地铁综合监控系统的联动功能设计分析论文

有关地铁综合监控系统的联动功能设计分析论文

　　地铁具有大容量、高效率、低污染、集约化的特点，可有效缓解我国城市交通矛盾，因此，近年来我国地铁已进入快速发展阶段，运营过程中面对大客流、突发性事件及自然灾害等运营安全、管理、服务问题日渐突出，同时地铁工作人员每天都需要进行大量日常设备功能的动作序列操作。

　　综合监控系统(ISCS)具有与各子系统的通信接口，集成相关子系统的数据，对子系统拥有完整的数据采集和命令下达通道，具备与运营相关的、可实现系统间协调工作的全部资源，可以实现多样化、高性能、复杂的联动功能，使地铁的调度和运营更加安全、方便、高效。

　　1地铁联动功能

　　地铁的机电系统对保障乘客和设备安全、提高运营管理水平和服务质量起到至关重要的作用。在传统管理体制下，各机电自动化系统多为分立系统且信息互通受限，各系统之间的复杂联动实现较困难，降低了运营的整体效率和救灾应急水平。综合监控系统采用系统化方法将各分散的机电自动化系统融合为一个有机的整体，通过集成和互联众多子系统，实现各系统间的资源共享与信息互通，从而改变了传统各业务系统各自封闭的状态，及时有效地收集和处理信息，达到综合利用各种信息以增强管理决策和信息服务的能力。利用ISCS这个高度共享的信息平台，可提高日常管理与救灾调度工作的效率，增强地铁系统指挥调度的统一性、灵活性和系统间的协调运作能力。

　　ISCS的联动是指ISCS根据相关逻辑判断条件，自动触发控制命令，指挥集成和互联的子系统执行一系列的控制动作(包括设备动作、监控画面动作等)，并对运营人员提供相关操作建议。ISCS提供多种联动操作模式，如程序控制、模式控制、时间表控制、远程组控等。按照覆盖范围或区域，综合监控系统的联动主要分为中央级联动和车站级联动。结合实际运营场景考虑，联动可分为正常联动、紧急联动(包括严重事件、灾害、阻塞、故障、维护等)。为满足运营管理和使用需求、提高正常运营情况下事件处理的便利性而执行的联动功能称之为正常联动。正常联动一般是按时间表自动激活或操作员手动启动执行。对于处置发生在地铁线路及车站的各类紧急事件，ISCS作为最直接面向地铁运营的系统，需要对事件及时做出反应，迅速进入紧急联动模式。紧急联动一般由事故触发或操作员手动触发。

　　综合监控系统的联动功能可有效提高地铁的应急处理能力，减轻紧急情况下运营人员的工作压力，避免发生不必要的操作错误，降低劳动强度，提高现代地铁的运营和调度管理水平。

　　2联动功能设计

　　2.1设计原则

　　ISCS汇集各个设备系统的信息，可根据不同系统之间的联动要求，促进各专业之间的协调，进而设计并实现必要的系统间联动。联动功能应根据运营紧急事件处理需求和日常运营管理需求进行设计，因此，ISCS的联动操作设计和实施应遵循以下原则：

　　2.1.1基本原则

　　1)联动功能既可以在系统之间自动激活执行，也可以作为一个控制序列由操作员手动执行;

　　2)对操作和对时间有严格要求的联动直接在相关子系统内完成，比如电力子系统内跳闸连锁;

　　3)如果联动功能由综合监控系统完成更经济(如可以减少接口等)或更易于以后维护，则由综合监控系统完成;

　　4)联动功能主要以用户提供的逻辑/描述等为依据，通过对联动规则库的配置实现。

　　2.1.2子系统的支持

　　联动得到相关子系统的支持，从获得信息及可执行的角度出发，要求子系统提供相应的信息输入、输出，即所有的必要信息获取必须是可观的。

　　对子系统监控对象的要求：

　　1)联动需要监视的对象有：信号、供电(PSCA-DA)、车辆、屏蔽门(PSD)、火灾自动报警(FAS)、环境与设备监控(BAS)、售检票(AFC)、视频监控(CCTV)、门禁(ACS)等;

　　2)联动需要控制的对象有：电扶梯、闸机、乘客服务(PIS)、广播(PA)、导向(BAS、FAS、AC)等。

　　2.1.3启动逻辑条件

　　所有逻辑条件的计算均可通过逻辑表达式完成。

　　2.1.4执行位置

　　对于不同的执行位置，综合监控系统软件的实现差异较大，需明确联动执行位置(车站、中心、车站及中心等)。

　　2.1.5结果输出位置

　　联动执行结果输出到子系统的位置应明确，例如：输出到子系统(如PA、CCTV)、输出到车站或中心的操作员工作站、输出到大屏幕(OPS)等。

　　2.1.6参数调整

　　可以对联动的关键参数进行配置调整。

　　2.1.7权限

　　联动的输出结果可依据操作员的权限进行配置。

　　2.2联动触发

　　联动是由触发源来触发执行的，即当满足触发条件时系统才执行联动动作。触发源可以是某个监控点的状态，也可以是多个监控点经过逻辑运算得到的结果。另外，时刻也可作为触发条件，主要用于时间表控制，可设置为每工作日、每日、每周、每月等。联动动作可以通过写入某些控制点来完成操作，也可以调用某个系统提供的接口进行间接操作，同时也支持调用外部程序执行相关命令或弹出相关画面的操作，甚至可以直接联动本地或者异地的另一个预案。

