地铁综合监控系统关键技术的应用分析

杨照YANG Zhao

（中铁建电气化局集团第一工程有限公司，洛阳 471000）

0 引言

在一些经济水平较高的城市当中，交通拥挤成为了城市发达的重要标志，特别是近些年来，我国开始大力推崇城镇一体化建设，城市化发展速度极快，城市范围持续性的扩张，其内部的交通系统并不是十分的完善，这就使得城市当中大部分地区会出现交通拥堵的问题。在地铁系统中，综合监控系统的存在尤为关键，这是因为地铁是一类使用频率较高且较为新颖的交通运输方式，其行驶的环境位于地下，虽然其在安全检验以及建造阶段能够尽可能的保障其安全，但是在实际应用时期，如果地铁系统产生故障问题，则会发生极大的安全事故，所造成的后果不堪设想。综合监控系统是一类极为高效且科学性的监控模式，可以第一时间发现地铁系统在运行时期可能产生的异常以及突发状况，必须要及时的报警，让人们能够尽早的抢救并预防。

1 地铁综合监控系统的发展

分析现阶段我国科学技术的发展现状，大多数地铁交通系统当中都会配置并安装综合监控系统（图1）。在一些发达国家中，轨道交通综合监控系统的发展态势尤为迅猛，其已经能够迈入了全面自动化系统的时代行列，虽然其仍旧会处于自动化系统范围当中，但是其实际系统的集成性能以及程度会有很大的差异。集成程度，会受到国家财力、物力以及技术发展等因素的干扰和影响，大多数国家会实行半集成系统，仅用较少的一部分国家会应用全面集成系统，半集成式系统的应用优势会比较明显，其经济效益会比较高，但是其在能力及精度方面和全面集成系统进行对比会稍显逊色。其价格方面的优势会比较强，国家应当尽可能的统一平台，这样才可以更为高效合理的管控监控系统，让其信息保持良好的互通状态，给相关的操作人员提供便捷化的条件，彰显出我国信息技术的发展优势。

图1 地铁综合监控系统

2 地铁综合监控系统的构成

2.1 地铁综合监控系统硬件的构成

在地铁综合监控系统当中，硬件系统是一类极大的系统结构，分析地铁综合系统所设置的可靠性要求标准。地铁综合监控系统会存在一套较为完整的冗余制度，这是这一制度的设置，主要就是为了预防安全事故，以防系统中产生故障问题，及时的调整综合监控系统，让其系统能够始终维持正常的状态，继续运行。地铁综合监控系统硬件的首层结构是中央级综合服务器，其是系统当中最为关键的重要硬件组成部分，该服务器能够让各类硬件及软件信息保持良好的互换状态，就如同大型信息交换机一般、其次是车站级别的综合控制系统，在该系统当中，会涵盖一些完整的冗余实时服务器，该服务器的特征十分的显著，哪怕系统以及部件全部损毁，但是只要冗余实时服务器没有被彻底的破坏掉，那么就能够及时的读取其所收集录入的信息，让信息带有较强的可继承性，这些信息的存在对于地铁系统的发展来说尤为关键，其会涵盖全部地铁系统的构成部分，了解其地铁系统曾经所出现的故障问题以及安全隐患等，明确需要在何种地方进行重点监控，这部分都是冗余系统所记录下的内容，并且其还涵盖地铁系统的各类信息，例如紧急安全装置的放置地点以及地铁的使用年限等。最后是硬件系统，其系统能够在站内接收各类信息，大多数的信息来源都取决于这一系统，其系统会和软件系统进行配合。这三层硬件系统是当前较为推崇的一类自动化监控系统结构模型，并且三成硬件系统相辅相成，不可或缺，由其构成庞大且十分复杂的综合监控系统硬件模块（图2）。

