轨道交通综合监控系统架构设计

轨道交通综合监控系统架构设计

发表时间：2017-07-19T11:48:01.783Z 来源：《电力设备》2017年第8期作者：朱美娟

[导读] 摘要：对轨道交通综合监控系统进行深入的研究，推动城市轨道交通的信息化、自动化建设，提高城市轨道交通系统的运行效率，保障城市轨道交通系统的安全运行是实施城市轨道交通合监控系统的最终目的

（国电南瑞科技股份有限公司江苏南京 210032）

摘要：对轨道交通综合监控系统进行深入的研究，推动城市轨道交通的信息化、自动化建设，提高城市轨道交通系统的运行效率，保障城市轨道交通系统的安全运行是实施城市轨道交通合监控系统的最终目的。轨道交通综合监控系统是以综合监控软件平台为信息处理手段，综合集成了各个轨道交通子系统的各类相关信息，为轨道交通系统的高效稳定运行提供了可靠的信息化自动化手段，因此进一步加强对其的研究非常有必要。基于此本文分析了轨道交通综合监控系统架构设计。

关键词：轨道交通；综合监控系统；设计

1、城市轨道交通综合监控系统的任务

城市轨道交通综合监控系统的主要任务是满足轨道交通运营的“调度管理”和“维护管理”两个层面的需求。调度管理主要面向控制中心的调度人员和各车站的车站值班员，实现行调、电调、环调、维调和总调度间的信息沟通，保证行车安全。维护管理主要面向轨道交通各专业的维护工程师和维护人员，实现对系统设备的监控，有效避免不同类型的报警信息对操作人员的影响，最大限度地发挥综合监控系统的作用。

2、城市轨道交通综合监控系统功能

目前，城市轨道交通系统中装备了复杂多样的机电设备和相应的监控设备，如列车运行的通信信号、供电及电力监控、自动售检票（AFC）、通风空调、低压配电及照明、给排水及消防、电扶梯、火灾自动报警、屏蔽门和环控（BAS）设备等。由此可见，综合监控系统的监控对象包括了移动设备和固定设备两大类，运行中的列车是移动设备，其余各车站和控制中心的多种设备是相对固定的。按照这些设备信息的实时响应要求，综合监控系统应完成实时监控和事务数据管理两大功能，其中供电及电力监控、列车运行的通信信号、BAS和防灾报警等系统都是要求能实时监控的，而如AFC、办公自动化系统、火灾自动报警等则是以事务性数据的处理传输为主。在相当长的时间，这些设备是相对独立运行的，有自己不同结构的通信网络和各不相同的控制软件，属于分立系统，信息不能互通，造成很大的资源和人员浪费。集成化综合监控系统通过构建共享信息资源的平台解决了这个问题，该系统具有以下五个方面的功能：一是建立了一个综合监控平台，实现了多专业的系统集成，信息互通，提高了工作效率；二是可完成系统之间的业务和事件联动，提高了对事件的准确反应能力和速度，进而提高了服务质量；三是通过数据库系统共享，优化运行管理，提高了数据利用率；四是通过通信网络简化了结构布局，提高了系统的可靠性和安全性；五是为设备管理和维护集于一个平台提供的网络基础。

3、综合监控系统的架构设计与实现

3.1、综合监控系统的服务对象

综合监控系统的出发点和落脚点都是为轨道交的运营服务，其目的是提高轨道交通系统的信息化和自动化程度，降低操作人员的劳动强度提高工作效率。所以综合监控系统的实现过程中一定要考虑运营的需求，围绕正常、灾害、故障、阻塞等模式进行功能设计。

从信息化角度来说，从数据的采集，数据的处理数据的使用以及人机界面的设计都要考虑到运营的需要，做到人机界面友好，操作简便，报警提示明确醒目。提供软件二次开发功能满足不同用户的个性化需求。

