城市轨道交通综合监控系统联动功能之刍议

2014-12-11王孟强

中国科技纵横 2014年18期

关键词：客流机电轨道交通

王孟强

(厦门轨道交通集团有限公司,福建厦门 361008)

城市轨道交通综合监控系统联动功能之刍议

王孟强

(厦门轨道交通集团有限公司,福建厦门 361008)

综合监控系统(ISCS)为城市轨道交通提供了一个集中操作与管理的自动化平台,也为地铁中存在的众多机电系统提供了数据融合,信息共享的平台。综合监控系统的联动功能为这些地铁机电系统的协调配合提供了有利条件,使得它们之间的关系更加紧密、清晰,大大提高运维效率。

城市轨道综合监控系统联动

1 引言

城市轨道交通综合监控系统(ISCS)自上世纪九十年代末在国内开始应用以来，经过了十几年的发展和进步已日益走向成熟。地铁利用综合监控系统实现了车站和控制中心与相关机电系统的集成和互联，实现了众多子专业数据信息的共享，提高了数据的利用率，从而实现了在不同运营工况下系统间的有机联动，提高了城市轨道交通管理的自动化和科学化水平。另一方面，综合监控系统的上位工作站界面统一、操作零落简单，为今后优化运营管理体制提供了条件，提高轨道交通运营效率和降低运营成本。

2 联动功能概述

在城市轨道交通运营中，为了保障轨道交通系统正常运转、确保乘客和工作人员的生命安全，设置了各种各样的机电系统。虽然在功能划分及职责范围上各不相同，但是它们之间存在着紧密和必要的联系，一个系统的变化往往需要其它一些系统做出相关的调整，尤其是在运营过程中出现火灾、事故等意外工况时，需要各系统协调配合，迅速的做出应对措施。

在综合监控系统出现之前，城轨中各个机电系统之间存在数量众多的接口，以火灾自动报警系统(FAS)举例，它需要同环境与设备监控系统(BAS)、自动售检票系统(AFC)、门禁系统(ACS)、信号系统(SIG)、广播系统(PA)、电力监控系统(PSCADA)、时钟系统(CLK)等专业建立通信接口，以达到满足运营需求、灾害响应等功能。综合监控系统出现后，为所有机电系统提供了信息共享的平台，在不考虑备用和冗余接口的情况下，各子系统只需与综合监控系统建立一条通道，便可实现与其他子系统的信息往来。图1是地铁机电系统与综合监控系统的接口示意图。

3 联动功能的设计与实现

地铁机电系统的联动功能，按触发形式上分为3类：(1)全自动：收到接口系统触发点的报警/状态，无需人工干涉，ISCS将处理并给接口系统发送相关控制命令。这类操作一般是对非紧急状态的，日常琐碎操作的自动反应。(2)半自动：这种联动功能由来自一个或多个接口系统的触发点或时间驱动事件触发。当半自动联动功能被触发时，联动功能图标会在人机界面(HMI)的页面上闪烁提醒操作员注意。通过HMI上联动功能的页面，操作员可以发送一系列控制命令给半自动联动功能的接口系统。操作员在HMI联动功能页面执行命令之前或之后，当触发点恢复到正常状态时，相关联动将停止。(3)手动：这种联动功能与报警/状态没有关联。通过HMI联动功能页面，操作员可以手动发送一系列控制命令给手动选择联动功能的接口系统。

图1 地铁机电系统与综合监控系统接口关系示意图

全自动的联动场景，以列车到站自动广播功能为代表。列车即将到站时，应触发相关站台的广播系统播放提示音，用以提醒乘客做好上车的准备，以往此功能要求SIG与PA专业建立接口，引入综合监控系统后，由综合监控系统获取SIG的列车倒计时信息并判断：当OCC RTU接收到SIG专业上传的列车进站倒计时为1分钟时，OCC RTU触发车站RTU，通过综合监控与PA的接口对本站的PA控制器下发开启到站广播的命令。数据流示意图如图2所示。

另一种全自动联动是FAS与BAS之间的火灾联动，目前地铁FAS，BAS系统越来越多的集成在综合监控系统中，当火灾发生时，FAS负责探测火灾发生的具体位置，并对应相应的防火分区，告知BAS触发相应的火灾模式，进行排烟的工作，如果FAS确认火灾发生1分钟后，BAS仍没有执行正确的火灾模式，说明FAS与BAS之间的接口失效，此时综合监控系统会通过其与BAS的接口再次下发相关的模式启动命令，达到二次保障的目的。

下面以突发大客流的联动场景为例，介绍如何通过ISCS与AFC，CCTV，PIS等子专业的接口和数据互通，实现突发大客流事件的半自动联动场景。

图2 列车到站自动广播数据流

图3 BAS通过联动功能的节能控制示意图

在运营过程中，如果出现突发的大客流情况时，值得调度人员的重视，并采取相关措施，综合监控系统接收到一段时间内AFC的反常客流高峰值，会启动半自动联动功能，帮助调度人员进行处理。客流反常高峰可定义如下：

时间段1(例：07：45-08：00)入闸人是Y，时间段2(例：08：00-08：15)入闸人是Z，如果Z是150%超过Y启动自动客流监视功能或Y超动态标准(TC2，CC)，若某15分钟客流大于1500人，也将触发此联动场景。此场景触发后，调度人员的综合监控HMI应自动显示出现情况的车站站厅和站台的CCTV摄像图像，在OPS大屏幕上自动显示站厅和站台的CCTV摄像图像，并触发车站的PA系统，对站内乘客进行提示和引导。

4 联动功能在节能减排方面的展望

上一章节所提的ISCS联动功能，均是针对日常的运营工作，属于传统的联动模式，在设计时，还能发掘ISCS更大的潜力，比如在节能减排方面，综合监控系统的联动功能(如图3）也可发挥很大的作用。我们知道，通风空调系统由BAS集中控制，一直以来都是节能控制所重点讨论和研究的对象，从目前已开通的城市地铁线路的运营情况来看，节能效果往往不够理想，一般来说，新风负荷和人员负荷的变化是影响空调大系统负荷波动的主要因素，合理的新风量对于大系统的节能运行意义重大，因此AFC实时客流、PSD屏蔽门开关状态，都应作为BAS控制算法中的输入信息，用来实现新风量根据车站需求调整，降低新风负荷并实现新风机自身的节能运行。

在没有综合监控系统之前，这一想法无法实现，而通过综合监控系统与AFC系统的接口可获知当前时段的进闸人数和出闸人数等信息，可以轻易的了解目前客流的实际状态，比如是否存在客流激增和突然减少的情况，根据这些信息及事先估算的不同类型的乘客在站台逗留以及在站厅逗留的平均时间可计算出当前人员负荷。综合监控系统与PSD系统也存在接口，可以用来收集屏蔽门的信息，因此，通过综合监控系统，便可计算出干扰对负荷的影响，将计算结果发送给BAS系统，参与冷量的调节。

一般BAS调节冷量的控制算法均基于温差的闭环控制策略，通过反馈的温度与给定温度的差值调节冷量，但由于温度的大滞后性，控制效果和节能效果并不理想，上面介绍的联动功能基于前馈控制的思想，通过对扰动量的实时采集和整理、掌握规律、预测趋势，提前采取措施，迅速做出响应。