城市基础交通设备 1

单元八

综合监控系统学习导入城市轨道交通运营管理经历了从各系统独立监控到统一综合监控的演进。ISCS通过集成多个弱电系统形成统一软硬件平台，实现对地铁主要设备的集中监控、列车运行与客流数据的关联监视，以及各系统间的信息共享与协调联动，显著提升了运营管理的效率与安全水平。开创先河：2002年北京地铁13号线首次实施供电、环控和防灾报警综合监控，开创国内轨道交通综合监控先河系统集成：ISCS通过集成PSCADA、BAS、ATS等弱电系统，构建统一监控层硬件平台与软件平台，打破信息孤岛核心功能：系统实现三大核心功能——主要弱电设备集中监控管理、列车运行与客流统计数据关联监视、多系统间信息共享与协调互动高效监管：通过统一用户界面，运营管理人员能够方便有效地监管整条线路运作，降低操作复杂度与人为失误风险01系统概述与集成方案一、系统概述

城市轨道交通综合监控系统是对城市轨道交通线路中所有电力和机电设备进行监控的分层分布式计算机集成系统。综合监控系统包含了内部的集成子系统，与其他专业自动化系统互联，实现信息共享，促进城市轨道交通高效率运营。（1）集成子系统完全集成在综合监控系统内的专业自动化子系统。子系统不需要提供操作界面，所有对子系统的操作完全通过综合监控系统的操作界面完成。集成子系统依赖综合监控系统实现正常操作功能。（2）互联系统与城市轨道交通综合监控系统通过外部接口进行信息交互的、独立运行的专业自动化系统。子系统具有完整的操作界面和全套设备，可以脱离综合监控系统独立运行，完成正常和紧急操作。

二、集成方案对比国内地铁线路目前多采用以电力监控系统(PSCADA)、环境与设备监控系统(BAS)为核心的适度集成方案（方案二）。该方案在控制中心实现PSCADA、BAS的深度集成，与PSD、PA、CCTV等系统进行界面集成，与ATS、CLK、FAS、PIS等系统仅互联接收信息，既保证了核心设备的集中控制，又保持了各系统的相对独立性与安全性。集成方案核心系统工程应用案例方案一：全集成集成ATS+PSCADA+BAS北京地铁6号线、新加坡东北线方案二：适度集成集成PSCADA+BAS北京5/8/9/10号线、苏州1/2/4号线方案三：BAS核心集成BAS，中心互联PSCADA南京地铁3/4/6号线机场段方案四：信息共享独立系统+综合调度信息南京1号线南延线、2/10号线方案二（适度集成）是国内主流，平衡了集成度与系统独立性综合监控系统（ISCS）的功能

综合监控系统提供的主要功能有：1.ISCS的基本功能2.电力监控功能3.环境与设备监控功能行车综合自动化系统（TIAS）的功能（1）综合调度界面显示功能（2）列车操作控制功能（3）多专业综合控制功能（4）多专业联动功能三、系统功能集中监控与管理统一界面监管全线设备状态，实现运营场景的“一站式”可视化总览。信息共享与协同打破信息孤岛，实现各子系统数据互通，促进跨部门高效协同。应急联动响应突发状况下自动触发预设预案，多系统联动保障乘客与运营安全。智能自动化运营设备状态自动巡检与智能调节，减少人工干预，提升运营效率。ISCS系统功能架构系统采用三层架构设计：基础支撑层提供通用平台服务，专业应用层实现电力与环境监控核心功能，扩展互联层集成多子系统构建立体化监控网络。