综合监控信息共享平台在轨道交通某号线中的应用

2017-07-06杨鹏飞

中国高新技术企业 2017年7期

关键词：车站轨道交通监控

杨鹏飞

（深圳市地铁集团有限公司运营总部，广东深圳 518000）

综合监控信息共享平台在轨道交通某号线中的应用

杨鹏飞

（深圳市地铁集团有限公司运营总部，广东深圳 518000）

近年来，地面交通拥堵问题越来越严重，许多大城市为了缓解交通开始修建轨道交通。而轨道交通是一个复杂的系统工程包括许多系统，地铁综合监控系统把各个分系统通过接口集成一个统一的监控平台来指挥列车运行。文章以轨道交通某号线为例来介绍综合监控平台的运行体系及具体的实现方式。

轨道交通；综合监控系统；信息共享平台；运行体系；地铁信息

轨道交通的综合监控信息共享平台采用通用性好的网络交换机、以集成的方式和各接入系统（列车自动控制系统、自动检票系统、通信系统、防灾报警系统等）实现信息共享和自动化控制，能快速地应对轨道交通的突发性事件，提高了处理救援、防灾等事故的能力，从而提高了地铁的运营效率。

1 监控信息共享平台的运行体系

以北京轨道交通某号线为例来介绍监控信息共享平台的具体运行体系，见图1。该号线全长33.03km，共有30个车站。运行体系主要包括三大部分：行车体系，综合监控系统及信息管理系统，运营调度、运营维护人员维护及动静态信息应用。行车体系根据监控信息共享平台反馈的运行信息进行运行，而监控信息共享平台又根据行车体系反馈的运行信息进行分析计算，从而调整行车体系的运行，运营调度、维修人员根据监控信息共享平台反馈的数据来调度和维修地铁，为乘客的安全乘坐提供保障。乘客根据监控信息共享平台的客户端应用实现地铁信息的智能化获取和应用。

图1 北京某号线的运行体系图

该运行体系采用统一的综合监控信息共享平台和运行平台，实现了各种基础数据的统一管理、共享和分析，增强了系统间的数据互联，提高了地铁运行体系的自动化程度。该运行系统采用分布式的结构，任何位置都能实现所集成专业的调度及跨专业的联合调度。

2 综合监控信息共享平台的集成

综合监控信息共享平台的集成见图2所示，此平台除了常规的通风系统、照明系统、给排水系统，还包括环境与设备监控系统（BAS）、火灾自动报警系统（FAS）、电力监控系统（SCADA）、屏蔽门系统（PSD）、自动售票系统（AFC）、UPS间断电源、PA广播系统、PIS乘客资讯系统、SIG信号系统等，这些系统通过接口连接转换传输信息和共享信息，实现系统间的互联，从而实现轨道交通线路的安全和高效率的运营。接口转换主要通过设置在车站、平台的各个子系统间的接口通过通信协议实现数据的转换。

图2 综合监控信息共享平台的集成

2.1 机电系统

机电设备是综合监控信息共享平台的基础，能实现平台的基本功能，机电设备系统中的环境与设备监控系统（BAS）、屏蔽门系统（PSD）、门禁系统（ACS）等都应该纳入到综合监控信息共享平台中，为平台采集最基础的地铁运行数据。

BAS系统和综合监控信息共享平台在各个车站及车场都存在接口，各个车站的BAS系统之间没有相互传输网络。此平台按照管路来监控或调节各个机电设备，一个管路包含两个以上的车站，因此管路的设备监控就涉及到不同的车站，而这些设备的启停是有先后顺序的，此时BAS系统就不能实现不同车站间信息的转发，就可以通过综合监控信息共享平台来实现。在轨道交通实际运营过程中，综合监控信息共享平台从各个车站的BAS系统中采集不同设备的状态数据，按照传输的需要配置传输数据、传输机制、传输通道等，在平台接收到传输数据后，还要对传输数据进行相应的处理以保证数据传输的正确性。当平台处理完数据后，通过服务器、交换机、前置通信控制单元把传输数据写入BAS系统在车站的接收数据寄存器区域中以实现与其他系统间的数据传输。

门禁系统ACS由车站级和中央级组成，系统内存在大量数据的交换，传输配置都十分困难。综合监控信息共享平台把ACS系统分别接入到平台不同的车站交换机，通过平台的局域网组成自己的全线网络。平台交换机使用VLAN技术，按照端口划分网络成员来满足门禁系统传输大量数据的需求，不用增加额外的硬件，不仅降低了成本，还提高了网络连接的灵活性。

