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摘要：地铁综合监控系统可以监视并控制地铁中所有设备，对于地铁系统的可靠运行具有重要意义。本文首先对系统的可靠性、可用性、可维修性、安全性含义作出简要阐述，然后结合实例，对地铁综合监控系统的可靠性、可用性、可维修性、安全性设计进行分析，希望可以对业内起到一定参考作用。
关键词：地铁综合监控系统；可靠性；可用性；可维修性
前言：随着社会经济的快速发展，城市化进程的持续推进，我国交通事业发展需求也在随之提升。对于道路匮乏、人口密集的大中型城市来说，地铁的建设可以让城市交通需求得到满足，可以让城市交通拥堵现象得到有效缓解，地铁综合监控系统是在地理上分散的大型数据采集控制系统，是地铁稳定运行的重要保障。
一、系统的可靠性、可用性、可维修性、安全性相关概述
系统的可靠性、可用性、可维修性、安全性简称为RAMS，系统可靠性主要指的是系统具有在规定时间内完成规定任务的能力，具有正常运行能力；系统可用性主要指的是系统、设备处于可使用、可工作状态，停机发生次数较少；系统可维修性主要指的是在不会对系统其它部分造成影响的条件下，可以对当前系统功能中存在缺陷、问题进行处理的能力，主要包含缩短故障情况下设备维修时间、减少设备维修需求两方面内容；系统安全性主要指的是在系统运行过程中，不会造成人员伤亡以及职业病，不会造成财产损失及设备损坏事故[1]。
二、地铁综合监控系统的可靠性、可用性、可维修性、安全性设计
（一）功能设计
地铁综合监控系统是构建在FAS、PSCADA、BAS、AFC、SIG以及PSD等集成或互联系统之上的信息共享平台，对于系统间信息互通具有支持作用。一方面，在地铁综合监控系统中，利用各种相关接入系统，可以采集现场设备信息，利用交换机和FEP可以传送至服务器当中，服务器可以处理并存储此类信息，在工作需要情况下，车站工作人员、中央工作人员利用工作站可以对所需数据信息进行调用，在工作站中，利用图形方式可以让其得到显示。另一方面，如果需要将控制命令下达给现场设备，那么车站级工作人员、中央级工作人员可以利用工作站完成命令下达工作，利用FEP、交换机可以让控制信息传达至接入系统当中，之后利用接入系统对现场设备进行驱动，完成相关动作。
（二）RAMS分析计算方法
现阶段，在RAMS指标分析过程中，其常用方法可分为两种主要类型：
第一，可靠性方框图法。在可靠性模型方法中，可靠性方框图法占有重要地位，利用可靠性方框图法可以对系统可靠性指标进行分析和计算，现阶段，可靠性方框图法主要包含串联与并联两种模型。在串联模型下，系统可靠性计算为RS=RA·RB，在此系统下，如果包含两个部件，有一个部件出现故障就会造成系统故障出现；在并联模型下，系统可靠性计算为RS=1-（1-RA）（1-RB），利用此并联模型，如果有单一部件出现故障，那么系统不会出现故障，只有两部件均出现故障才会让系统故障出现。如对于照明系统，此种可靠性方框图法就可以取得较好的应用效果。
第二，故障树分析法。故障树分析法是对产品故障原因、产品故障结果之间关系进行分析的工具，利用树状图可以完成系统的演绎分析工作，如从定义“不希望事件”开始，在边界条件已经给定的情况下，依照系统失效规律，就可以对系统人为差错、硬件故障以及环境影响等因素进行分析。在利用故障树分析法时，需要从引发故障结果进行原因倒推。依照地铁综合监控系统的可靠性、可用性、可维修性、安全性指标进行分析，结合实际情况选择采用合理的分析方法，需要保证使用系统模型的科学性，保证分析结果准确性。
（三）系统模型设计
在综合监控系统中，主要为三级控制两级管理，其结构组成部分主要为中央级综合监控系统、车站级综合监控系统以及现场设备。在中央级设备中，主要包含了历史服务器、实时服务器、前端通信机、磁盘阵列、网络设备以及工作站；在车站级设备中，主要包含了前端通信机、车站服务器、工作站和网络设备；在现场级设备中，主要包含了远程I/O，子系统就地控制器、其他现场设备[2]。
（四）指标计算与分析
在RAMS指标分析过程中，主要包含了可靠性（Reliability）指标分析、可用性（Availability）指标分析、可维修性（Maintainability）指标分析以及安全性（Safety）指标分析，可以将其分为四种具体事项，即：（1）MTBF。需要在MTBF中计算任何可能导致行车延误、错误指示的因素。（2）平均修复时间。平均修复时间属于可用性与可维修性，需要计算校正维护平均修复时间，计算诊断时间、组件替换时间以及组件修理时间。（3）平均停机时间。平均停机时间为运营工作人员到现场前反应时间以及在现场诊断时间。（4）危害性。危害性分析属于安全性范畴，需要对其进行初步危害分析，鉴别危害因素所属类型，如操作有关高级危险等，然后需要分析子系统危害[3]。
在故障分析过程中，需要对系统故障定义予以明确，如在我国某地铁综合监控系统中，原系统故障就主要指的是系统主要功能不能对正常服务功能予以提供，非主要功能故障不视为系统故障，该地铁综合监控系统利用故障树分析法，可以完成RAMS指标计算工作，但经过分析发现，单一系统RAMS指标不能让综合监控系统要求得到满足，因此，该系统在改进过程中决定对系统冗余情况进行考虑，在多设备并行运行且考虑维修条件下，可以得出冗余部件故障率计算求结果。经过对比，发现在对冗余情况进行考虑后，可以让部件故障率得到明显降低，可以让综合监控系统RAMS指标得到有效改善，进而让运营要求得到满足，同时，在冗余之后可以适当对设备选型指标要求进行放宽。
在分析过程中，并没有对综合监控集成子系统、接口系统可靠性指标进行考虑，值得注意的是，在综合监控集成子系统分析中，需要利用综合监控系统RAMS指标作为基础，对终端设备RAMS指标进行综合考虑。如对于环境和设备监控系统来说，就需要对综合平台RAMS指标与现场可编程逻辑控制器网络指标进行综合考虑。对地铁综合监控系统中的各个RAMS指标进行综合分析，可以让各个系统运行各个环节中的设备选型得到有效平衡，可以让系统整体指标可靠性得到提升，同时可以起到节约系统投入成本的作用。
结论：综上所述，应用RAMS常用分析计算方法，结合实际情况选择可靠性方框图法、故障树分析法，可以构建三级控制两级管理的地铁综合监控系统，需要在工程设计、工程开发、生产、施工、测试和后期运营维护的全过程中完全贯穿综合监控系统RAMS指标，并对综合监控系统面临主要风险来源进行分析，采取相应防范手段，保证综合监控系统可以让实际运营需求得到满足。
参考文献：
[1]秦岚,解知,王江.地铁综合监控系统应用技术探究[J].科技风,2018(07):108-109.
[2]马云飞,王铮.地铁综合监控系统联动控制功能的应用[J].现代城市轨道交通,2018(01):8-13.
[3]魏晓东.地铁综合监控系统建设的关键问题分析[J].自动化博览,2009,26(05):14-37.
论文作者:唐熙恩
论文发表刊物:《科技新时代》2018年5期
论文发表时间:2018/7/25
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