城市轨道交通综合监控系统第1章 城轨综合监控系统概述

城市轨道交通综合监控系统(1)

第1章概述

1.1城市轨道交通综合监控系统的发展

1.2城市轨道交通综合监控系统的特点

1.3城市轨道交通综合监控系统的组成

1.4城市轨道交通综合监控系统类型及

技术内涵

要求:

了解城市轨道交通运营管理

了解城市轨道交通分立监控系统的特点

掌握城市轨道交通综合监控系统的内涵

掌握城市轨道交通综合监控系统的发展趋势

掌握城市轨道交通综合监控系统的集成类型

几个问题:

1.什么是城市轨道交通？

2.什么是综合监控系统(ISCS)？

3.什么是城市轨道交通综合监控系统？

1城市轨道交通

在中国国家标准《城市公共交通常用名词术语中，城市轨道交通定义为

“通常以电能为动力，采取轮轨运转方式的快速大运量公共交通之总称”。

目前城市轨道交通已经形成市郊铁路、地铁、轻轨、单轨等多种类型并存与发展的状态。

2综合监控系统综合监控系统（ISCS，IntegratedSupervisoryandControlSystem),是将彼此孤立的各类设备控制系统通过网络和集成软件有机地连接在一起，建成一个共享信息平台，实现不同工况下各系统的联动、信息高度共享和系统自主决策。3

城市轨道交通综合监控系统

城市轨道交通综合监控系统是以现代计算机技术、网络技术、自动化技术和信息技术为基础的大型计算机集成系统。系统集成了多个地铁自动化专业子系统，并在集成平台支持下对地铁各专业进行统一监控，实现各专业系统的信息共享及系统之间的联动控制功能，提高运营效率，为实现城市轨道交通现代化运营管理提供信息化基础。

它通常包括列车自动监控系统（AutomaticTrainSupervision,ATS）、电力监控系统（PowerSupervisionControlAndDataAcquisition，PSCADA）、火灾报警系统（FireAlarmSystem，FAS）、机电设备监控系统(BuildingAutomaticSystem，BAS)、屏蔽门系统(PlatformScreenDoors，PSD)和防淹门(FloodGate，FG)等子系统。

以及与运行相配套的广播系统(PublicAddressSystem，PA)、闭路电视系统(CloseCircuitTelevisionSystem，CCTV)、乘客信息系统（PassengerInformationSystem，PIS)、车载信息系统(TrainInformationSystem，TIS)、车站信息系统(StationInformationSystem，SIS)、自动售检票系统(AutomaticFareCollection，AFC)和时钟系统(CLK)等子系统。

城轨综合监控系统的使用大大提高了城市轨道交通运行的安全性、乘客的舒适性以及灾害情况下乘客疏散的及时性，将灾害情况下的损失降到最低。

城市轨道交通综合监控系统对子系统的集成采用了自主创新的深度集成技术，在同一软件平台上，将被集成子系统的中央级、车站级和设备控制级集成在一起。综合监控系统的软件完全取代了被集成子系统的软件，并实现被集成子系统的全部功能，从而极大地提高集成系统的性能。

通过系统对地铁车站、区间的空调、通风、电力、火灾报警、闭路电视、广播及电话、给排水、照明、车站动力、自动扶梯等设备的运行状态进行自动化管理，使设备按预设状态自动运行，节省能源，方便管理，使设备发挥最佳效益，从而达到为乘客提供安全、舒适、可靠的乘车环境。系统集成范围

可集成的子系统主要有：

◆电力监控系统(SupervisionControlAndData

Acquisition，SCADA)