　　2.3控制方式

　　出于对联动控制安全性的考虑，ISCS的联动触发执行应提供全自动、半自动和手动3种控制方式。

　　1)全自动联动：ISCS接收并处理接口系统的报警/状态触发点后，自动发送控制命令到需要联动的子系统，无需人工干涉。同时，相关图形或画面根据需要自动弹出。

　　2)半自动联动：当与预定义的联动功能相关的报警点触发动作后，将在人机交互界面(HMI)上发出预警信息来提示操作员，只有当操作员确认后，才自动向需要联动的系统发出控制指令。

　　3)手动联动：人工选择启动一组涉及多个系统的顺序控制序列，系统自动按照预定义的顺序和闭锁条件向不同的系统发布指令。

　　对于正常联动一般可采用全自动方式，而对可能会导致重大影响的联动功能则一般采用人工确认的半自动和手动方式，即：重要的联动(如火灾、阻塞等工况下的联动)均需要操作人员手动确认后，联动控制才能被顺序执行。

　　2.4配置管理

　　ISCS联动功能的配置管理主要包括：

　　1)联动预案项管理：预案项管理主要用于系统管理员在授权情况下，根据系统需求灵活增删预案所涉及的节点、动作、算法、时间、弹出窗等事项，以增强系统配置的灵活性，适应运营管理需求。

　　2)联动预案管理：预案管理用于根据预案项灵活配置系统运营预案，可以灵活的增加或减少预案，并支持预案的查询。

　　3)触发源管理：根据ISCS的特点，联动功能的触发源有事件触发和时间触发两种。作为完善的综合监控系统，需要结合预案管理提供完备的触发源管理，主要包括事件触发源配置和管理、时间触发源配置和管理、手动触发源配置和管理、触发源逻辑关系管理等。

　　4)联动监视管理：无论何种类型的联动被触发时，系统可以查看并人工干预联动的执行情况，提供更便利的操作性和可交互性，主要包括联动执行和监视、联动日志记录等。

　　另外，通过在线配置功能，用户可以方便的查询、增加或修改联动预案。通过联动预案的灵活配置和组合，可以实现复杂的联动方案。

　　2.5联动预案

　　按照覆盖范围或区域，分别考虑中央级联动预案(中央即控制中心)和车站级联动预案(含车辆段级)，在此基础上再细分为正常联动、紧急联动(包括严重事件、灾害、阻塞、故障、维护等)。

　　2.5.1中央级联动预案

　　以“CLD6：列车站台火灾(中央)”为例，若列车在站台起火，执行中央级联动预案，ISCS联动步骤如下：

　　1)建议中央操作人员通过信号系统ATS终端系统，在前一个站台对同向列车执行扣车。

　　2)建议中央操作人员通知反方向列车不要进入该站台。

　　3)建议中央操作人员启动BAS的相关排烟模式。

　　4)自动显示相应的CCTV图像。

　　5)在中央操作人员确认的条件下，启动受影响车站的相关广播。

　　6)在中央操作人员确认的条件下，启动受影响车站的相关PIS显示内容。

　　7)在中央操作人员确认的条件下，切断受影响区段的供电。

　　8)建议中央操作员命令车站操作人员在车站执行疏散模式。

　　9)建议中央操作员命令车站操作人员在列车驾驶员无法打开屏蔽门时，协助打开所有屏蔽门。

　　10)建议中央操作员通知消防队并报警。

　　2.5.2车站级联动预案

　　以“SLD6：列车站站台火灾(车站)”为例，当车站ISCS系统检测到车站站台火灾报警，车站级联动预案执行，ISCS联动步骤如下：

　　1)在该站操作站HMI上弹出一个报警窗口。

　　2)在该站操作站HMI上自动显示火灾发生的地点平面图。

　　3)自动启动BAS的相关排烟模式(大系统、小系统、隧道通风系统)。

　　4)在该站操作站HMI上自动显示火灾发生地点的CCTV图像。

　　5)自动通知中央(中央联动执行CLD6车站站台火灾(中央)预案)和相关车站。

　　6)建议该站操作人员通知相关人员。

　　7)建议该站操作人员派人到相关区域检查故障。

　　8)建议该站操作人员通过IBP盘执行“车站紧急疏散”命令，包括：AFC闸机释放、ACS门禁释放(只限通道门禁)。

　　9)在该站操作人员确认的条件下，启动：①控制中心OPS系统切换为火灾发生地点的CCTV图像;②车站PA系统广播防灾内容;③车站PIS系统显示防灾内容;④车站导向标志转换为人员疏散模式。

　　10)在操作人员确认第一次火灾报警或在规定时限内同一区域再次接收到火灾报警时，自动启动：①警铃报警;②电梯迫降至疏散层并打开电梯门;③切断车站非消防电源;④防火卷帘门(隔断作用)降至地面;⑤防火卷帘门(疏散作用)降至离地180cm，收到就近温感动作后，降至地面;⑥电动翻转门动作，用于人员疏散或者消防队员进站抢救;⑦专用风机启动;⑧专用阀动作。

　　3结束语

　　地铁综合监控系统的联动功能设计应以“安全第一”为基础，坚持高度集中、统一指挥的原则。针对地铁的联动功能设计，充分利用综合监控系统本身的信息集成优势，与实际运营需求紧密结合，建立完善的联动预案体系，减少手工操作，提高操作的速度和准确率，简化与各子系统的传输环节，缩短紧急事件的处理时间，减轻运营人员的工作压力和强度，进而有效提升地铁的运营水平。