基础支撑功能数据采集与处理、通用图形界面、系统安全与权限管理冗余设备切换与降级模式、联动与报警管理时间同步、统计报表、历史数据存档与趋势记录系统配置管理、网络通信管理、设备状态监测与诊断电力监控(PSCADA)实时监视开关位置、故障状态、电压电流功率等运行参数远程单控/顺控操作、保护软压板投退事故记录与故障录波显示越限告警、事件顺序记录、电能质量分析与统计环境与设备监控(BAS)远程控制：风机启停、风阀开关、照明回路控制、电扶梯启停与方向控制模式控制：正常/阻塞/火灾/夜间模式自动切换时间表控制：按预设时段自动运行环境监测：温湿度、CO2浓度、照度等参数实时采集与调节TIAS：行车综合自动化系统TIAS是以ATS、PSCADA、BAS为核心，集成PSD、PA、CCTV、FAS、AFC、PIS等系统的全集成方案。其核心价值在于打破专业壁垒，实现跨系统信息融合，建立高效的跨专业联动机制。统一平台监控在统一平台内实现对全线列车、机电设备、电力设备的实时监控，建立高效的联动机制，有利于实现系统间快速联动和非正常情况的快速反应，提升整体运营效率。行调工作站除传统ATS功能外，还提供电力区段状态、隧道风机状态、火灾报警和客流信息显示，实现多专业信息融合，帮助调度员全面掌握现场情况，提升行车调度效率。电调工作站可实时查看接触轨上负载的列车信息，当某段接触轨电力接近超限时自动报警，实现供电与行车协同，便于及时调整供电策略，确保供电安全稳定运行。环调工作站提供具体某站、某区间列车运行信息，火灾发生时迅速查看火警点相关车站的行车信息，为联动决策提供依据，实现快速应急响应和安全疏散指挥。02系统设置与调度岗位设置一、系统设置综合监控系统（ISCS）总体架构图核心架构：两级管理·三级控制构建“中心级（OCC）统筹+车站级自治”的双层管理体系，实现“中心-车站-就地”三级控制联动，既保证全局统一指挥，又赋予现场灵活处置的能力。分层分布式结构集管与分控相结合，各层级功能独立，有效降低单点故障风险，提升系统响应速度。高可靠性与冗余关键设备双机热备，通信链路冗余配置，故障自动切换，保障系统7x24小时不间断运行。开放性与可扩展基于国际标准通信协议，模块化设计支持新设备无缝接入，适应未来业务扩展需求。信息集成与互联共享打破信息孤岛，通过深度集成与协议互联两种模式，实现多系统数据的统一汇聚与协同调度。安全优先的控制权限设定“就地>车站>中心”的控制优先级，紧急工况下现场人员拥有最高处置权，确保安全。二、三级控制01中心级(CISCS)核心中枢：控制中心(OCC)全线调度指挥的“大脑”，负责统筹全局的监控、管理与决策，是系统的最高管理层。高可靠硬件集群配置双机热备冗余服务器、调度工作站、大屏显示系统及海量数据存储阵列，保障系统稳定。全局管控与智能分析实现全线设备的综合监控、运行调度指挥、历史数据存储及运营趋势的智能分析。02车站级(SISCS)现场枢纽：车站控制室连接中心与现场设备的关键节点，负责单站范围内的设备监控与运营管理。本地化智能终端配备车站服务器、监控工作站、IBP应急后备盘及工业网络交换设备，支持独立运行。自治监控与应急响应执行中心指令，实时监控本站设备状态，紧急情况下具备脱离中心独立控制的能力。03就地级控制执行末梢：设备现场端直接面向机电设备的底层控制单元，分布于站台、机房及设备现场。传感与执行单元核心设备包括PLC可编程控制器、I/O采集模块、各类传感器、执行器及就地操作面板。实时采集与精准执行实时采集设备运行状态数据，直接执行来自中心或车站的控制指令，确保设备精准动作。三、系统组成01中心级设备(OCC)作为线路运营的“大脑”，负责全线的集中监控、调度指挥与数据的统一管理，是系统的核心中枢与决策源头。冗余服务器集群双机热备，实时处理数据并存储历史记录，确保系统高可用。