用，控制权限移交在地铁日常运营中使用频率逐渐增大，如何确定好适用于不同城市不同地铁线路综合监控系统操作员控制权限移交方案已变得越来越重要，它直接关系着地铁运营安全。各城市地铁运营公司对于调度指挥的管理也各不相同，因此在建设期间讨论并明确控制权限转移方案和调度管理方案至关重要。

[1]魏晓东.城市轨道交通自动化系统与技术[M].北京：电子工业出版社，2011.

[2]陈瑞阳.工业自动化技术[M].北京：机械工业出版社，2011.

[3]刘晓娟，林海香，司徒国强.城市轨道交通综合监控系统[M].成都：西南交通大学出版社，2011.