淺析深圳地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)

鮑春宇

(深圳達(dá)實(shí)智能股份有限公司，廣東 深圳 518000)

1 地鐵5號(hào)線綜合監(jiān)控系統(tǒng)概述

深圳市地鐵5號(hào)線線路全長(zhǎng)40.001km，其中高架線路3.424km，地下線路35.801km，過渡段0.776 km;共設(shè)車站27座，西起前海灣，經(jīng)寶安中心、新安舊城區(qū)、西麗、大學(xué)城、龍華拓展區(qū)、坂田、布吉、至黃貝嶺；貫穿城市第一、二圈層，連接城市西、中、東三條發(fā)展軸，并與10條軌道交通線換乘，是構(gòu)成深圳市近中期線網(wǎng)的骨干線路，是聯(lián)系沿線各組團(tuán)和三大交通樞紐的快速走廊，對(duì)緩解道路系統(tǒng)交通壓力、提高軌道交通網(wǎng)絡(luò)效率，拓展城市發(fā)展空間具有重要意義。（如圖1）

圖1 深圳地鐵5號(hào)線線路圖

2 地鐵5號(hào)線綜合監(jiān)控的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及功能

深圳地鐵5號(hào)線綜合監(jiān)控系統(tǒng)由監(jiān)控中心（OCC）、臨時(shí)監(jiān)控中心、車站級(jí)綜合監(jiān)控系統(tǒng)、停車場(chǎng)/車輛段綜合監(jiān)控系統(tǒng)組成。綜合監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)控制中心和車站兩級(jí)管理，控制中心為主控級(jí)，車站為分控級(jí)；控制結(jié)構(gòu)為控制中心、車站、就地三級(jí)控制。

2.1 控制中心功能

控制中心功能：①監(jiān)控全線各車站的通風(fēng)、空調(diào)、電力、火災(zāi)報(bào)警、閉路電視、廣播及電話、給排水、照明、自動(dòng)扶梯等設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)并提供事故報(bào)警。②接受各車站典型測(cè)試點(diǎn)的溫度、濕度CO2濃度等環(huán)境參數(shù)，監(jiān)測(cè)全線用水量。③與中央ATS（列車自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)）接口，接收列車在隧道滯留的位置信息。④與中央時(shí)鐘接口，接收主時(shí)鐘信息，統(tǒng)一系統(tǒng)全線時(shí)鐘。⑤系統(tǒng)有與防災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的接口，在發(fā)生災(zāi)害時(shí)，命令環(huán)控系統(tǒng)按災(zāi)害模式運(yùn)行。⑥紀(jì)錄各車站主要設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行時(shí)間。⑦定期輸出各類數(shù)據(jù)、報(bào)告。

圖2 集成與互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

2.2 車站控制室功能

車站控制室功能：①監(jiān)控車站的通風(fēng)、空調(diào)、電力、火災(zāi)報(bào)警、閉路電視、廣播及電話、給排水、照明、自動(dòng)扶梯等設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)并提供事故報(bào)警。②協(xié)調(diào)全站設(shè)備的運(yùn)行，必要時(shí)進(jìn)行人工調(diào)整，實(shí)施記錄本站各測(cè)試點(diǎn)的參數(shù)，監(jiān)測(cè)集水池高、低水位及危險(xiǎn)水位并報(bào)警。③向控制中心傳送設(shè)備信息，并執(zhí)行其命令。④接受防災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)報(bào)警，并按災(zāi)害模式運(yùn)行。

2.3 就地級(jí)功能

就地級(jí)功能：①向車站控制室傳送所控設(shè)備的工作狀態(tài)。②執(zhí)行車站控制室的控制命令。③可就地調(diào)試與控制。④具有獨(dú)立運(yùn)行能力。

3 地鐵5號(hào)線綜合監(jiān)控系統(tǒng)的集成和互聯(lián)