从自动化角度来说，要根据轨道交通系统的工作流程，提供丰富的系统间联动功能，减少人工操作。提供联动预案编辑功能，适应运营的需求。具体来说综合监控系统主要的运行模式有正常模式、灾害模式、故障模式、阻塞模式等。按照综合监控系统联动的实现方式，可以将联动分为自动控制联动和人工干预联动控制。在实际运行中系统根据不同情况转入相应的运行模式。

在正常运营模式下，综合监控系统监控各个车站的运营状态，监控个车站内设备的运行状态，保证各系统的正常运行。正常状态下的联动模式主要包括早间启运、晚间停运、空调季节运行、过季节运行、客流高峰运行、恶劣天气运行等。灾害模式主要包括火灾、水灾等灾害。在灾害模式下灾害探测器探测到灾害发生并确认后将发出报警并将报警信号传送至车站、控制中心、路网指挥中心。综合监控系统进入灾害模式并根据预案在操作人员确认后执行相应的联动控制。阻塞模式、故障模式与灾害模式类似，综合监控系统根据据其不同的模式要求启动相应的工作模式。

下面是火灾模式下综合监控系统联动模式的逻辑关系图。

从图1可以看出在火灾模式下各个专业子系统需要完成一系列复杂的操作。各个子系统需要相互配合共同完成。作为神经中枢的综合监控系统既能够实现对火灾的探测和报警，同时也能够协调各个专业子系统完成一系列的联动操作。这些功能的实现有效的减轻了调度人

员和操作人员的工作强度，提高了灾害处置能力，缩短了灾害处置时间。为轨道交通系统安全高效运行提供了技术支持。

3.2、综合监控系统软件平台实现

综合监控系统软件平台进行架构设计的出发点是轨道交通综合监控系统的使用需求，根据使用的需求来确定综合监控软件平台的架构。因此在架构设计时就要考虑下面几个问题;首先，软件平台需要充分考虑到了系统开放性、可扩展性、可移植性、易维护性、可靠性和安全性的要求，为用户提供一套易于维护和使用、遵循国际标准、采用面向对象技术、开放分布式的开发和运行的软件平台。其次，综合监控系统软件平台设计时应该采用面向对象的、组件化的分层、分布设计思想，全面遵循国家相关标准，保障电力监控、环境监控、防灾监控等应用业务在开放软件平台基础之上的即插即用集成。再次，在此系统平台基础之上，需要为用户提供(PSCADA)、环境监控系统(BAS）、火灾报警系统(FAS）、门禁系统(ACS)、系统操作员培训仿真系统(TMS)，网络管理系统(DNS)等丰富的应用软件。此外，软件平台需要为其它第三方应用系统之间的互联、互操作提供中间件接口支持，以方便用户接入其他第三方应用系统。

从软件平台的纵向架构上来看，软件平台划分为应用层、中间件层、基础软件层以及各层之间采用规范的接口设计，以保障整个软件平台的可扩展性、可维护性要求。从软件平台的横向上来看，各个子系统采用相对独立的模块化设计，各模块在统一的应用软件接口上高效集成，以保障系统的稳定性、适用性、可扩展性以及支持但三方接入的要求。

在上面分析的基础之上，阐述综合监控系统的构架设计及其实现过程。下图是综合监控软件平台系统分层架构图。

采用标准化设计，向上层应用提供预定义的、完整的、支持应用信息模型。从而在具体工程实现中，能够以模板库方式建模，缩短工程时间，提高工程质量。也为系统中包含的各种上层应用模块间的交互与协作，为系统与其他系统间的互联，奠定了基于互操作基础，为多系统联动提供支持。

总之，轨道交通综合监控系统是轨道系统发展的产物也是技术进步的结果，所以展望轨道交通综合监控系统的未来必然与轨道交通系统的发展和科技的进步相联系，进一步加强对其的研究非常有必要。

参考文献

[1]彭辉，徐志修，周文华.城市轨道交通智能综合监控系统设计[J].铁道工程学报，2006，01:15-18+26.

[2]巩大力，虎啸.城市轨道交通综合监控系统前端研究[J].铁道运输与经济，2009，01:34-37.