图2 系统硬件构成

2.2 地铁综合监控系统的软件组成

在现阶段电子信息技术当中，软件的存在尤为关键，应用软件能够进一步的简化调整硬件工作复杂性，同时还可以发挥出硬件无法起到的作用与价值。在地铁综合监控系统内，软件的组成尤为复杂，想要梳理清晰不同软件之间所存在的工作关系，就需要分层次的进行软件的介绍。首先是中央级软件，中央级软件能够较为完整且清晰的控制地铁系统的各类清各类信息，同时智能化处理这部分信息内容，添加一些较为先进的智能技术。由中央级智能化处理的信息过度输送到中央级软件的信息内部，交由专门的管理人员，对其内容进行查看和处理。若中央及软件发送的指令是错误的，那么管理人员也可以借助手动的方式追回其信息。其次是车站级别软件，该软件的应用能够自主化的解决到一些海量的信息，其中大多数信息都会交由地铁软件所发送的日常信息，中央级软件接受着监控网络的全部信息，所以其软件的响应时间相对来说会比较长，一般会以秒为单位，而地级和车站级软件的实际接受吞吐的信息量相对来说会比较少，因此系统响应的速度极快，会以毫秒为响应单位。

3 地铁综合监控系统常见的功能

3.1 监视功能

监视功能是地铁综合监控系统当中最为基础的一类功能模块，同时也是监控系统设置的本质核心，大多数的工作都需要在监控的功能影响下分析得出。但是其监视功能和大众思想方面所认知的监控功能会有所差异，地铁综合监控系统当中的监视功能并不是单一性的供给动态性的监视画面，而是供给地铁系统实时信息的监测反馈状态，以其反馈结果来推断地铁轨道交通系统运行的正常状态，同时记录下排湿、排风等多项系统的各项参数，以其参数为主，评估其运行的正常情况。若在地级软件检测信息当中发现了其存在异常的问题，那么车站级别软件并没有处理问题的权限，需要将其信息及时的发送到中央级服务器，由中央级服务器对数据信息进行处理和判断。想要防止其产生意外事故消除潜在性的风险，那么中央服务器的信息一般会交由专业的管理人员来监管，及时的处理并判断异常状况，给出相对应的反馈指令。如果发现其存在潜在的风险以及风险异常问题，则应当立即汇报给相关的部门，及时处理这部分异常情况。

3.2 控制和调节的功能

地级软件缺少调节以及控制功能，车站级软件以及中央级软件能够可以处理大量的指令信息，车站级软件一般是依据正常的信息进行指令和反馈，但是在实际生活当中，大多数地级软件所给的信息都隶属于正常的范围当中，车站级软件能够经由一些关键性的参数，比如外界环境以及顾客的反应信息，对这些参数进行调整和优化。比如冬、夏两个季节的地铁温度设定是有所不同的，并且排风及排水系统都应当结合外界环境温度的数值以及顾客的需求进行灵活的调整和推断，针对现阶段的车站级软件来分析，只要加装相应数量的智能程序，就能够较好的完成各项工作任务。在发展智能程序之前，大多数指令反馈都需要结合工作人员，需要让工作人员借助手动的方式进行处理，这就会使得工作人员实际工作量变得越来越大。应用智能技术可以进一步的缓解工作人员的压力，给其所开展的各项机能应用工作提供便捷化的条件，新阶段工作人员仅需要将其处理反馈至中央的异常指令即可，这就能够有效地减少其工作量。

3.3 警报功能

现阶段，我国地铁监控系统工作可以划分成为两个模块，其分别为全面监控地铁系统，针对其参数及动态画面调整其内容，以及地铁系统产生危险事故的警报功能，这些警报功能的样式以及适用范围各不相同。对于地铁的乘客来分析，警报功能通常会采取警报声以及大屏幕播放等多种方式来提醒乘客，系统紧急调控，依据警报的危险系数以及类别，由地铁系统自动调整为适合该危险逃离或者危险解决的方式，比如火灾系统警报系统，会采取广播以及警报声的方式，公布其信息，同时启动开启相对应的管控措施，打开备用通风系统，停止运行地铁，敞开铁门便于乘客，及时的逃离疏散。对于一些没有涉及到群众的危险世界来说，警报系统并不需要全面的进行播报，可以采取特殊的形式反馈给中心监控人员，这是一类尤为复杂的综合监控系统，所以需要依据其对象，选择相适应的警报发布方式以及警报发布路径。

