【正文】 第一篇：地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)的集成模式地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)的集成模式摘 要 通過對國內(nèi)外城市軌道 交通 綜合自動化系統(tǒng)的調(diào)研,結(jié)合廣州地鐵多條線路的綜合監(jiān)控系統(tǒng)的實際工程經(jīng)驗,詳盡 分析 目前 地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)的集成模式。通過比選指出頂端信息集成模式存在的不足,并提出將相關(guān)控制層設(shè)備納入綜合監(jiān)控系統(tǒng)的深度系統(tǒng)集成模式的設(shè)計新思路。關(guān)鍵詞 地鐵 綜合監(jiān)控系統(tǒng) 集成和互聯(lián) 頂端信息集成模式 深度系統(tǒng)集成模式 國內(nèi)地鐵綜合監(jiān)控集成技術(shù)概述近年來,隨著 科學 技術(shù)的進步和 計算 機集成技術(shù)的 發(fā)展 ,通過統(tǒng)一平臺將多個地鐵機電系統(tǒng)進行集成的設(shè)想成為了可能。在當前國內(nèi)城市軌道交通大規(guī)模建設(shè)時期,廣州地鐵借鑒國外成功的系統(tǒng)集成經(jīng)驗,率先在國內(nèi)地鐵項目引入綜合集成的技術(shù),從廣州地鐵3號線開始新增主控系統(tǒng)(即綜合監(jiān)控系統(tǒng))。通過該系統(tǒng)提供的統(tǒng)一軟硬平臺,將中央調(diào)度人員和車站值班人員所關(guān)心的監(jiān)控信息匯集在一起,在功能強大的集成軟件開發(fā)平臺的支持下,最終用戶可通過圖形化人機界面,方便有效地監(jiān)控管理整條線路相關(guān)機電系統(tǒng)的運作情況。該系統(tǒng)實現(xiàn)了各底層系統(tǒng)之間信息共享和協(xié)調(diào)互動,從而推動廣州地鐵自動化整體水平邁上了一個新的臺階。隨著廣州地鐵綜合集成技術(shù)的成功引入,國內(nèi)其他城市軌道交通同行也積極響應(yīng),紛紛打破以往各監(jiān)控系統(tǒng)分立的建設(shè)模式,在各地城市軌道交通的新線建設(shè)項目中增設(shè)綜合監(jiān)控系統(tǒng)。綜觀全國,綜合監(jiān)控集成技術(shù)已遍地開花,構(gòu)建綜合監(jiān)控信息共享平臺已成為國內(nèi)地鐵自動化技術(shù)發(fā)展的方向,已成為實現(xiàn)地鐵行業(yè)管理科學化和信息化的一項重要措施。綜合監(jiān)控系統(tǒng)的集成平臺地鐵的基本運營狀態(tài)包括正常運營狀態(tài)、夜間停止運營狀態(tài)和緊急運營狀態(tài)。地鐵運營服務(wù)就是在這三種狀態(tài)下,保證人員和設(shè)備的安全,提供人性化服務(wù),從而提高地鐵運營管理效率?，F(xiàn)代 化的地鐵運營管理要求自動化系統(tǒng)能提供一個可實現(xiàn)信息互通和資源共享的平臺。綜合監(jiān)控系統(tǒng)采用通用性好、符合國際標準或行業(yè)標準的、高可靠性的 網(wǎng)絡(luò) 交換機、服務(wù)器和工控機等網(wǎng)絡(luò)和計算機產(chǎn)品來構(gòu)建統(tǒng)一硬件集成平臺,采用模塊式、類似積木結(jié)構(gòu)的多層軟件開發(fā)平臺定制 應(yīng)用 軟件,采用通用開放的硬件接口及軟件通信協(xié)議,以集成和互聯(lián)的方式與各接入系統(tǒng)實現(xiàn)信息交換,最終實現(xiàn)對各相關(guān)機電設(shè)備的集中監(jiān)控功能和各系統(tǒng)之間的信息互通、信息共享和協(xié)調(diào)互動功能。所謂集成方式,是指被集成子系統(tǒng)的中央級和車站級上位機的監(jiān)控功能皆由綜合監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn),脫離了綜合監(jiān)控系統(tǒng),各集成系統(tǒng)原有的上位機監(jiān)控功能將難以實現(xiàn)。