2.2 通信系统

通信系统包括传输通道、无线通讯、广播系统PA、乘客资讯系统PIS等子系统，这些子系统的管理方法、业务类型、数据传输方式都不相同，如果都纳入到综合监控信息共享平台中，就可以实现不同通信子系统间的互联。

综合监控信息共享平台可以根据设计来配置不同场景的联动方案，包括正常运营条件下的早间开站、晚间开站、列车到站，工作高峰期的早间开站、晚间开站及紧急情况下的车站运营，涉及到所有的子系统，实现了数据信息的共享和传输。当列车到站时，综合监控信息共享平台采用自动触发，首先根据ATS系统接收信息的分析判断，然后把列车到站信息触发广播系统PA，在车站大厅广播，车站内的乘客和相关的工作人员都可以了解到列车到站的信息，从而采取相应的措施，提高了轨道交通的运营效率。

2.3 信号系统

信号系统SIG包括连锁系统、ATS、ATP等系统，信号系统和门禁系统、火灾自动报警系统等都直接关系到乘客、列车及财务的安全，为了保证人员及财产安全信号系统一般只作为接入系统，综合监控信息共享平台与其共享行车、乘客、设备运行等数据。

以综合监控信息共享平台给信号系统提供轨道供电信息为例来说明不同子系统间的数据传输过程。综合监控信息共享平台能监测到许多SCADA系统的数据，而这些数据与中心控制系统ATS相分离，但是平台和ATS系统交换信息可以调度整个轨道交通系统的运行。平台通过与PSCADA系统的信息接口来监测轨道供电的开关，再通过平台把轨道供电的数据传输给ATS系统，这时ATS系统通过对接收数据的分析可以整理出轨道供电的状态及列车导向失去供电的电力区。平台把采集到的轨旁开关的带电信息状态，根据供电区与开关的关系来配置公式从而计算出各个供电区的带电信息，然后把这些值配置到数据转发表中，通过服务器写到SIG系统规定的寄存器中。

2.4 数据获取及转换系统

数据获取主要通过驱动管理器获取各子系统的数据源，然后根据数据源的特点向数据源提供相应的连接信息接口。通过分析用户输入的连接信息进一步形成与数据源连接的字符串，利用驱动程序接口建立相应的连接信息。如果服务器名或数据库名是空，就应该提示相应的消息，当系统连接错误时，也要提示相应的错误信息。在数据源支持用户权限的条件下可以使用数据字典来获取用户能操作的表信息，利用数据接口获取数据字典信息，把这些信息存储在相应的数据结构中，并建立与数据库类型映射的矩阵表信息。

3 综合监控信息共享平台的功能

综合监控信息共享平台有众多功能，包括电力监控功能、火灾自动报警功能、网管功能、维修管理功能、培训系统功能、广播功能、环境与设备监控功能等，重点阐述下面的功能：

3.1 电力监控系统功能（PSCADA）

电力监控系统主要是采集轨道交通车站内部的电压、电流、电功率、开关状态、电量等数据，把这些数据通过传输管道发送给综合监控信息共享平台，平台把接收到的电力信息进行分析，然后发布相应的控制命令，控制命令通过传输机制发送给电力监控系统，从而实现电力的监控。

3.2 维修管理功能（DMS）

维修管理系统在车辆段、车站或停车场设置冗余三层光纤工业交换机，通过冗余的光纤以太网接口与停车场或车站的综合监控信息共享平台的冗余三层光纤工业以太网交换机分别相连，以太网的交换机就通过以太网接口与维护服务器、维护工作站相连，从而把车辆段、车站或停车场需要维修管理的信息传递到维护工作站，维护人员根据传递的信息就可以进行实时的维护，保证了车辆、停车场运营的安全。

3.3 培训系统功能（TMS）

培训系统现在车辆段或车站的培训房内设置三层工业级光纤以太网交换机，通过高速率的光纤以太网接口与车站内的综合监控信息共享平台的三层工业级光纤以太网交换机相连，培训房也设置三层工业级光纤以太网交换机与培训使用的服务器或培训工作站相连，实现整个培训系统数据的传输。培训系统还应配置高效的服务器，来完成数据处理及接收工作。服务器通过100Mb/s以太网接口与培训以太网交换机相连，培训系统的服务器接收仿真模拟器的数据。在培训系统内设置教师操作工作站和学员操作站，方便培训工作的进行。

3.4 网管功能（NMS）

网管系统在综合监控信息共享平台中占有重要地位，它存储和维护整个平台的数据，关系到整个平台的正常运行。网管系统主要通过控制中心设备机房的网络交换机，从综合监控信息共享平台获取数据从而实现平台的网络管理功能、系统软件测试功能、系统数据库维护功能、系统组态维护功能及综合监控信息共享平台的定期数据备份功能。