綜合監(jiān)控系統(tǒng)控制權(quán)限移交方案分析

鐘 輝

0 引言

在地鐵的日常運(yùn)營中，由于中心操作員（含臨時/備用中心）、車站操作員和車輛段操作員等多個位置均能對全線某個受控對象進(jìn)行控制操作，如果不進(jìn)行操作范圍管理，可能造成人為操作事故，影響列車運(yùn)行，因此必須對控制權(quán)限進(jìn)行管理。

控制權(quán)管理方式包括：中心控制和車站控制的控制權(quán)互斥；就地控制和遠(yuǎn)方控制（中心級或車站級）的控制權(quán)互斥。對于存在車站之間的交叉控制區(qū)域，設(shè)置相應(yīng)的優(yōu)先順序，與中心與車站類似的方式進(jìn)行處理，實現(xiàn)控制權(quán)互斥。

控制權(quán)限分為4 個級別：中心、車站、就地控制和本體控制，其中前面三級為軟件控制。

1 正常情況控制權(quán)限移交方案

中心級、車站級和就地控制（主要指變電所和環(huán)控室）對受控設(shè)備的控制權(quán)之間必須互斥，中心級和車站級、車站和就地不可同時對受控設(shè)備進(jìn)行控制操作。即在中心級控制方式下，車站級、就地控制級不能對設(shè)備進(jìn)行控制。若車站級需對設(shè)備進(jìn)行控制時，必須待中心級將控制權(quán)下放到車站級，就地控制級沒有控制權(quán)，此時，中心級失去對設(shè)備的控制權(quán)。中心級控制權(quán)、車站級和就地控制權(quán)之 間的移交，必須由移交各方確認(rèn)。

各個子系統(tǒng)的權(quán)限分布通常有2 種情況：

（1）權(quán)限默認(rèn)屬于中心，如PSCADA 系統(tǒng)（Power Supervisory Control And Data Acquisition System，電力監(jiān)控系統(tǒng)）。

PSCADA 系統(tǒng)的軟件控制權(quán)限為控制中心、車站、變電所（就地級）三級。正常情況下，控制權(quán)限在中心，車站和變電所沒有控制權(quán)限。

如果車站需要控制權(quán)，則由中心轉(zhuǎn)移給車站，具體流程如圖1所示。中心操作員通過人機(jī)界面向車站發(fā)出權(quán)限轉(zhuǎn)移請求，車站收到請求后在相關(guān)操作員界面上彈出提示窗口，如果接受，則權(quán)限轉(zhuǎn)移至車站，如果拒絕，則權(quán)限仍保留在中心。當(dāng)車站不再需要操作權(quán)限時，可以歸還權(quán)限給中心，具體流程：車站操作員通過人機(jī)界面向中心發(fā)出權(quán)限歸還請求，中心收到請求后在相關(guān)操作員界面上彈出提示窗口，如果接受，則權(quán)限歸還至中心，如果拒絕，則權(quán)限仍保留在該車站。

在某些緊急或者特殊的情況下，作為權(quán)限默認(rèn)所在地，中心可以強(qiáng)制收回PSCADA 系統(tǒng)的操作權(quán)限，具體流程：中心操作員在操作界面上選擇需要強(qiáng)制收回的系統(tǒng)或?qū)ο?，選擇收回權(quán)限，則操作權(quán)限強(qiáng)制收回至中心，無需車站確認(rèn)。

對于中心向變電所的權(quán)限轉(zhuǎn)移和收回、車站向變電所的權(quán)限轉(zhuǎn)移和收回，同上述中心向車站轉(zhuǎn)移操作流程。

圖1 正常情況下PSCADA 系統(tǒng)的權(quán)限轉(zhuǎn)移示意圖

（2）權(quán)限默認(rèn)屬于車站，如 BAS 系統(tǒng)（Building Automation System，環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)）。

BAS 系統(tǒng)的軟件控制權(quán)限為控制中心、車站、環(huán)控室（就地級）三級。和PSCADA 系統(tǒng)所不同的是：正常情況下，控制權(quán)限在車站，中心和環(huán)控室沒有控制權(quán)限。

如果中心需要控制權(quán)，則由車站轉(zhuǎn)移給中心，具體流程如圖2所示。車站操作員通過人機(jī)界面向中心發(fā)出權(quán)限轉(zhuǎn)移請求，中心收到請求后在相關(guān)操作員界面上彈出提示窗口，如果接受，則權(quán)限轉(zhuǎn)移至中心，如果拒絕，則權(quán)限仍保留在該車站。當(dāng)中心不再需要操作權(quán)限，可以歸還權(quán)限給車站，具體流程：中心操作員通過人機(jī)界面向車站發(fā)出權(quán)限歸還請求，車站收到請求后在相關(guān)操作員界面上彈出提示窗口，如果接受，則權(quán)限歸還至車站，如果拒絕，則權(quán)限仍保留在中心。

