城市轨道交通综合监控系统的技术发展(2)

• 模式控制。模式控制属于一种特定的设备组控制，与基本的遥控功能相同。当发生阻塞或紧急状况时，通过模式的执行使设备按照预先定义的模式表按顺序启动响应的风机和风阀。例如：正常模式、阻塞模式、火灾模式、夜间模式等。

• 时间表控制。系统能够按照预先设定的时间表的控制内容，控制相应设备启动或停止。

4)火灾监控：监视火灾设备的状态信息及火灾报警信息;必要时进行相关系统的联动，使相关系统进入火灾模式。

5)其它集成互联系统功能，如行车监视、广播、乘客信息专用功能，以及网络管理、培训开发、设备管理、决策支持等专业化应用功能。

图1 典型综合监控系统的构成

现有的城市轨道交通综合监控系统，以实时监控为主要应用目的，实现电力调度、机电设备监控、车站运营状态监视等功能，在体系架构设计和接口方面主要侧重于实时设备监控和数据处理。现有综合监控系统软件主要分为侧重于HMI功能的中小型SCADA软件和大型轨道交通综合监控软件两大类，其中目前主流的、在具体工程项目中广泛使用的是第二类，这类大型综合监控软件典型包括国外厂商的SCADAsoft、RailEdge、WinCC OA(原PVSS)、SystematICS等，以及国内北京和利时公司的MACS-SCADA、南瑞的RT21-ISCS等，这些产品都具有以下主要特性：

1)满足大型、复杂项目的应用要求并具有实际的城市轨道交通工程项目应用案例。

2)分为2大系列，一类来自于专业化轨道交通应用，为行业化定制开发应用产品;另一类来自于通用的大型SCADA系统软件平台，针对城市轨道交通进行行业化应用开发，并同时广泛应用于煤炭、油气田等其他SCADA应用中。

3)功能侧重于大容量数据处理，处理能力在30万点以上，核心是实时数据库和分布式数据通信。

4)支持分层分布式冗余结构。

5)采用中间件等技术，多数支持异构环境(Windows/Unix/Linux和x86/RISC服务器)。

综合监控系统软件大都采用平台化系统架构，如下图2所示，整个系统由数据接口层、数据处理层和人机接口层组成。

图2 综合监控系统软件的平台化系统架构

1) 数据接口层：主要用于数据采集和协议转换，由ISCS系统设备FEP完成，FEP对以数字信号接入的监控子系统进行数据交换及协议转换，同时FEP负责对ISCS与被监控对象的数据进行隔离，从而保证各子系统数据的独立性。

2) 数据处理层：用于实时数据及历史数据的管理，主要由中心服务器及车站、车辆段、停车场服务器构成，通过实时数据库和关系数据库来提供ISCS系统的应用功能。

3) 人机接口层：用于处理人机接口，主要由操作员工作站构成，通过从中心服务器及车站、车辆段、停车场服务器来获取数据，在操作站上显示人机界面，来完成各种ISCS系统的监控操作。

综合监控系统实现了常规通用SCADA系统的模块和功能，如下图3所示。主要组件包括分布式通信软总线、脚本、二次开发工具、接口与采集、实时数据库、报警、日志、历史数据、报表、操作命令、权限、安全管理、远程管理。模块间通过分布式通信软总线实现相互通信，并且通过模块的不同组合部署实现FEP、服务器和工作站的功能需求。

图3 综合监控系统软件的组成模块

3 综合监控系统的技术发展方向

作为以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统，综合监控系统可以对现场的运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能。综合监控系统有着信息完整、提高效率、正确掌握系统运行状态、加快决策、能帮助快速诊断出系统故障状态等优势，现已经成为监控调度不可缺少的工具。

综合监控系统在开发过程中的一条重要理念应是要为用户提供一套易于扩展和使用的系统：开始规模很小，但不论从短期和长远的角度，都可以方便地根据用户的需求加以在线扩充。这样的设计理念才能保证系统不会过早地失去使用价值。但是，随着技术的发展、管控一体化和“信息化和工业化深度融合”以及管理的日益精细化，现有以实时监控为主要应用目的综合监控系统也无法完全满足地铁安全、高效运营管理的需要，特别是系统软件架构在调度、生产计划和工作流处理方面存在的先天不足已严重制约了系统从过程控制层向生产执行层和经营管理层的扩展，影响了从综合监控系统向智能化综合信息管理系统的发展。

为解决上述问题，综合监控系统需要在现有实时监控的基础上，结合迅速发展的信息技术，通过引入面向服务架构(Service-Oriented Architecture，简称SOA)、多核并行处理、平行扩展的服务器集群、移动应用、安全系统等成熟的IT技术，构建新一代的综合信息智能管理系统，满足国内外用户不断增长的信息化集成要求，提供良好的用户体验。