4 关键技术分析与实现

4.1 控制权限移交技术方案及实现

想要防止操作员在作业时，设备受损或者出现其他故障等方面的问题，那么就需要明确设置好综合监控系统的管控权限。站在综合监控的立场上来分析，控制级别会划分成为就地、车站及中心控制这三类，车站和中心控制存在着互斥关系，中心控制、车站控制和就地控制之间为互斥关系，受到设备维修养护以及应急状况等方面的需求，致使就地管控的控制权限会比较高，若设施处于就地的状态，那么车站和中心控制不可进行任何的操作，一般状况下，设备在远方位操作，人员仅在综合控制界面能够进行一系列的操作（图3）。

图3 方案流程

首先，结合需求，对轨道交通路线系统进行权限的划分，将地级权限依次划分成为单个设备以及整站变电站的控制，其中单个设备控制是最高控制权限，之后是变电所控制，变电所有权管控的控制权会集中在车站控以及中心控方面。这样下来，综合监控系统就能够精确的判断设备以及变电所的就地控制状况，设定好界面控制的操作范围，让车站以及中心两级权限进行功能方面的移交。PSCADA 权限设定在中心位置，电调操作员对其工作进行管控，再调试等多类状况的影响下，电调能够把其权限由中心位置转交到车站中心，能够强行的收回控制权。如果综合控制产生了故障问题，那么就需要及时的下发命令，控制变电所的操作状态，由其内部的工作人员，把权限收回至变电所进行作业。

其次，对于BAS 系统来分析，就地权限可以划分成为单个设备及环控室控制两方面，其设备就地控制权限比较高，然后是环控室控制。车站以及中心工作人员均需要同时操作环控设施，所以车站以及中心能够移交控制权，同时还可以进行强制性的权限收回处理。

4.2 联动技术方案及实现

综合监控系统能够让各个子系统进行信息的交流和互动，所以这些系统之间能够保持友好的联动功能状态，结合其类型，将其划分成为阻塞、火灾以及日常运营联动（图4）。依据其触发的类型，可以把其划分成为手动、半自动以及自动这三类。

图4 联动技术

首先，当车站火灾联动设计方案为车站全部区域火灾产生火灾时，火灾报警系统能够及时的发出警报信号，综合监控在收到信号之后，采取半自动的方式触动车站的火灾联动系统，由工作人员依据其接收到的界面信息去确认其执行的步骤，之后要开启联动作业方案，启动PIS 以及PA 系统，重复性的播放人员疏散以及救援等相关的提示信息。应用埃菲尔思系统把这部分火灾信息及时的传递给BAS 系统，由其系统执行相关的操作任务，实现连接等多种方式，疏散客流。在解决好火灾隐患以及火灾事件之后，要应用FAS 探测设施，及时的进行复位，同时把这部分信息传递给综合系统，综合监控系统让其由自动的方式联动PA 停止作业。

其次，阻塞联动设计以及区间火灾在控制中心位置，由相关的操作人员对其作业流程进行严苛的监管。在发生区间火灾问题时，应该FAS 探测设施，及时的发出相关的信号。BAS 系统触发应用区间火灾管控模式，这时中心综合监控界面上就会给出一系列的火灾提示，在收到提示之后，界面能够采取按钮手动触发相关的模式执行各项作业任务。若其处于区间阻塞的状况，那么就会由ATS 系统及时的发出信号，由综合监控系统接收这部分信号，手动开展模拟战场的作业活动，也可以推行多兵种联合演习等多种模拟活动，以其模拟工作为前提条件，分析训练的实际状况，借助这项技术，从根源上提升整体军事训练的效果，还可以让军事训练的水准变得更高，降低军事训练所形成的经济损失，规避各类风险问题。并且运用虚拟现实技术，将其投入到军事领域方面，还可以正确的评估并分析作战的状况，合理的应用计算机技术，探究作战工作当中存在的缺陷之处，调整战术手段的运用。这一类技术研发相关的武器设施，让武器设备可以处于不同环境状况下，保持正常的运营状态，对其设施的运作状况进行评估和检测，使得武器装备变得更加的完善，防止资源能源浪费，提升军事建设活动的成就。

5 结语

综上所述，合理的应用地铁综合监控系统关键技术十分关键，这是因为地铁综合监控系统是一类大规模的网络系统，其在应用阶段的复杂性会比较强。要尽可能的简化地综合监控系统，同时完善地铁监控系统的功能。随着我国信息技术水平的提升，地铁综合监控系统有望突破较短的周期，精简监控系统，赋予其更为丰富的功能，提高地铁轨道交通系统的安全度。