关于城市轨道交通综合监控平台系统集成的研究

■冯飞彦，熊秋梅 ■武汉市市政工程质量监督站，湖北 武汉 430010

1 城市轨道交通综合监控平台系统的总体结构

城市轨道交通综合监控系统是整个城市轨道交通系统的中心，主要可以分为两种管理模式，分别是中央级管理模式和车站级管理模式。

中央级综合监控平台是整个监控过程中的中心，它同各个业务子系统监控中心进行有机联系，并将各个子系统监控中心的交通信息进行有机整合。其特点主要包括了三个方面:该监控平台中获得的数据粒度相对比较粗;该监控平台中的信息资源是支持决策的重要信息;该监控平台通常由车站级综合监控平台对细节性数据进行组织与处理［1］。

车站级综合监控平台对车站各监控系统的信息进行集成，同时为新建立的系统提供有效的开放接口。车站级综合监控平台将收集到的信息及时传送给中央级综合监控平台，然后可以从中央级综合监控平台中获取自己需要的信息，并完成中央级综合监控平台向它发出的指令。

中央级综合监控平台与车站级综合监控平台具体工作过程如下图所示。

两种管理模式虽然在作用上不尽相同，但在结构上基本一致，其中，车站级综合监控平台是整个监控系统中最为重要的部分，因此，本文中将重点阐述车站级综合监控平台。

2 城市轨道交通车站级综合监控平台的作用

2.1 城市轨道交通车站级综合监控平台的数据管理作用

车站级综合监控平台必须以现有的SCADA 系统、FAS 系统以及CCTV 监控系统等为基础，在此基础上可以实现三种功能:其一，它可以对城市轨道交通中各个业务子系统产生的信息进行查看，同时还可以对城市轨道交通中控制类业务子系统的管理状态进行查看［2］;其二，它可以对城市轨道交通中的设备进行有效控制，并对远程数据采集系统中采集的数据信息进行有效查看;其三，它可以发布必要的信息，以供城市轨道交通中信息发布类业务子系统的需要。

2.2 城市轨道交通车站级综合监控平台的监控管理作用

车站级综合监控平台可以对日常管理过程中发生的突发状况进行有效控制，并发布相关指令。具体来说:其一，它可以对管辖的系统状态进行实时监控与分析;其二，它可以向监控中的子系统发布控制命令，并监控其执行的有效性;其三，它可以在特殊状态下，采用相应的预案措施，从而提升指挥工作的效率。

3 城市轨道交通车站级综合监控平台的设计

3.1 车站级综合监控平台中数据源与数据抽取的实现

数据源主要包括两种类型:其一，连接源数据源。这种数据源主要提供输入元素，在该数据源中的信息主要是已经建立数据源的有效连接的数据源;其二，目标数据源。这种数据源主要是输出元素，主要是为了获得数据对象所定义的信息。

工作流程如下:通过ODBC 驱动管理器可以获得系统中存在的数据源，然后，以数据源的特点为依据向数据源提供相应的连接信息接口。接下来，在分析用户输入的连接信息的基础上，进一步形成数据源的连接字符串，并利用OLE 驱动程序接口建立相应的连接信息［3］。在这个过程中，要特别注意，如果服务器名或是数据库名是空，那么应该给出相应的提示消息。最后，当系统连接出现错误的时候，应该提示相应的出错信息。

3.2 车站级综合监控平台中数据字典抽取的设计

数据字典抽取主要包括两个方面:第一，数据字典抽取中一般信息提取。它主要是运用ODBC 驱动程序可以对三种类型的信息进行提取，这三种信息分别是用户可以进行操作的表信息、列信息以及数据源的类型信息。通常来说，一般信息提取包括三个方面内容:分别是用户的表名和表类型、数据源中所有列的信息以及数据源中所有类型与标准ODBC SQL 类型映射的矩阵表。其工作流程具体如下:首先，在数据源支持用户权限管理的条件下，可以运用数据字典获取用户可以操作的表信息。然后，运用ODBC API 接口获取数据字典的信息，并将获得的信息存储在相应的数据结构中。接下来，运用相关系统建立数据源类型与标准ODBC SQL 类型映射的矩阵表信息。最后，如果数据库的连接未发生效果，应当提示重新建立数据源的连接。

