摘要：近年来国内外兴建的地铁工程大多都会选择综合监控系统，因为综合监控系统能以其自动化的灵活结构适应地铁工程的不同需求。随着国内外城市轨道交通的建设和发展，综合监控系统在以后城市轨道交通监控上的应用将会越来越广泛。
关键词：地铁；综合监控；技术应用
由于地铁分立式自动化系统具有各专业信息孤立、不利于运营管理与统一调度的缺点，近年来已逐渐由综合监控系统所取代。地铁综合监控系统是一个大型分层分布监控系统，通过与各专业系统集成与互联的方式，实现统一监控、互联互通、设备集中管理和维护、资源共享、以及紧急与突发情况下事件的及时处理与控制，从而提高地铁的整体运营管理和调度水平。
一、综合监控系统的特点
（一）全线各系统的综合监管
综合监控系统（ISCS）是将过去的AFC，BAS，FAS，PSD，PSCADA，PIS等零散的被控设备集成到一个系统进行监控，在OCC及车站车控室建立综合监控工作站，通过实时的数据采集及数据传输，对各车站内设备的运行情况以及故障信息进行可视化的管理地铁综合监控系统结构。
（二）各子系统的联动控制
各系统的联动控制最突出的体现在发生火灾时，ISCS接到FAS报的火警信息，通过对FAS、BAS，PSD、AFC，PIS等系统中不同设备进行控制，达到扑灭火情、排出烟雾、疏散乘客等目的。在这一过程中，通过综合监控系统的协调，节省了各系统之间信息传递、人员操作的时间，能够更加迅速地实现灾害模式下的应急处置。
（三）便于车站设备管理
目前的车控室中存放着多个系统的监控主机，对应每个监控系统，引入综合监控系统后，由于ISCS系统将其他系统进行整合，因此在车控室配备1台综合监控系统的监控主机即可，节省了过去多台监控主机占用的空间，也更便于车站对自身范围内设备的管理。
二、地铁综合监控系统结构
（一）总体结构
综合监控系统总体上分为中心级、车站级（含车辆段）和现场级三层结构。中心级负责全线车站设备的监控、以及对全线车站各专业的统一调度和控制。车站级负责本车站或相邻车站设备的监视与操控，根据运营的管理需求不同，又分为车站平行模式和车站组群模式。车站平行模式中，各车站系统之间相互独立、地位平等，通过环网连接；车站组群模式是群组内车站采用星型结构，由一个轴心站和若干卫星站组成，群组内车站主要监视和控制功能由轴心站完成。现场级通过各专业子系统内部监控和车控室的IBP操作盘监控的方式来实现。
（二）硬件系统
综合监控系统的硬件部分主要分为系统主干网、车站综合监控系统和中心综合监控系统三大部分。
（1）主干网结构
综合监控主干网是连接各车站、车辆段综合监控系统和中心综合监控系统的纽带，是各系统之间数据传输的通道，也是整个系统结构的基础。为了提高系统的稳定性，目前综合监控主干网通常都采用单独光纤通道传输。考虑到整个系统网络的稳定性，综合监控主干网通常采用冗余的双环网结构，以便当某部分网络出现故障时，系统能够及时通过网络冗余切换来保障整个系统的网络通畅。双环网冗余结构一般有两种，一种是相互独立的双环网结构，一种是级联双环网结构。独立的双环网将车站和中心设备分别连接至两个独立的主干环网，两个环网内设备采用相互独立网段的IP地址，在各节点处双网交换机没有关联。该结构在单个环网中设备故障时，通过软件切换到另一个环网上进行数据传输。级联双环网的结构是在各节点处双网交换机之间进行级联，两个环网内设备采用同一网段的IP地址。这种结构的好处是设备的IP规划比较简单，但是对网络风暴的应对性较差。
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（2）车站综合监控系统结构
车站（含车辆段）监控系统负责车站系统内于之相连接的各子系统数据的采集及监控，主要包括车站双网交换机、冗余服务器、冗余前置机、冗余双屏值班员工作站及打印机等设备。这些设备通过车站子网连接在一起，组成一个有机整体完成对车站设备的监控，并通过交换机连接综合监控主干网，与控制中心进行通讯。除此之外，车站还配备有综合后备盘（IBP）盘，用于紧急情况下的应急操作。一般适用于综合监控系统或操作界面故障情况下的临时操作或者火灾等其他特殊紧急情况下的人工干预操作。IBP盘的盘面布置根据需求来确定，一般包含BAS隧道系统、大、小系统、扶梯；FAS系统消防水泵；屏蔽门、门禁、闸机的紧急开门；信号的紧急停车等操作按钮。
（3）中心综合监控系统结构
中心综合监控系统不仅监控与本系统连接的子专业系统设备，还需要监控整条线路所有车站设备的运行情况，并增加了与调度管理相关的其他功能要求，因此系统硬件配备更高、更完备。一般配置有双网交换机、冗余实时服务器、冗余前置机、冗余历史服务器、磁盘阵列、磁带记录装置、调度员工作站（总调、电调、环调、信调等）、大屏幕系统（OPS）等设备。
（三）软件结构
综合监控软件结构总体上说可分为数据采集与转换层、数据处理与存储层、数据应用显示层。数据采集与转换层作用为采集各接口专业的数据并进行协议转换，转换为软件平台数据内部统一的数据结构，并将上次发送的控制命令转化为报文发送到对应的接口；数据处理与存储层对数据进行二次处理，例如取反、赋值等计算，然后将数据存放于实时数据库及历史数据库供数据应用显示层调用或查询；数据应用显示层将数据值以可视化的方式通过界面呈现给监控人员，并将操作员的控制操作信息反馈给下层。
三、关键技术分析与实现
（一）控制权限移交技术方案及实现
为防止不同操作员操作同一设备时造成的设备损坏以及引发其他故障，综合监控系统需要对控制权限进行管理。从综合监控的角度看，对于某个设备来说，通常控制级别分为中心控制、车站控制和就地控制，这三者当中，中心控制和车站控制属于互斥关系，而就地控制又和中心控制或车站控制属于互斥关系。出于设备检修、维护以及应急情况处理的需要，设就地控制拥有最高控制权，当设备出于就地状态时，中心与车站均不能进行操作。正常情况下，设备处于远方位，供操作员在综合监控界面进行操作。
（二）联动技术方案及实现
综合监控系统可以跨越各子系统进行信息交互，因此可以实现不同系统间的联动功能。联动按类型分有日常运营联动、火灾联动和阻塞联动；按触发类型又可分为自动、半自动和手动。
（三）接口通讯状态监视技术方案及实现
对于综合监控系统，接口的通讯状态直接关系着对应子系统的监控功能的实现。综合监控系统一般是通过数据接口层的软件进程来判断与子系统的接口状态。对于拥有主备冗余通道的接口来说，除了必须要监视主通道的通讯状态，还应尽可能监视备通道状态，以便维护人员及时发现通道上问题。
随着综合监控在国内地铁系统中的广泛应用，其相关技术也变得越来越成熟，在未来拥有广阔的发展空间。目前全国多条地铁线路均引入了综合监控系统，用于对全线车站各系统设备进行监督管理，综合监控系统也发挥了良好的作用，为监控车站设备提供了便利。
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论文作者:刘凯
论文发表刊物:《基层建设》2017年第25期
论文发表时间:2017/12/7
标签：监控系统论文; 车站论文; 设备论文; 系统论文; 结构论文; 地铁论文; 冗余论文; 《基层建设》2017年第25期论文;