西安地鐵2號線綜合監(jiān)控系統(tǒng)集成設計

地鐵是城市軌道交通的一部分，隨著社會、經(jīng)濟及科技的高速發(fā)展，為了緩解城市交通的緊張狀況地鐵應運而生。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，它的線路通常設在地下隧道內，有的也在城市中心以外的地區(qū)從地下轉到地面或高架橋上。地鐵與城市其他交通工具相比，具有以下特點：1)地鐵是在人口密集區(qū)的地下封閉隧道中運行的，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)地鐵的客運量為4～6萬人／小時以上，其運輸能力比一般地面交通工具大7～1O倍；3)地鐵列車以電力作為動力，對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西安地鐵2號線的綜合監(jiān)控系統(tǒng)設計方案。

1 地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)
地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)集成了地鐵各專業(yè)自動化系統(tǒng)，它采用統(tǒng)一的計算機硬件和軟件平臺。無論是電力監(jiān)控還是設備監(jiān)控，無論是行車調度還是通信監(jiān)控，它們都是建立在一個統(tǒng)一的計算機網(wǎng)絡平臺上，由統(tǒng)一的軟件系統(tǒng)支持。
地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)了電力監(jiān)控系統(tǒng)(SCADA)、環(huán)境與設備監(jiān)控系統(tǒng)(BAS)、火災自動報警系統(tǒng)(FAS)、屏蔽門(PSD)等系統(tǒng)的集成，實現(xiàn)了信號系統(tǒng)(SIG)、自動售檢票系統(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)可實現(xiàn)控制、遙信及信息處理、遙測及數(shù)據(jù)處理、遙調以及模塊操作等功能，而環(huán)境與設備監(jiān)控系統(tǒng)則實現(xiàn)監(jiān)控、正常顯示、故障顯示以及運營統(tǒng)計等功能。

2 地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)集成
系統(tǒng)集成就是通過結構化的綜合布線系統(tǒng)和計算機網(wǎng)絡技術，將各個分離的設備(如個人電腦)、功能和信息等集成到相互關聯(lián)的、統(tǒng)一和協(xié)調的系統(tǒng)之中，使資源達到充分共享，實現(xiàn)集中、高效、便利的管理。
綜合監(jiān)控系統(tǒng)從集成的深度來劃分，有現(xiàn)場層集成——完全集成(深度集成)、執(zhí)行層集成——準集成、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)，實現(xiàn)各子系統(tǒng)間的信息共享、交互及系統(tǒng)聯(lián)動功能。這種方案的優(yōu)點是實現(xiàn)簡單，但仍然存在車站級設備及接口種類多、實現(xiàn)聯(lián)動困難等缺點，這種方案集成度最低。
2)準集成 現(xiàn)場采集、驅動設備與執(zhí)行層之間的通信協(xié)議均為系統(tǒng)內部協(xié)議，二層設備密不可分，一般綜合監(jiān)控系統(tǒng)不選擇在此層面進行集成。
3)深度集成 采用統(tǒng)一軟件平臺將被集成的子系統(tǒng)完全集成在一起。被集成子系統(tǒng)的中央層、車站監(jiān)控層和控制層被集成在綜合監(jiān)控平臺上，它們的功能都由綜合監(jiān)控軟件來實現(xiàn)。系統(tǒng)應用軟件完全統(tǒng)一，數(shù)據(jù)處理簡約、迅速，系統(tǒng)間聯(lián)動功能種類多、安全、簡潔，綜合監(jiān)控系統(tǒng)與各子系統(tǒng)之間配合協(xié)調工作，由綜合監(jiān)控系統(tǒng)集成商來完成，減輕了建設方的工程管理工作。
深度集成的綜合監(jiān)控系統(tǒng)，是我國地鐵工程實踐中自主創(chuàng)新出的一種類型。它克服了頂層集成的缺點，采用同一種軟件平臺將被集成子系統(tǒng)完全融入綜合監(jiān)控系統(tǒng)，軟件平臺可延伸至現(xiàn)場級，可完成實時控制與互動功能，系統(tǒng)的有效性、響應性好。

3 西安地鐵2號線綜合監(jiān)控系統(tǒng)集成設計
3．1 系統(tǒng)功能
綜合監(jiān)控系統(tǒng)(ISCS)是一個高度集成的綜合自動化監(jiān)控系統(tǒng)，其目的主要是通過集成地鐵多個主要弱電系統(tǒng)，形成統(tǒng)一的監(jiān)控層硬件平臺和軟件平臺，從而實現(xiàn)對地鐵主要弱電設備的集中監(jiān)控和管理功能，實現(xiàn)對列車運行情況和客流統(tǒng)計數(shù)據(jù)的關聯(lián)監(jiān)視功能，最終實現(xiàn)相關各系統(tǒng)之間的信息共享和協(xié)調互動功能。通過綜合監(jiān)控系統(tǒng)的統(tǒng)一用戶界面，運營管理人員能夠更加方便、有效地監(jiān)控管理整條線路的運作情況。
3．2 系統(tǒng)設計
綜合監(jiān)控系統(tǒng)由位于控制中心的中央級綜合監(jiān)控系統(tǒng)和系統(tǒng)仿真測試平臺、位于車站的車站級綜合監(jiān)控系統(tǒng)，位于車輛段的車輛段綜合監(jiān)控系統(tǒng)等多個部分組成。通過全線通信傳輸網(wǎng)把車站、車輛段與中央的各級綜合監(jiān)控系統(tǒng)連接到一起，從而形成一個有機的整體，如圖2所示。