第二，数据字典抽取中对象信息提取。主要包括四种数据结构类型，分别是索引名、视图名、完整性约束名称以及存储过程名。由于数据库中的数据字典各不相同，所以它对每一个支持数据库对象的数据源都会编制相应的处理部分。

3.3 车站级综合监控平台中元数据库的设计

元数据库作用有四个方面:其一，可以将系统中的信息全部进行记录，以便为不同的数据库建立统一的查询界面;其二，可以将子系统中数据库的模式信息进行全面记录，从而为数据库信息的模式转换提供充分的依据;其三，可以将数据库中的异构数据进行全面记录，从而为数据库信息的查询转换提供充分的依据;其四，可以将数据库中的查询翻译规则进行全面记录，从而为数据库信息的查询转换提供充分的依据。

按照元数据的作用可以将车站级综合监控平台中元数据库分为三种模块，分别是系统模块、规则模块以及库表结构模块。

3.4 车站级综合监控平台在Web Service 技术基础上的集成设计

(1)数据的转换。在数据库的转换上必须注意两个方面:其一，数据结构上的映射。主要任务是将关系模式中的表和列映射为XML 模式中的元素和属性;其二，数据语义上的转换。主要任务是最大程度地从数据库中得到相应信息，同时采用最佳表达方式将其表达出来。通过以上步骤，在映射结束之后，就可以将XML Schema 的XML 文档数据导入到相应的关系数据库中［4］。

(2)在Web Service 基础上的监控平台系统集成。首先，在Web Service 基础上的监控平台系统集成主要运用的是一种动态性的实施方案，采用XML 概念对系统中的操作接口进行相应描述，并对服务实现的相关细节进行相应隐藏;其次，提供服务的一方在相应的平台上发布自己的服务信息，利用UDDI 标准可以对发布的服务信息进行动态地发现、绑定以及使用，这样不仅提高了服务信息的实时性，同时还提升了系统的灵活性。

在这里，所有的数据库都扮演了两种角色，一方面它们是Web Services 的请求者，利用该平台进行相应的数据操作，另一方面它们也是服务者，运用编写应用程序的方式，将相应的数据与应用封装为Web Services。

(3)在Web 基础上的监控平台系统的实时组态。在进行安全监控过程中，最重要的就是对可能发生的问题进行预防，对综合安全监控系统而言就是要采取有效的措施解决实时组态的相关问题。首先，对系统的画面做到实时组态。工作人员可以运用WebSphere MQ 保持与数据源的同步进行，并采用相应的数据存储对数据变化情况进行相应的及时发布。其次，在原系统的基础上，实行新接入监控系统，从而使用户自己可以进行实时组态。这样授权用户在增加新的监控系统时，只需在浏览器上进行动态配置即可。

4 结束语

综上所述，要想实现对城市轨道交通中各个系统进行有效的监控，就必须以每一个系统的基本结构为依据，同时结合监控平台的灵活性与可扩展性。在此基础上，建立相应的综合监控系统的总体结构，确定相应的管理模式与层次结构。在整体规划每一个层次功能的基础上，为实现相应的功能提供选择方向，最终综合运用元数据、Web Service 以及关系数据库等方面的技术，建立城市轨道交通综合监控平台系统，实现系统的综合控制以及信息的共享。

［1］袁权.对于城市轨道交通综合监控平台系统集成的探讨［J］.城市建设理论研究(电子版)，2012，(30).

［2］王芳，季军.城市轨道交通综合监控系统组网及集成［J］.上海电机学院学报，2009，12(2):111-114

［3］叶宏.综合监控系统集成平台比选方案的探讨［J］.城市建设理论研究(电子版)，2013，(11).

［4］秦勇，徐杰，王卓等.基于GIS 的轨道交通网指挥中心综合监控系统的设计与实现［J］.中国铁道科学，2007，28(4):88-94