所謂互聯(lián)方式是指定互聯(lián)接入系統(tǒng),其自身是一個獨立系統(tǒng),可脫離綜合監(jiān)控系統(tǒng)單獨工作,互聯(lián)系統(tǒng)只是將一些運營所需的信息上傳至綜合監(jiān)控系統(tǒng),從而實現(xiàn)各機電系統(tǒng)之間的信息互通和協(xié)調(diào)互動功能。綜合監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能包括對機電設(shè)備的實時集中監(jiān)控功能和各系統(tǒng)之間協(xié)調(diào)聯(lián)動功能兩大部分。一方面,通過綜合監(jiān)控系統(tǒng),可實現(xiàn)對電力設(shè)備、火災(zāi)報警信息及其設(shè)備、車站環(huán)控設(shè)備、區(qū)間環(huán)控設(shè)備、環(huán)境參數(shù)、屏蔽門設(shè)備、防淹門設(shè)備、電扶梯設(shè)備、照明設(shè)備、門禁設(shè)備、自動售檢票設(shè)備、廣播和閉路電視設(shè)備、乘客信息顯示系統(tǒng)的播出信息和時鐘信息等進行實時集中監(jiān)視和控制的基本功能。另一方面,通過綜合監(jiān)控系統(tǒng),還可實現(xiàn)晚間非運營情況下、日間正常運營情況下、緊急突發(fā)情況下和重要設(shè)備故障情況下各相關(guān)系統(tǒng)設(shè)備之間協(xié)調(diào)互動等高級功能。綜合監(jiān)控系統(tǒng)的集成平臺示意如圖1所示。3 現(xiàn)有集成模式的分類和比較 現(xiàn)有集成模式的分類根據(jù)國內(nèi)外地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)的最新發(fā)展狀況,按照集成規(guī)模和深入程度來分類,目前綜合監(jiān)控系統(tǒng)的集成模式主要包括兩種,即頂層信息集成模式和深度系統(tǒng)集成模式。 頂層信息集成模式國內(nèi)外地鐵早期建設(shè)的地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)皆采用頂層信息集成模式,典型工程實例為廣州地鐵4號線主控系統(tǒng)(即綜合監(jiān)控系統(tǒng))等,此類系統(tǒng)的服務(wù)對象是車站值班人員和中央調(diào)度人員。頂層信息集成的綜合監(jiān)控系統(tǒng),是在中央、車站和車輛段將集成系統(tǒng)和互聯(lián)系統(tǒng)的重要監(jiān)控信息統(tǒng)一匯集處理,然后再顯示到中央和車站的圖形化人機界面上,其實質(zhì)就是將早期分立監(jiān)控模式下各子系統(tǒng)的上下位機結(jié)構(gòu)拆分成兩個獨立部分進行設(shè)計、實施和調(diào)試。其一大特點就是在各站點將原來分立的各集成子系統(tǒng)攔腰截為兩部分,上位機監(jiān)控部分功能由綜合監(jiān)控系統(tǒng)來完成,下位控制器部分功能由各集成子系統(tǒng)完成,建立在此結(jié)構(gòu)上的綜合監(jiān)控系統(tǒng),通常會設(shè)臵專門的網(wǎng)關(guān)接口設(shè)備(如前端處理器FEP)來實現(xiàn)與各接入系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信和信息隔離,這樣的系統(tǒng)劃分方式將導(dǎo)致綜合監(jiān)控系統(tǒng)獨享上層已搭建的網(wǎng)絡(luò)資源。頂層信息集成模式下各系統(tǒng)劃分示意圖如圖2所示。 深度系統(tǒng)集成模式深度系統(tǒng)集成模式是在 總結(jié) 國內(nèi)外地鐵建設(shè)經(jīng)驗教訓(xùn)的基礎(chǔ)上,對頂層信息集成模式的一種繼承和 發(fā)展。深度集成模式不但吸收了頂層信息集成模式的優(yōu)點,而且對其不足進行了有益的補充。目前 ,國內(nèi)近期新建線路的綜合監(jiān)控系統(tǒng)多采用此種集成模式,典型工程實例為廣州地鐵6號線、北京地鐵10號線、深圳地鐵4號線和西安地鐵2號線等。此類綜合監(jiān)控系統(tǒng)的服務(wù)對象,除車站值班人員和中央調(diào)度人員之外,還包括車輛段內(nèi)各相關(guān)機電設(shè)備的維護管理人員。