多专业调度终端集成行调、电调、环调等功能，实现一体化指挥调度。综合大屏系统全线列车运行、客流及设备状态的可视化全景展示。通信前置机(FEP)安全网关，实现与各子系统的可靠数据交互与隔离。02车站级设备作为现场控制的“手脚”，负责单站设备的实时监控、本地操作及应急情况下的后备控制，响应更迅速、直接。车站控制服务器车站系统的核心处理单元，负责本地数据的实时运算。车站值班工作站值班员的操作界面，支持日常监控与设备状态确认。综合后备盘(IBP)紧急情况下的硬线控制手段，作为系统故障时的兜底。工业网络交换构建高可靠的车站局域网，保障数据高速稳定传输。四、核心功能：基本功能模块01数据采集与处理实时采集各子系统的设备状态、运行参数及故障信息，进行标准化处理与边缘计算，为上层监控提供精准、可靠的数据来源。02监视与报警通过动态图形化界面实时呈现设备工况，支持声光、弹窗及短信多级报警。发生异常时毫秒级响应，确保故障可被即时发现。03远程控制与操作支持调度员在控制中心或车站级终端，对空调、照明、电梯等设备进行远程启停、模式切换及参数调节，实现高效灵活管控。04智能联动控制基于预设逻辑（如火灾报警、客流高峰），自动触发相关设备的协同动作，实现暖通、安防、照明等系统的智能化联动响应。05数据管理与分析提供历史数据自动存档、多维度查询检索、运行趋势分析及定制化报表生成功能，为运维优化、能耗管理提供数据支撑。06系统安全与权限构建严密的多级用户权限体系，严格划分操作与管理权限。配合操作日志审计与数据加密传输，全方位保障系统运行安全。四、核心功能：电力监控(PSCADA)与环控监控(BAS)电力监控系统(PSCADA)全域实时监视全天候监测变电所、接触网等设备，实时回传电压、电流及开关状态，保障供电系统可视可控。远程精准控制支持对各类开关设备进行远程分合操作，实现调度中心对现场设备的直接干预，提升响应速度。故障智能录波自动记录事故告警信息与故障波形数据，为故障分析、快速定位及事后复盘提供完整的数据支撑。环境与设备监控系统(BAS)设备集中管控对通风空调、给排水、照明及电扶梯等设备进行统一远程控制，确保车站环境舒适与设备安全。消防应急联动接收火灾报警信号后，自动联动环控系统切换至火灾排烟模式，配合消防系统保障人员疏散安全。智能节能调度根据运营时刻表、客流高峰及环境参数，智能调节设备启停与运行模式，实现绿色低碳运营。五、关键设备实时服务器系统的“算力大脑”，毫秒级处理实时数据并执行核心控制逻辑。采用双机热备冗余配置，确保运行零中断。历史服务器系统的“数字档案库”，全天候存储历史运行数据、报警记录及操作日志，支持事后追溯、趋势分析与合规审计。调度员工作站中心级监控核心，为行调、电调、环调提供全线设备状态监视、运行调度指挥及突发事件的可视化应急处置界面。车站工作站车站级操作终端，供值班员监控本站设备运行状态、执行本地控制指令，是连接现场设备与中心调度的关键节点。城市轨道交通运营分为两种模式：正常运营模式、异常运营模式。正常运营模式下综合监控系统控制的优先级为从上到下，监控点控制优先级由高到低的顺序是：中心调度员、车站调度员、IBP盘、设备现场。异常运营模式下系统控制的优先级为从下到上，监控点控制优先级由高到低的顺序是：现场、IBP盘、车站调度员、中心调度员。综合监控系统的主要服务对象是控制中心的各专业调度员，停车场和车站的值班人员，相应地需配置电力调度员工作站、环境调度员工作站、行车调度员工作站、车辆检修调度员工作站、乘客调度员工作站、总调度员工作站、值班站长操作员工作站、值班员操作工作站和维调工作站等。