圖2 正常情況下BAS 的權(quán)限轉(zhuǎn)移示意圖

在某些緊急或者特殊的情況下，作為權(quán)限默認(rèn)所在地，車站可以強(qiáng)制收回BAS 系統(tǒng)的操作權(quán)限，具體流程：車站操作員在操作界面上選擇需要強(qiáng)制收回的系統(tǒng)或?qū)ο螅x擇收回權(quán)限，則操作權(quán)限強(qiáng)制收回至車站，無需中心確認(rèn)。

對于車站向環(huán)控室的權(quán)限轉(zhuǎn)移和收回，同上述車站向中心轉(zhuǎn)移操作流程。

2 異常情況控制權(quán)限移交方案

綜合監(jiān)控系統(tǒng)或者其他控制系統(tǒng)均可以進(jìn)行權(quán)限下發(fā)/權(quán)限收回指令，控制權(quán)限轉(zhuǎn)移一般必須由雙方控制系統(tǒng)確認(rèn)；在緊急情況下，預(yù)定義的最優(yōu)先的一方控制系統(tǒng)可以強(qiáng)制收回控制權(quán)限。

在通訊異常情況或者緊急情況下，ISCS 系統(tǒng)（Integrated Supervision and Control System，綜合監(jiān)控系統(tǒng)）之間可以互相進(jìn)行強(qiáng)制權(quán)限轉(zhuǎn)移以便在緊急情況下ISCS 操作員可以進(jìn)行設(shè)備控制。

在特別嚴(yán)重的故障情況下，ISCS 針對每個子系統(tǒng)會有一系列緊急情況下的自動權(quán)限轉(zhuǎn)移方案，以保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

對于PSCADA 系統(tǒng)，通常操作權(quán)限在中心。當(dāng)中心出現(xiàn)故障無法控制時，系統(tǒng)自動將權(quán)限轉(zhuǎn)移到就地級的變電所。當(dāng)故障恢復(fù)后，權(quán)限將自動轉(zhuǎn)移回中心。當(dāng)變電所通信出現(xiàn)故障時，由于中心及車站等遠(yuǎn)方無法進(jìn)行有效控制，系統(tǒng)也會自動將權(quán)限轉(zhuǎn)移到就地級的變電所。當(dāng)通信故障恢復(fù)后，權(quán)限將自動轉(zhuǎn)移回中心。

對于BAS 系統(tǒng)，通常其操作權(quán)限在車站。如果車站出現(xiàn)故障無法控制，則系統(tǒng)會啟動緊急自動權(quán)限轉(zhuǎn)移方案，將BAS 操作權(quán)限轉(zhuǎn)移至環(huán)控室。當(dāng)環(huán)控室通信出現(xiàn)故障時，由于中心和車站等遠(yuǎn)方無法進(jìn)行有效控制，系統(tǒng)也會自動將權(quán)限轉(zhuǎn)移到就地級的環(huán)控室。當(dāng)通信故障恢復(fù)后，權(quán)限將自動轉(zhuǎn)移回車站。

在出現(xiàn)中心非常嚴(yán)重故障或系統(tǒng)解裂這類情況時，通常系統(tǒng)分解成一個或一系列的島，應(yīng)用平臺在每一個島中選擇一個操作單元（車站、車輛段、控制中心等均可以是一個操作單元）作為主要操作單元，原預(yù)定義的主控中心權(quán)限自動地由該操作單元承擔(dān)。其他權(quán)限轉(zhuǎn)移等遵循原有的方式進(jìn)行。

3 結(jié)語

上述權(quán)限轉(zhuǎn)移方案已在北京地鐵15 號線東段工程綜合監(jiān)控系統(tǒng)中成功應(yīng)用，該工程已于2011年底順利開通運(yùn)營，目前系統(tǒng)運(yùn)行安全穩(wěn)定，完善的權(quán)限轉(zhuǎn)移方案為實際運(yùn)營操作提供了有效的安全保障，為地鐵調(diào)度指揮系統(tǒng)的組建和有效工作奠定了堅實基礎(chǔ)。保證了綜合監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，為地鐵安全運(yùn)營保駕護(hù)航。另外，該權(quán)限轉(zhuǎn)移方案不僅適用于地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)，同樣適用于其他行業(yè)的調(diào)度系統(tǒng)。

隨著地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)的大范圍應(yīng)用，控制權(quán)限移交在地鐵日常運(yùn)營中使用頻率逐漸增大，如何確定好適用于不同城市不同地鐵線路綜合監(jiān)控系統(tǒng)操作員控制權(quán)限移交方案已變得越來越重要，它直接關(guān)系著地鐵運(yùn)營安全。各城市地鐵運(yùn)營公司對于調(diào)度指揮的管理也各不相同，因此在建設(shè)期間討論并明確控制權(quán)限轉(zhuǎn)移方案和調(diào)度管理方案至關(guān)重要。

[1]魏曉東.城市軌道交通自動化系統(tǒng)與技術(shù)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2011.

[2]陳瑞陽.工業(yè)自動化技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.

[3]劉曉娟，林海香，司徒國強(qiáng).城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)[M].成都：西南交通大學(xué)出版社，2011.