3.1 系統(tǒng)集成和互聯(lián)對(duì)象

深度集成的子系統(tǒng)主要有：電力監(jiān)控系統(tǒng)（PSCADA）、環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)（BAS）、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)（FAS）。界面集成的子系統(tǒng)主要有：屏蔽門（PSD）、廣播系統(tǒng)（PA）、閉路電視系統(tǒng)（CCTV）?；ヂ?lián)的子系統(tǒng)主要有：信號(hào)系統(tǒng)（SIG）、時(shí)鐘系統(tǒng)（CLK）、自動(dòng)售檢票系統(tǒng)（AFC）、導(dǎo)乘系統(tǒng)（PIS）、門禁系統(tǒng)（ACS）、通信專業(yè)集中告警設(shè)備（Tel－ALM）、軌道交通控制中心（TCC）、辦公自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（OA）、電能質(zhì)量管理系統(tǒng)（PQSS）。

3.2 綜合監(jiān)控系統(tǒng)與各子系統(tǒng)間的物理接口

①綜合監(jiān)控系統(tǒng)與BAS、PSCADA系統(tǒng)的物理接口為以太網(wǎng)電口和以太網(wǎng)光口，傳輸速率為100Mbps，采用1＋1冗余保護(hù)。

②綜合監(jiān)控系統(tǒng)與 PA、PSD、CCTV、CLK、FAS、PQSS、PIS等系統(tǒng)的物理接口為 RJ45/RS422/RS485，采用 1＋1冗余保護(hù)。

③綜合監(jiān)控系統(tǒng)綜合后備盤（IBP盤）與供電、SIG、AFC、CCTV、PSD、FAS 等系統(tǒng)采用硬線連接。

4.5號(hào)線綜合監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則

綜合監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控范圍大、涉及層面廣，必須滿足一些基本設(shè)計(jì)原則才可保證其實(shí)施成功，設(shè)計(jì)原則淺析如下：

4.1 安全性原則

①盡可能采用成熟可靠技術(shù)

由于地鐵系統(tǒng)規(guī)模一般非常的大，采用成熟且可靠的技術(shù)可以減少整個(gè)系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)，提高總體安全性。鑒于實(shí)時(shí)性的監(jiān)控要求，宜采用專用的、高效的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫一般至少要達(dá)到管理三十萬點(diǎn)的系統(tǒng)規(guī)模。

②完善的權(quán)限管理

由于地鐵運(yùn)營(yíng)人員眾多，不同類型的監(jiān)控人員所能監(jiān)控的權(quán)限不同，要求綜合監(jiān)控系統(tǒng)能夠安全管理所有運(yùn)營(yíng)人員的不同監(jiān)控范圍。綜合監(jiān)控系統(tǒng)將向全體運(yùn)營(yíng)人員、維護(hù)人員、管理人員提供完整的、實(shí)用的權(quán)限表。

③聯(lián)動(dòng)功能

綜合監(jiān)控系統(tǒng)可根據(jù)不同系統(tǒng)之間的聯(lián)動(dòng)要求，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間聯(lián)動(dòng)，以提高地鐵運(yùn)營(yíng)的安全性，可改進(jìn)各專業(yè)之間的協(xié)調(diào)，提高應(yīng)急處理能力，減輕緊急情況下運(yùn)營(yíng)人員的工作壓力，避免發(fā)生不必要的操作錯(cuò)誤，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。對(duì)重要的系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，必須經(jīng)過運(yùn)營(yíng)人員的手動(dòng)確認(rèn)方可執(zhí)行。

④綜合監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)的相對(duì)完整性

為保證整個(gè)綜合監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)的安全性，將整個(gè)綜合監(jiān)控系統(tǒng)的內(nèi)部數(shù)據(jù)作為一個(gè)整體進(jìn)行設(shè)計(jì)，外部子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)需要經(jīng)過前端處理器（FEP）轉(zhuǎn)化為綜合監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)部的熟數(shù)據(jù)，將綜合監(jiān)控系統(tǒng)與外部子系統(tǒng)在物理網(wǎng)絡(luò)連接及數(shù)據(jù)流上徹底隔離，防止外部危險(xiǎn)對(duì)綜合監(jiān)控系統(tǒng)的沖擊。

