城市轨道交通综合监控系统的组成与应用研究

黄惠群

（广州轨道交通建设监理有限公司，广州 510010）

轨道交通是城市发展的命脉，如何解决交通拥堵成为当前很多国家普遍关注的问题。从建设、运营与管理角度构建信息化共享平台，应用综合监控系统具有其必要性，因为它能够实现对城市轨道交通的自动化管控。目前，我国已经成功组建了城市轨道交通综合监控系统（Intergrated Supervision and Control System，ISCS），它能够满足城市轨道交通线路体系中所有电力与机电设备系统的有效监控，并实施分层分布式信息集成来进一步优化综合监控精细化管控。从技术角度看，它的若干子集成系统就发挥了作用，一方面满足专业系统的集成，一方面实现信息互联与共享，对促进城市轨道交通高效率运维具有现实意义。

1 城市轨道交通综合监控系统组成与应用的必要性

当前，我国城市轨道交通综合监控系统平台已经基本形成，并渗透了更多电子化、数字化与信息传输网络化应用技术，在信息处理智能化与应用普及化方面拥有其相当高的技术能力。在围绕信息共享平台核心所构建的城市地铁综合监控系统中，这些应用技术的存在也有效地保障了地铁系统安全运行，提高运行效率，为城市轨道交通综合监控提供了较为全面的问题解决方案。

从轨道交通本身来看，它属于规模庞大的系统化工程，其中包含了诸多子系统参与总系统所设置的预订运营任务，希望达到各个运营任务之间目标优化的协调一致。具体到细节技术部分，它就包括了多个分支子系统，如电力监控系统（PSCADA）、环境与设备监控系统（BAS）、火灾报警系统（FAS）、列车调度系统（ATS）、门禁监控系统（ACS）、乘客信息系统（PIS）以及闭路电视系统（CCTV）等。这些子系统在监控过程中秉承大数据理念，所经手处理的数据可达到百万级，因此它对系统集成技术能力的要求非常高。

另外，当前我国科学技术发展水平决定了轨道交通自动化技术的发展程度，因为从过往的子系统分离式监控形态到当前高集成度微处理器形式来看，这种技术进化是必然的。按照Moore定律来预测处理器主频速度就能发现，目前的轨道系统主频已经能达到几十个GHz，而CPU速度与性能也有大幅度提高，为未来城市轨道交通建立大型综合监控平台奠定了现实硬件基础。所以，目前计算机与互联网通信技术所引导下的城市轨道交通综合监控系统集成化、信息化、自动化以及智能化发展态势已经势不可挡。

2 城市轨道交通综合监控系统的发展现状与基本组成

2.1 发展现状

发展城市轨道交通综合监控系统是每个国家都必须做好的工作，进入20世纪80年代以后，美国、法国、西班牙等欧美国家就开始研发该系统，以它来实现国内城市轨道交通运作的有效规划与研究，基本满足了形成调度指挥工作的所有需要。进入21世纪以后，一些欧美及亚洲国家的高科技地铁轨道新线已经纷纷建立。例如，新加坡东北线、西班牙马德里新线都采用综合自动化监控系统；而美国费城、德国法兰克福等地深度结合机场捷运系统，集成构建了SG信号系统，PSCADA、PA、BAS广播系统，TIS车载信息系统以及CCTV闭路电视系统等。

在国内，城市轨道交通综合监控系统同样发展快速。例如，北京地铁1号线于2002年建设了EMCS车站设备监控系统和PSCADA集成平台。特别是它的全自动化、独立人机界面体系设计能够实现更多城市轨道交通综合监控功能，为北京地铁系统乃至全国的城市轨道交通综合自动化快速发展助力。而广州地铁的3、4、9号线等线路全面开通地铁信息共享集成平台，该平台就涵盖了PACADA、BAS、FAS、EMCS等多个平台，同时还在12个城市轨道交通子系统中配备了AFC售检票系统和PSD、ACS屏蔽门系统，从互联系统数量与容量方面实现了相对全面的相关数据分析，它表明广州地铁大型综合监控系统的接口开发与管理规范化程度非常高，象征着我国城市轨道交通综合监控系统发展已经逐渐走向成熟[1]。

2.2 系统基本组成

目前，城市轨道交通综合监控系统建设的总体要求就是要保证乘客安全，优化子系统相互之间的事件与业务关联联动，保证在突发事件出现后能够快速反应应变，强化城市轨道交通对各种灾害的有效抵御能力。在行车保障方面，该系统则提供了统一化技术基础数据平台，确保子系统基本运行参数稳定，同时提升运营管理效率。而在节能降耗方面，则希望优化设备整体的运行模式，有效降低设备运营能耗与成本。最后在营运线路信息中心建设与利用方面，则通过城市交通网络化交通营运管理与上层管理部门共同优化系统信息渠道与接口方式。

图1 城市轨道交通综合监控系统的基本组成

简言之，城市轨道交通综合监控系统采用现场总线接入式模式，它基于骨干网构建传输系统，将综合监控系统中央级监控网、车站级监控网完整连接起来，同时建立网络管理系统、培训系统与设备维护管理系统等功能子系统，如图1所示[2]。

3 城市轨道交通综合监控系统组成与应用关键环节

3.1 把握系统研发与平台搭建

城市轨道交通综合监控系统在组成与应用方面首先要灵活把握系统建设第一关键点，结合系统软件及集成工具实现对系统接口的开发、测试、调试与技术验收。同时，要充分利用好系统集成商，通过它来构建地铁综合监控系统工程内容，做到技术检验、软件修改与应用软件平台工具组态，健全化系统中所有的人机界面体系，实现对综合监控软件构成中所有核心技术的有效控制与合理调整。所以，系统本身要合理利用系统集成商来组织协商各项综合监控活动，把握系统建设第一关键点。

3.2 把握系统分级控制及管理

人们要把握好城市轨道交通综合监控系统的分级控制和管理，其综合监控系统分级管控如图1所示。

中央级综合监控系统：系统配置的网络交换机，实现中央级所有网络资源的互联。网络交换机直接连接到综合监控系统的骨干通信网络。

车站级综合监控系统：系统配置的冗余的带路由功能的网络交换机，通过现场总线模式采集车级设备数据，同时实现车站级所有网络资源的互联。网络交换机直接连接到综合监控系统的骨干通信网络。

3.3 把握系统功能定位

通过对城市轨道交通综合监控系统的功能调整与信息共享平台建设，人们提出了集成与互联等不同的组成方式。其中，诸如阻塞模式、防灾模式等多种特殊状况下的系统自动联动模式，它希望有效减轻当前轨道交通技术管理及操作人员的工作负担，保证系统开发与应用创新能力的持续优化。

从功能定位与工程范围两方面来看，城市轨道交通综合监控系统在组成与应用方面存在深度集成方式，其中以FAS为核心集成构建子系统，它的建设目标理念为安全防护，如火灾预警与防火工作。当然，系统在安全方面的功能定位还要结合地方相关消防部门的职能，保证系统中技术应用的有效性与权威性[3]。

图2 综合监控系统分级管控

4 结语

城市轨道交通综合监控系统在组成与应用方面涉及诸多技术内容与技术规范要求。系统可提高地铁的自动化程度，提高监控信息密度和关联度，减少运营人员；优化系统构成，减少硬件配置数量；统一系统软件平台，方便监控和管理，方便维护和管理；降低系统投资和运营管理成本。综合监控系统可提高运营服务水平、监控水平、防灾能力及管理水平，并实现技术内容的高集成化和高智能化，全面推动城市轨道交通运营持续向前发展。