六、调度岗位设置一、中心级工作站岗位设置1.中心级工作站的功能行车综合自动化系统在控制中心（OCC）和停车场后备中心均配置中央级工作站，主要监控职能有：（1）实现集成系统的原有调度工作的全部功能。（2）监视各互联子系统的信息。（3）监视全线环境、灾害、乘客、供电及车站主要设备的运行情况。（4）根据不同的情况启动相应的预设工作模式实现全线各子系统的联动控制；（5）具有网络管理功能；（6）具有设备维护管理功能；（7）向轨道交通指挥中心（TCC）传送房山线线预定全线数据，接收TCC信息。2.各工作站职责（1）总调度员操作工作站正常情况下，总调度员操作工作站将负责TIAS各集成与互联子系统的调度管理工作，协调相关调度员操作工作站之间的配合工作，监视各系统设备的运行状态和各调度员操作工作站工作状态。当发生火灾时，根据现场实际情况制定相关的应急处理措施，及时决策，并监督防灾指挥完成各项程序，有效指挥。（2）供电系统调度员操作工作站主要负责对主变电所、牵引降压所、跟随所和降压所的断路器和隔离开关进行监控，对设备的状态、电压、电流和功率等实时信息进行监控，具有紧急断电功能，实现变电所CCTV视频监控。（3）环境调度员操作工作站主要负责对车站的暖通空调、低压配电与动力照明、给排水、电梯系统、PIS、PA、CCTV、PSD和FAS的监视与控制，以及列车位置、AFC设备工作状态和客流信息的监视。（4）行车调度员操作工作站主要负责对全线在线列车运行信息和信号设备信息的监视，列车信息管理、运行图在线管理及线路运行管理等。完成控制区域选择、跳车、扣车、进路等命令；对PA、CCTV和无线TETRA等通信系统的控制和操作；行车调度员操作工作站可控制和选择PA、无线TETRA台和CCTV图像监视，也能够进行CCTV在大屏幕系统显示系统上的监视模式的选择。行车助调度员操作工作站可监视PSD的运行状态、时钟和客流以及接触轨带电信息等内容。（5）车辆检修调度员操作工作站主要负责对车辆上各个子系统发送的主要设备报警信息、维修信息的收集和管理，组织指挥对车辆上设备的维修工作，针对各种可能发生的突发事件，编制事故抢修、灾害救援方案，由突发事件触发调出相应处理预案，快速处理故障，减轻事故及灾害影响范围。（6）乘客调度员操作工作站主要负责处理在线列车上与乘客相关的事件，当在线列车发生突发事件时，安抚和疏导乘客，保证乘客的人身安全。（7）维修调度员操作工作站主要负责自动或手动完成各子系统发送的主要设备报警信息、维修信息的收集和管理，作好维护管理工作，组织指挥定期或临时的现场设备的维修工作，针对各种可能发生的突发事件，编制事故抢修、灾害救援方案，由突发事件触发调出相应处理预案，快速处理故障，减轻事故及灾害影响范围。3.各调度员工作职责（1）总调度员的职责总调度员是行车综合自动化系统的调度总负责，主要是主持日常的调度管理工作，协调系统内各业务调度台的日常工作。总调度员上对中心主任，下对各业务台，横向与其他相关台发生联系。（2）行车调度员的职责行车调度员负责按照公司的有关规定，指挥和协调行车各岗位的运作，组织实施各种行车工作计划，确保行车工作的正常进行。按照《运营时刻表》监控列车开行，确保列车运行安全、准点。监控各种行车设备运作，处理运营中出现的紧急情况。（3）维修管理调度员的职责维修管理调度员负责行车综合自动化系统维修调度管理。维修管理调度员上对总调度员，下对各车站监控台，横向与其他相关台发生联系。