其指導(dǎo)思想就是將原來分層設(shè)臵的多個監(jiān)控系統(tǒng)作為一個大規(guī)模的綜合自動化系統(tǒng),進行統(tǒng)一設(shè)計、招標、實施和調(diào)試。深度系統(tǒng)集成模式的綜合監(jiān)控系統(tǒng)的 內(nèi)容 也相應(yīng)擴大,包括了原來頂層集成模式的綜合監(jiān)控系統(tǒng)、電力監(jiān)控子系統(tǒng)(PSCADA)、環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控子系統(tǒng)(BAS)、火災(zāi)自動報警子系統(tǒng)(FAS)和門禁子系統(tǒng)(ACS)等多個部分。其主要特點為將分立監(jiān)控系統(tǒng)上下位機結(jié)構(gòu)作為一個整體進行考慮,原來分立系統(tǒng)的功能統(tǒng)一在綜合監(jiān)控系統(tǒng)軟硬件平臺上完成。深度系統(tǒng)集成模式在接入方式上進行了優(yōu)化設(shè)計,多個控制層設(shè)備(如PSCADA控制器、BAS控制器、FAS報警盤和ACS控制器等)皆直接連接到綜合監(jiān)控系統(tǒng)的站級局域 網(wǎng)絡(luò) 上,這樣的設(shè)計在簡化網(wǎng)絡(luò)層次的同時,還滿足相關(guān)子系統(tǒng)設(shè)備異地通信和遠程訪問等功能需求。深度系統(tǒng)集成模式下各系統(tǒng)劃分示意圖如圖3所示。 兩種集成模式的比較自從20世紀90年代中期開始,隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和 計算 機技術(shù)的發(fā)展,綜合監(jiān)控集成技術(shù)在國外早期建設(shè)的地鐵工程中逐漸得到推廣 應(yīng)用。這段時期的綜合監(jiān)控系統(tǒng)的集成模式大多采用頂層信息集成模式,強調(diào)對綜合監(jiān)控系統(tǒng)的自身性能保護,通過網(wǎng)關(guān)接口設(shè)備(前端處理器FEP)將各接入系統(tǒng)所上傳的監(jiān)控信息進行有選擇性的篩選,有效地控制子系統(tǒng)上傳點數(shù)的總體規(guī)模,從而保證自身系統(tǒng)的穩(wěn)定性和實時性?？陀^來看,這種集成模式受到當時網(wǎng)絡(luò)傳送帶寬和計算機軟件數(shù)據(jù)處理能力等多方面因素的限制,通過有效手段控制整個系統(tǒng)監(jiān)控點數(shù)的辦法,是與當時的計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和系統(tǒng)集成技術(shù)水平相適應(yīng)的。作為國內(nèi)地鐵首次采用綜合集成技術(shù)的廣州地鐵3號線和4號線主控系統(tǒng),就是采用這種集成模式的系統(tǒng)構(gòu)架來進行工程實施的。雖然系統(tǒng)功能上基本滿足運營調(diào)度指揮的需要,但是在實際工程實施過程中卻發(fā)現(xiàn),由于硬件構(gòu)架上的限制,采用頂端信息集成模式的系統(tǒng)存在以下 問題。 頂層信息集成模式的缺陷(1)從網(wǎng)絡(luò)資源利用率來看,一方面該模式的綜合監(jiān)控系統(tǒng)獨自享用網(wǎng)絡(luò)資源且余量較大,另一方面各重要集成子系統(tǒng)站間通信和遠程訪問等功能所需的網(wǎng)絡(luò)通道卻無法由綜合監(jiān)控系統(tǒng)提供。為了實現(xiàn)這些站間通信功能,這些子系統(tǒng)只好采用另外再單獨組網(wǎng)的方式來解決,如廣州地鐵3號線BAS子系統(tǒng)和FAS子系統(tǒng)等。這樣既造成既有資源浪費,又犧牲子系統(tǒng)原有的部分輔助功能,同時還增加了工程整體投資成本。(2)從軟件數(shù)據(jù)采集和處理方面來看,由于該模式的綜合監(jiān)控系統(tǒng)通過網(wǎng)關(guān)設(shè)備將兩個分開的軟件平臺連接在一起,使得原本可以一次完成數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)表示的一體化軟件處理方式,變?yōu)橄扔杀患勺酉到y(tǒng)進行數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)表示后再轉(zhuǎn)發(fā)到綜合監(jiān)控系統(tǒng),綜合監(jiān)控系統(tǒng)接收到數(shù)據(jù)后再進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)再處理和數(shù)據(jù)表示等過程。