西安地鐵2號(hào)線綜合監(jiān)控系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)

地鐵是城市軌道交通的一部分，隨著社會(huì)、經(jīng)濟(jì)及科技的高速發(fā)展，為了緩解城市交通的緊張狀況地鐵應(yīng)運(yùn)而生。地鐵是在城市中修建的快速，且大量用電力牽引的軌道交通，它的線路通常設(shè)在地下隧道內(nèi)，有的也在城市中心以外的地區(qū)從地下轉(zhuǎn)到地面或高架橋上。地鐵與城市其他交通工具相比，具有以下特點(diǎn)：1)地鐵是在人口密集區(qū)的地下封閉隧道中運(yùn)行的，而在郊外人口不密集區(qū)則是在高架或地面封閉環(huán)境中運(yùn)行的，其占用地面面積較少，能夠避免城市地面擁擠，節(jié)約城市用地；2)地鐵的客運(yùn)量為4～6萬(wàn)人／小時(shí)以上，其運(yùn)輸能力比一般地面交通工具大7～1O倍；3)地鐵列車(chē)以電力作為動(dòng)力，對(duì)空氣污染程度比較小。而其他的地面交通工具一般采用的是汽油、柴油等，不僅消耗能源，還會(huì)造成大量污染。地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)作為保證地鐵正常運(yùn)行的管理系統(tǒng)具有非常重要的作用，這里提出了主要針對(duì)西安地鐵2號(hào)線的綜合監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。

1 地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)
地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)集成了地鐵各專(zhuān)業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)，它采用統(tǒng)一的計(jì)算機(jī)硬件和軟件平臺(tái)。無(wú)論是電力監(jiān)控還是設(shè)備監(jiān)控，無(wú)論是行車(chē)調(diào)度還是通信監(jiān)控，它們都是建立在一個(gè)統(tǒng)一的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上，由統(tǒng)一的軟件系統(tǒng)支持。
地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了電力監(jiān)控系統(tǒng)(SCADA)、環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)(BAS)、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)(FAS)、屏蔽門(mén)(PSD)等系統(tǒng)的集成，實(shí)現(xiàn)了信號(hào)系統(tǒng)(SIG)、自動(dòng)售檢票系統(tǒng)(AFC)、廣播系統(tǒng)(PA)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)(CCTV)、乘客信息系統(tǒng)(PIS)和時(shí)鐘系統(tǒng)(CLK)的互聯(lián)。圖1為地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)組成框圖。

電力監(jiān)控子系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)控制、遙信及信息處理、遙測(cè)及數(shù)據(jù)處理、遙調(diào)以及模塊操作等功能，而環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)則實(shí)現(xiàn)監(jiān)控、正常顯示、故障顯示以及運(yùn)營(yíng)統(tǒng)計(jì)等功能。

2 地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)集成
系統(tǒng)集成就是通過(guò)結(jié)構(gòu)化的綜合布線系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將各個(gè)分離的設(shè)備(如個(gè)人電腦)、功能和信息等集成到相互關(guān)聯(lián)的、統(tǒng)一和協(xié)調(diào)的系統(tǒng)之中，使資源達(dá)到充分共享，實(shí)現(xiàn)集中、高效、便利的管理。
綜合監(jiān)控系統(tǒng)從集成的深度來(lái)劃分，有現(xiàn)場(chǎng)層集成——完全集成(深度集成)、執(zhí)行層集成——準(zhǔn)集成、管理層集成——表層集成(頂層集成)3種集成方案。
1)頂層集成 在OCC和車(chē)站的監(jiān)控層將子系統(tǒng)集成。綜合監(jiān)控系統(tǒng)在管理層面匯集，處理各子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)間的信息共享、交互及系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)功能。這種方案的優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，但仍然存在車(chē)站級(jí)設(shè)備及接口種類(lèi)多、實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)困難等缺點(diǎn)，這種方案集成度最低。
2)準(zhǔn)集成 現(xiàn)場(chǎng)采集、驅(qū)動(dòng)設(shè)備與執(zhí)行層之間的通信協(xié)議均為系統(tǒng)內(nèi)部協(xié)議，二層設(shè)備密不可分，一般綜合監(jiān)控系統(tǒng)不選擇在此層面進(jìn)行集成。
3)深度集成 采用統(tǒng)一軟件平臺(tái)將被集成的子系統(tǒng)完全集成在一起。被集成子系統(tǒng)的中央層、車(chē)站監(jiān)控層和控制層被集成在綜合監(jiān)控平臺(tái)上，它們的功能都由綜合監(jiān)控軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)應(yīng)用軟件完全統(tǒng)一，數(shù)據(jù)處理簡(jiǎn)約、迅速，系統(tǒng)間聯(lián)動(dòng)功能種類(lèi)多、安全、簡(jiǎn)潔，綜合監(jiān)控系統(tǒng)與各子系統(tǒng)之間配合協(xié)調(diào)工作，由綜合監(jiān)控系統(tǒng)集成商來(lái)完成，減輕了建設(shè)方的工程管理工作。
深度集成的綜合監(jiān)控系統(tǒng)，是我國(guó)地鐵工程實(shí)踐中自主創(chuàng)新出的一種類(lèi)型。它克服了頂層集成的缺點(diǎn)，采用同一種軟件平臺(tái)將被集成子系統(tǒng)完全融入綜合監(jiān)控系統(tǒng)，軟件平臺(tái)可延伸至現(xiàn)場(chǎng)級(jí)，可完成實(shí)時(shí)控制與互動(dòng)功能，系統(tǒng)的有效性、響應(yīng)性好。

3 西安地鐵2號(hào)線綜合監(jiān)控系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)
3．1 系統(tǒng)功能
綜合監(jiān)控系統(tǒng)(ISCS)是一個(gè)高度集成的綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)，其目的主要是通過(guò)集成地鐵多個(gè)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)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)地鐵主要弱電設(shè)備的集中監(jiān)控和管理功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)列車(chē)運(yùn)行情況和客流統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)監(jiān)視功能，最終實(shí)現(xiàn)相關(guān)各系統(tǒng)之間的信息共享和協(xié)調(diào)互動(dòng)功能。通過(guò)綜合監(jiān)控系統(tǒng)的統(tǒng)一用戶界面，運(yùn)營(yíng)管理人員能夠更加方便、有效地監(jiān)控管理整條線路的運(yùn)作情況。
3．2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
綜合監(jiān)控系統(tǒng)由位于控制中心的中央級(jí)綜合監(jiān)控系統(tǒng)和系統(tǒng)仿真測(cè)試平臺(tái)、位于車(chē)站的車(chē)站級(jí)綜合監(jiān)控系統(tǒng)，位于車(chē)輛段的車(chē)輛段綜合監(jiān)控系統(tǒng)等多個(gè)部分組成。通過(guò)全線通信傳輸網(wǎng)把車(chē)站、車(chē)輛段與中央的各級(jí)綜合監(jiān)控系統(tǒng)連接到一起，從而形成一個(gè)有機(jī)的整體，如圖2所示。