◆环境与设备监控系统（BuildingAutomaticSystem，

BAS）

◆火灾报警系统（FireAlarmSystem，FAS）

◆屏蔽门或安全门系统（PlatformScreenDoors、PSD）

可互联的子系统主要有：

◆信号系统（SIG）

◆自动售检票系统（AutomaticFareCollection，AFC）

◆闭路电视系统（CloseCircuitTelevisionSystem，CCTV）

◆广播系统（PublicAddressSystem，PA）

◆门禁系统（AccessControlSystem，ACS）

◆乘客资讯系统（PassengerInformationSystem，PIS）

◆车载信息与安全防灾系统

◆有线电话系统

◆无线通信系统

◆时钟系统（CLK）

1.1城市轨道交通综合监控系统的发展1.1.1国外城市轨道交通自动化监控系统的发展

趋势1：无论集成度大小，都尽量采用统一平台，尽量地将子系统互连，实现资源共享，信息互通。如：美国南新泽西轻轨、香港将军澳城轨。

趋势2：建立多条线路集中监控系统，这需要构建集中监控管理中心，监控管理多条线路甚至整个城市的所有轨道交通线路。监控管理中心目前有二种作法。

监控管理中心目前有二种作法：

(1)在各条线路综合监控系统的基础上，将各线的OCC联网，形成集中监控中心网络，在此网络的支持下，建立一个集中监控管理中心。

(2)在各条线路分立系统的基础上，先将多条线路的同一子系统连接起来，在集中监控中心设立各专业的总调度中心，实现对各条线的协调管理。西班牙毕巴尔巴额城轨、韩国的仁川城轨、首尔城轨7号线和8号线、法国巴黎城轨14号线等都采用综合自动化系统。香港城轨的机电设备和通信系统的主控系统即是综合监控系统,新机场快线也采用了综合自动化监控系统。

一些著名的新线，如西班牙马德里城轨、新加坡东北线则进行了更现代化的综合自动化监控。新加坡城轨首次成功地实现完全无人驾驶、全部智能化运行，并己正式投入运营，这在世界上尚属首次。目前，综合自动化监控系统已成为国外诸多城市轨道交通自动化系统中的主流系统。1.1.2国内城市轨道交通自动化监控系统的发展

1.2000年，上海明珠线最早实施将电力和环控两个专业集成在一个平台上。

2.2002年，北京城铁13号线实施了供电、外控和防灾报警综合自动化监控系统。

3.深圳地铁1号线是国内城轨第一次采用综合自动化监控系统的工程（2004年)。

4.广州地铁3号线和4号线是国内最大的综合监控系统工程（2006年)。

一些新建城轨项目也在探索这方面的可能性，例如，南京地铁、杭州地铁、苏州地铁等。1.1.3城市轨道交通自动化监控系统的发展趋势

集成子系统数量Y轴X轴集成的层次OCC车站现场PSCADAFASBASPSD

横向上，有的线路集成了PSCADA、BAS，有的集成PSCADA、BAS、FAS三个主要子系统，有些线路集成的子系统有PSCADA、FAS、EMCS(机备监控系统)、PSI等；互联的子系统有PA、CCTV、PIS、AFC、SIG等，这些集成的系统和互联的子系统几乎包括了地铁运营的所有系统。

纵向上，有的线路在OCC集成了PSCADA、BAS和FAS，在车站依然保持了各自独立的子系统。有的线路的主控系统则从车站级集成了PSCADA、FAS、EMCS、PSI、FG等子系统。有的线路在集成PSCADA、BAS、FAS三系统时，对PSCADA集成的界面在通信控制器上，对BAS集成的界面在PLC的输入输出端子上，对FAS集成的界面直至报警传感器探头。有的线路在设计的时候，提出大综合监控系统的概念，由综合监控系统直接与各子系统的设备接口。

轨道交通调度所面对的对象不再是一条孤立的线路，而是包括若干条线路的一个路网。集中综合监控系统，是同一运营主体出于信息资源共享、管理指挥的需要，在某一地点将几条线路的相同系统集成或以单线综合监控系统为基础而建立起来的集中式的综合监控中心。通常，轨道交通路网综合监控系统(或称为指挥、控制系统)采用分层管理、分级控制的模式，实现点、线、网的结合。