（4）供电调度员的职责供电调度员负责对全线的供电系统设施进行监控管理，对供电设备进行远程操作，完成供电系统的停电、送电操作，监视供电系统的运行状态，指挥正常的检修作业和事故抢修作业，配合防灾指挥台完成对突发事件的处理工作等。供电调度员上对总调度员，下对各车站监控台，横向与其他相关台发生联系。（5）环控调度员的职责机电调度员负责对全线的机电系统设施进行监控管理，对所辖区域消防设施进行监控管理等。在火灾发生时，自动成为灾害总指挥，组织协调与相关业务台的配合，实现地铁灾害模式控制等。在阻塞发生时，配合OCC指挥中心，监视现场相关设备的运行状态，根据实际情况，制定有关方案等。机电调度员上对总调度员，下对各车站监控台，横向与其他相关台发生联系。后期，可根据运营需求，机电调度员兼任维修管理调度员和电力调度员。（6）乘客调度员的职责乘客调度员负责处理在线列车上与乘客相关的事件，当在线列车发生突发事件时，通过列车广播或乘客对讲安抚和疏导乘客，保证乘客的人身安全。（7）车辆检修调度员的职责车辆检修调度员负责对车辆上各个子系统发送的主要设备报警信息、维修信息的收集和管理，组织指挥对车辆上设备的维修工作，针对各种可能发生的突发事件，编制事故抢修、灾害救援方案，由突发事件触发调出相应处理预案，快速处理故障，减轻事故及灾害影响范围。二、车站级工作站岗位设置1.车站级工作站的功能车站级工作站位于车站综控室，主要监控职能有：实现集成系统的原有调度工作的全部功能。监视各互联系统的信息。（3）监视车站管辖范围内的环境、灾害、乘客、供电及车站主要设备的运行情况。车站TIAS提供两种不同用途的监控操作站，包括：（1）车站值班站长操作工作站：为车站值班站长及行车值班人员提供车站设备系统（含信号设备）的状态，控制与信号、运营相关的重要设备的运行。（2）车站值班员操作工作站：为机电值班人员或维修人员提供机电设备的状态，控制机电设备的运行。2.各工作站职责（1）值班站长操作员工作站：主要负责上传与下载控制中心各种指令，监视与控制本车站的机电设备（BAS、FAS、PIS、通信、AFC和PSD）工作状态、故障报警、完成车站机电设备控制操作、各种设备的运行时间累计、切换运行模式等等。（2）值班员操作员工作站：主要负责对车站PA、CCTV和无线TETRA等通信系统的控制和操作；可控制和选择PA、无线TETRA台和CCTV图像监视等等。3.车站值班员工作职责车站值班员由车站控制室的值班人员兼职对车站设备进行全面监视和控制。正常工况下监控设备正常操作和日常维护；在接收控制中心调度命令的情况下，可根据有关规定，完成相关系统设备的监控操作；紧急情况下根据现场的紧急情况，值班人员可直接操作IBP盘，完成对相关设备的控制操作。03IBP盘操作一、综合后备盘(IBP)定义及特征图示为典型的车站IBP盘功能区布局，涵盖了车站紧急通风、隧道通风等关键控制模块，盘面设计直观，便于紧急情况下的快速操作01什么是IBP盘？综合后备盘（IntegratedBackupPanel）是一种独立于ISCS网络的硬接线控制装置。在网络通信故障、中央级/车站级监控系统失效或突发紧急状况下，为车站关键设备提供直接、可靠的后备控制手段。02三大核心特性最高优先级控制—紧急操作指令具有最高权限，可直接覆盖自动控制逻辑，确保安全优先。物理硬线直控—无需依赖网络通信协议，通过硬接线直接驱动设备，响应速度快，稳定性极高。模块化功能分区—按专业划分为环控、供电、消防、门禁等独立区域，操作界面清晰，便于快速定位。

