城市轨道交通综合监控系统的技术发展(3)

3.1 与信息系统一体化

绝大部分现有综合监控系统与上层生产调度和计划、质量管理、设备管理、安全管理、办公自动化等管理信息系统是分离的，或者仅有简单的从下向上的单向简单数据传输，无法与上层信息系统融合成为一个有机的统一体。按照发展新型工业和企业信息化的要求，自动化应该是集管理和控制于一体的，它包含低层的控制与高层次的管理的自动化。企业信息化对系统的自动化程度提出了更高的要求，它包含了从经营管理层、生产执行层、过程控制层直到现场设备层的全过程，涵盖了从传感器开始到整个系统优化运行的全部低层控制及高层管理。为保证整个控制过程中的所有有用的信息不沉淀和流失，便于实现实时协调，加强对上层决策的辅助支持，应建立全局化的概念，统一信息平台，克服“自动化孤岛”、“信息孤岛”现象，实现管控一体化的无缝集成。

整个系统应采用分层分布式系统结构，软件体系应采用模块化结构，构建为开放的可扩展的系统，以利于系统灵活配置、功能扩展和性能提升，支持企业可持续的业务流程重组，适应企业的改造与升级。综合信息管理系统中包含了实时控制信息和业务管理信息，系统应保证两类信息严格分开处理，防止互相干扰或影响。可在统一数据管理系统和数据服务软总线基础上，构建专业化的应用数据库、以实时监控为主的实时数据软总线和以运营管理为主的管理数据软总线，如下图4所示。专业化应用数据库包括设备数据库、实时数据库、历史数据库、报警数据库、地理信息数据库、决策支持数据库、多媒体流数据库等，这些数据库逻辑上形成统一的完整数据库，为整个系统提供基础的数据服务功能，物理上可独立管理和维护，互相之间通过数据软总线进行信息交换和协同处理。系统中以实时监控为主的应用将主要通过实时数据软总线进行通信，可确保这些应用的实时性和高可用性;以经营管理和运营优化为主的应用将主要通过管理数据软总线进行通信，获取管理所需的基础设备数据和现场运营数据，可确保这些应用所需的大数据量通信和数据挖掘优化运算。

图4 综合信息管理系统实现实时监控与运营管理的一体化

目前主流厂商能够的综合监控系统产品大都有10年以上的历史，较好地满足了系统可靠性、稳定性方面的要求，但是在技术的先进性方面有所欠缺，没有充分发挥信息技术发展和硬件提升带来的优势，导致拥有系统的总成本越来越高，包括系统更新、升级和修正错误等，当系统需要集成新子系统及功能时，在设计及测试上都十分困难。为实现实时监控与运营管理的一体化，综合信息管理系统需要管理的数量规模将从现有综合监控系统的30~50万点扩展到几百万点甚至千万点，数据类型也将更丰富和多样化。为适应这种变化，作为系统核心的服务器应用软件必须改变现有中心和车站服务器各自相对独立工作、中心或车站双服务器主备冗余的设计架构，而是采用可平行扩展的服务器集群技术，实现为分布式数据系统。分布式系统主要的作用就是平行扩展、海量存储、高性能运算和高并发支持，通过引入多核并行处理、可平行扩展的服务器集群技术，整个系统将具备海量数据处理的能力，可满足用户不断增长的信息集成要求。

在进行综合监控系统和上层管理系统的一体化架构设计时，还必须考虑如何复用企业现有的或已有的应用系统，以保护了现有的IT基础建设投资。SOA凭借其松耦合的特性，使得系统可以按照模块化的方式来添加新服务或更新现有服务，以解决新的业务需要。现有的综合监控系统大都以测点数据为中心进行设计，无法有效支持对视频、流媒体、地理信息数据以及工作流数据的存储、管理和应用，这将成为构建综合信息管理系统的瓶颈。通过采用SOA架构，可提供全面模块化和深度集成的系统架构，有利于系统的纵向集成，能保证底层数据按系统功能要求上传，并同时保证高层信息及时准确下达，不同信息都可在各应用间以标准、可扩展的方式进行交换、结合和应用，不同子系统内部的数据都可借助SOA中间件以被不同功能集成和应用。

3.2 安全系统

安全是指不因人、机、媒介的相互作用而导致系统损失、人员伤害、任务受影响或造成时间的损失。目前国内的综合监控系统大都没有按照安全相关系统进行设计和建设，缺乏系统的安全分析、危害识别和安全管理。随着综合监控系统的进一步发展，综合监控系统的安全性越来越得到重视和关注，安全问题不解决也将制约综合监控系统的发展和提升。