据统计，具备较高国产化率的有BAS、自动扶梯、电梯系统和给排水、供电系统和通信系统，国产化率达到85％以上；SIG和AFC的国产化率比较低。发展趋势：

(1)综合监控系统深度集成化

(2)综合监控系统路网化

(3)综合监控系统国产化

关键技术：

(1)共享平台数据安全技术

(2)信息源接口与信息标准技术

(3)信息融合技术

(4)中间件技术

(5)数据挖掘技术

(6)智能组态技术1.2城市轨道交通综合监控系统的特点

1.2.1运营管理对信息共享平台的基本要求

(1)建设城轨综合监控系统是为了实现运营管理的目标，即保证列车安全稳定运行、提高城轨经营效率。

(2)综合监控系统的构成形式不宜用统一的构架模式要求每一个系统。

(3)综合监控系统必须是安全、稳定运行的系统，具有良好的扩展性能。

(4)综合监控系统应在设计中采用简单、实用原则，以满足用户的需求为第一原则。

(5)构建的综合监控系统须提供切实的功能，为城轨运营增加实在的效益。1.2.2我国城市轨道交通的建设环境

(1)城市轨道交通建设按照国务院的要求，国产化率必须达到70%，这一比率落实在自动化系统就应在90%以上。

(2)投资规模的约束。城轨建设中对综合监控系统的投资规模有限，一般说来，不允许比分立系统投资超出太多。

(3)建设与运营的连续性。

(4)自主创新的大背景。“十一五”规划中，国家重提自主创新在国民经济建设中的主导地位。

(5)城市轨道交通建设规划对近期建设的影响。1.2.3城轨SIG、AFC、FAS系统的特殊性

城轨SIG、AFC、FAS系统的特殊性，不容许接入非安全系统影响运营安全。1.2.4以机电设备监控系统为基础的信息共享平台1.2.5本地运营的差异性决定了城轨应用需求的复杂性(1)城轨工程条件的差异性(2)城轨建设与运营经验的差异性(3)各地建设环境的差异性1.3城市轨道交通综合监控系统的组成

地铁和轻轨的运营管理包含列车运行管理、车站站务管理、设备运转管理3个部分。与此相适应，城轨综合监控系统分为如下三部分：1）列车运行系统：隧道、站台、线路、车辆、牵引供电、信号、控制中心、车站行车等。2）客运服务系统：车站及照明、售检票机计算中心、导向及预告措施、消防、环控、自动扶梯、电梯、车站服务等。3）检修保障系统：为保障上述设备性能良好，能随时启动重新投入运行而具备的检修手段能力等。最早期的地铁运营管理是人工为主的监管系统。

二十世纪末，地铁建立了分立监控系统。这种分立的监控系统方式在计算机控制系统理论上称为“多岛控制系统”或“分岛控制系统”，一个网络称为一个自动化孤岛(Automation-island)。如下图为分立自动化系统基本构架：

1.3.1多岛式自动监控系统

这是城市轨道交通自动化监控系统发展初期的组成形式。这一时期的自动化监控系统，一般都按照系统的控制功能、控制对象、控制范围、控制特点或根据操作管理上的分界，将全线系统划分为若干子系统，每个子系统使用一套计算机实现控制，各个计算机控制系统之间是相互独立的。多岛式自动监控系统的组成如下图：1.3.2综合监控系统结构20世纪90年代，计算机技术突飞猛进，多岛控制的自动化孤岛被打破，分立的监控系统逐步地走向综合监控系统。在城市轨道交通ISCS的设计中，一般采用两级管理、三级控制的运营与管理模式，并采用分层分布式控制系统结构。整个系统可划分为中心控制层、车站控制层和现场设备层。在OCC，全线监控系统由高可靠性工业监控网支持。在车站,建立综合监控室,配有冗余操作站集成管理车站各个专业的信息。综合监控系统组成综合监控系统基本架构

城市轨道交通综合监控系统有下面六个子系统

1.4城市轨道交通综合监控系统类型及技术内涵城市轨道交通综合监控系统类型按照集成方式与深度分为三类：1.信息综合管理系统2.顶层集成的综合监控系统3.深度集成的综合监控系统1.信息综合管理系统

信息综合管理系统是在地铁运营指挥中心（OCC）建立一个局域网，将已建好的地铁各子专业分立自动化系统的