综合后备盘（IBP）直接控制PSCADA、BAS、FAS、ATS、ACS、AFC、PSD系统的设备，实现特殊情况下的后备手动操作与监控功能。IBP主要功能如下：（1）PSCADA紧急停止相邻供电区间的供电（2）环控设备系统模式控制（3）消防设备的紧急控制（4）ATS的紧急停车、扣车和放行（5）ACS的解禁与释放（6）AFC闸机释放控制（7）站台屏蔽门的紧急控制二、IBP盘功能分区1.供电系统功能区

供电系统功能区，通过IBP盘上的紧急停电按钮，实现对本站相邻供电分区的接触轨进行断电操作，并将停电信号在IBP盘上反馈。供电系统功能区使用条件发生危及人身安全及运营安全的特殊情况，需对接触轨紧急停电。该操作直接影响列车供电，须谨慎执行。操作步骤①钥匙开关置"有效"位②按压相应区段"三轨断电控制"按钮③确认"三轨断电"指示灯亮灯后松手二、IBP盘功能分区2.环境与设备监控系统功能区环境与设备监控系统功能区分车站紧急通风和隧道紧急通风功能区。控制隧道通风、车站通风，监控车站及区间内的防排烟风机等设备，运用模式有消防联动和阻塞模式等。环境与设备监控使用条件列车迫停区间需通风，或车站/区间发生火灾需启动防排烟系统，保障乘客呼吸环境安全。操作步骤①接收环控调度命令②启动相应防排烟风机③完成对区间或车站的通风排烟3.自动售检票系统功能区自动售检票系统功能区，监视自动售检票系统的服务状态，IBP盘上设置的紧急释放按钮与车站AFC设备连接，紧急情况下对本站所有的闸机开启，便于乘客疏散。二、IBP盘功能分区自动售检票(AFC)使用条件火灾、恐怖袭击等紧急情况需快速疏散乘客，立即释放闸机通道，确保人员快速撤离。操作步骤①钥匙开关置"有效"位②打开透明保护盖③按下红色"紧急释放"按钮④确认释放状态指示灯亮起二、IBP盘功能分区4.站台屏蔽门系统功能区站台屏蔽门系统功能区，在紧急情况发生时（如滑动门与车体之间存在异物，列车正常到站滑动门无法打开，火灾、阻塞需紧急疏散等紧急情况），通过IBP盘的站台屏蔽门紧急开启按钮，实现对滑动门的紧急开启功能。站台屏蔽门站台屏蔽门(PSD)使用条件操作步骤①将钥匙开关置于“有效”位；

②将“上/下行线”钥匙开关置于“手动开启”位，此时上/下行侧站台门全部打开，同时IBP盘上相应侧开启红色灯亮当发生火灾或其它特殊情况时，需对上/下行的整侧全部的站台门进行紧急开启时使用。二、IBP盘功能分区5.火灾自动报警系统功能区火灾自动报警系统功能区，监视消防泵、专用排烟风机等消防设备的运行状态，启停消防泵、专用排烟风机等消防设备。火灾自动报警系统(FAS)使用条件操作步骤①钥匙由“无效”转至“有效”位，按压启/停按钮，对消防泵实现紧急手动直启控制。；

②按压排烟风机启/停按钮，对专用排烟风机实现紧急手动直启控制。在火灾情况下，操作火灾自动报警系统功能区，实现消防泵和排烟风机的启用。二、IBP盘功能分区6.信号系统功能区信号系统功能区，紧急情况时，通过紧急关闭按钮，实现信号系统信号机的紧急关闭，实现列车在自动状态下的紧急停车，防止列车进站。当危险信号解除时，通过紧急关闭复原按钮，进行信号系统的恢复，使得列车恢复到正常运行状态。信号系统使用条件操作步骤①按下紧急关闭按钮后，紧急关闭功能被激活，紧急关闭指示灯亮红灯，蜂鸣器开始报警，按压切断警铃按钮，停止声音报警。此时信号系统对站内列车实施紧急制动，并禁止区间内的列车驶入该站台。②当需要取消紧急停车作业时，在IBP盘上按压紧急关闭复原按钮，紧急关闭功能被取消，紧急关闭指示灯熄灭，蜂鸣器开始报