由此可以看出,在整個數(shù)據(jù)處理過程中增加了一個轉(zhuǎn)換和再處理環(huán)節(jié),直接導(dǎo)致系統(tǒng)的整體實時響應(yīng)性受到拖累。為克服這種不利 影響 ,綜合監(jiān)控系統(tǒng)只能采用控制系統(tǒng)監(jiān)控點數(shù)規(guī)模的 方法 來解決實時響應(yīng)性的問題,這樣也間接導(dǎo)致被集成子系統(tǒng)的部分原有功能被弱化或舍棄。(3)從工程實施過程上來看,由于整個機電自動化系統(tǒng)層次過多、多個承包商之間接口繁瑣和接口協(xié)調(diào)量過大,導(dǎo)致各系統(tǒng)的調(diào)試工作量巨大、聯(lián)調(diào)次數(shù)增加,故障診斷和系統(tǒng)維護也極為不便。 深度系統(tǒng)集成模式的優(yōu)勢廣州地鐵在4號線的實際工程經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,從5號線開始提出了深度系統(tǒng)集成的新思路。深度系統(tǒng)集成模式是對頂端信息集成方式的一種繼承和發(fā)展,可以克服頂端信息集成模式自身存在的缺陷,其指導(dǎo)思想就是采用同一廠商的開放性軟件集成平臺來構(gòu)建中間控制層和上層信息監(jiān)控管理層的信息共享平臺。相對于頂端信息集成模式而言,深度系統(tǒng)集成模式具備以下優(yōu)勢。(1)在控制整體投資成本的同時,強化系統(tǒng)功能和實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源共享。由于該模式的綜合監(jiān)控系統(tǒng)在上下位機的連接方式上采用主要控制層設(shè)備直接接入綜合監(jiān)控系統(tǒng)站級局域網(wǎng)的方式,這樣控制層設(shè)備之間的站間通信功能和遠程訪問、下載和維護功能,皆可以通過綜合監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)建的全線網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn),這在以往頂端信息集成模式中是無法實現(xiàn)的。采用深度系統(tǒng)集成模式的綜合監(jiān)控系統(tǒng),既滿足運營指揮調(diào)度人員的功能需求,又兼顧運營維護管理人員的功能需求,系統(tǒng)實現(xiàn)功能更加強大。同時,由于共享網(wǎng)絡(luò)資源,集成子系統(tǒng)不需要再單獨組網(wǎng),因此整體工程的投資略有下降,系統(tǒng)性價比也更高。(2)系統(tǒng)性能更強大。從軟件數(shù)據(jù)采集和處理方面來看,由于該模式的綜合監(jiān)控系統(tǒng)用同一廠商的開放性軟件集成平臺,使得大多數(shù)監(jiān)控數(shù)據(jù)可以采用一次完成數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)表示軟件的處理方式,而不需要進行頂端信息方式常見的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)再處理等過程,因此減少了中間環(huán)節(jié),系統(tǒng)實時響應(yīng)性得到了保證,系統(tǒng)監(jiān)控點數(shù)的規(guī)模也可相應(yīng)擴大,從而導(dǎo)致實現(xiàn)功能更加完善和強大。(3)降低了整體工程的實施難度。由于該模式的綜合監(jiān)控系統(tǒng)采用一體化設(shè)計思路,具有系統(tǒng)構(gòu)架簡約、層次簡化和軟件平臺一體化等特點,因此在工程實施過程中,調(diào)試工作易于協(xié)調(diào)和統(tǒng)籌安排,部分調(diào)試工作安排在實驗室即可進行,從而使整個系統(tǒng)的現(xiàn)場調(diào)試工作量減少,現(xiàn)場調(diào)試時間相應(yīng)縮短,現(xiàn)場聯(lián)調(diào)次數(shù)也減少,故障診斷和系統(tǒng)維護較為方便。