⑤系統(tǒng)在極限負(fù)荷下的安全性

綜合監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)具備雪崩處理能力，防止如下情況的發(fā)生：由于過多的、不可預(yù)知的事件序列發(fā)生而記錄大量的無用事件，進(jìn)而可能導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)性能顯著下降，嚴(yán)重影響運(yùn)營(yíng)的正常信息獲取，干擾運(yùn)營(yíng)人員的正常監(jiān)控。

⑥系統(tǒng)操作上的安全性

綜合監(jiān)控系統(tǒng)軟件必須具有防火墻功能，防止各系統(tǒng)之間的網(wǎng)絡(luò)安全。車站綜合監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，車站的緊急控制盤提供緊急情況下的操作，來保證系統(tǒng)在操作上的安全性。

4.2 可靠性原則

①冗余設(shè)計(jì)

綜合監(jiān)控系統(tǒng)硬件設(shè)備（服務(wù)器、操作員工作站、交換機(jī)、FEP）及相應(yīng)軟件按照冗余原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。操作員站功能冗余，通過口令權(quán)限的限定，任何操作員站可以完成系統(tǒng)支持的全部操作員功能。

②工業(yè)級(jí)設(shè)備

采用工業(yè)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的硬件設(shè)備，如工業(yè)級(jí)的FEP、操作員工作站、交換機(jī)等。

4.3 實(shí)時(shí)性原則

考慮到綜合監(jiān)控系統(tǒng)的接口眾多，為保證運(yùn)營(yíng)監(jiān)控的實(shí)時(shí)性，綜合監(jiān)控系統(tǒng)自身的數(shù)據(jù)處理必須有較高的性能指標(biāo)。

4.4 可擴(kuò)展性原則

為便于地鐵輕軌線路的擴(kuò)展，為換乘站或線路間的互連提供基礎(chǔ)條件，綜合監(jiān)控系統(tǒng)軟件及硬件必須預(yù)留一定的可擴(kuò)展空間，如數(shù)據(jù)庫容量的擴(kuò)展、服務(wù)器的硬件工作能力的擴(kuò)展、網(wǎng)絡(luò)流量的擴(kuò)展能力、子系統(tǒng)接口的擴(kuò)展能力、增加車站數(shù)量的擴(kuò)展能力、增加服務(wù)器或工作站數(shù)量的擴(kuò)展能力等。

4.5 設(shè)備選型標(biāo)準(zhǔn)化原則

根據(jù)地鐵輕軌環(huán)境特點(diǎn)，考慮抗電磁干擾、防塵、防潮、防霉、防震等性能，確保系統(tǒng)可靠運(yùn)行，軟、硬件具有開放性和兼容性，產(chǎn)品成熟、可靠，并經(jīng)有關(guān)部門鑒定。

4.6 設(shè)計(jì)接口標(biāo)準(zhǔn)化原則

采用統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)接口規(guī)范、接口界面、接口數(shù)量、接口協(xié)議。

結(jié)束語

綜上所述，綜合監(jiān)控系統(tǒng)（ISCS）通過集成軌道交通主要弱電系統(tǒng)，形成統(tǒng)一的監(jiān)控層硬件平臺(tái)和軟件平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)各被集成、互聯(lián)系統(tǒng)的集中監(jiān)控和管理，并完成相關(guān)各系統(tǒng)之間的信息共享和協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)功能。綜合監(jiān)控系統(tǒng)能為防災(zāi)、救援和事故處理指揮使用提供方便，提高地鐵自動(dòng)化系統(tǒng)的安全性、可靠性及快速響應(yīng)能力。

[1王軍.地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與維護(hù)[J].民營(yíng)科技，2011,05

[2]黃昱旻.地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成及優(yōu)化[J].城市軌道交通研究，2010,10