此特點正好與目前大規(guī)模和工期較短的國內(nèi)城市軌道 交通 的建設(shè)特點相適應(yīng)。 結(jié)論綜合上述 分析 ,以上兩種集成模式的綜合監(jiān)控系統(tǒng)各有特點且結(jié)構(gòu)各異,相比較而言,采用深度集成模式的綜合監(jiān)控系統(tǒng)性能更優(yōu)、實現(xiàn)功能更強和性價比較高,因此逐漸被國內(nèi)各地地鐵同行所接受和采納。目前,國內(nèi)廣州、深圳、北京、西安等城市的地鐵新線皆根據(jù)各自的特點采用類似的建設(shè)模式,因此可預(yù)見,采用深度系統(tǒng)集成模式的綜合監(jiān)控系統(tǒng),是目前地鐵綜合自動化系統(tǒng)發(fā)展的趨勢和方向。結(jié)語本文論述的綜合監(jiān)控系統(tǒng)集成模式的思路來自這幾年廣州地鐵多條新建線路綜合監(jiān)控系統(tǒng)工程的實踐,是對國內(nèi)地鐵綜合自動化系統(tǒng)創(chuàng)新建設(shè)模式發(fā)展過程的提煉和總結(jié)。隨著城市軌道交通事業(yè)的蓬勃發(fā)展,具有活力的創(chuàng)新實踐必將廣泛地開展。參考 文獻[1]廣州地鐵設(shè)計 研究 [G]..[2][G]..[3]GB50157—2003地鐵設(shè)計規(guī)范[S].北京: 中國 .[4][M].北京: 電子 工業(yè) 出版社,2005.[5][J].,19(2):第二篇：綜合系統(tǒng)集成解決方案系統(tǒng)綜合集成解決方案二○一四年三月七日目錄一、項目背景.....................................................................................................................................4二、當前系統(tǒng)現(xiàn)狀.............................................................................................................................4(一)視頻會議.................................................................................................................................4(二)視頻監(jiān)控.................................................................................................................................4（三）語音系統(tǒng).............................................................................................................................5(四)超短波系統(tǒng).............................................................................................................................5三、需求分析.....................................................................................................................................5 .............................................................................................................................5 ....................................................................................................................