分析地铁综合监控系统的构成及优化

分析地铁综合监控系统的构成及优化

丁刚

成都地铁运营有限公司四川省成都市610000

摘要：地铁行车系统、电力系统、票务系统、信号系统等每个看似独立的系统间有着千丝万缕的关系，一个系统的运作往往需要另一个系统的配合。例如：常见的火灾发生，并不只是FAS（火灾报警系统）专业的事情，其中需要隧道通风、BAS（环控）、AFC（自动售检票）等各系统的配合。但目前由于各个系统各自的特点、不同的安全需要和不同的数据冗余，各个系统自成体系，有独立的网络结构、服务器和工作站等，形成了一个个信息孤岛（Automation-island）。以往国内地铁都是采用这样的系统模式，系统之间的联络比较困难且成本较高，难以实现信息互通、资源共享，要想实现协调统一则需要加以人工干涉。例如，当一个故障发生时候，通常的方式是首先通知维修调度，再由维修调度通知相关的维修部门。当发生大型故障涉及多个部门时，这种人工方式大大降低了运营效率和可靠性。如今各地铁公司都注意到了这样的问题，开始推行地铁综合监控系统，将各个平台关联起来，发挥它们的整体优势。

关键词：地铁综合监控系统；构成；优化

1综合监控系统的构成

1.1中央综合监控系统

通常情况下构成中央综合监控系统的部分有很多，这里不再进行一一介绍，其往往是对所有车站当中的每一个子系统的具体工作情况进行有效监视，为有效实现中央级的具体控制功效提供良好的依据。在中央监控中心地铁综合监控系统设置了中央级别的监控网络管理工作站，在期间主要以以太网交换机最为主要。通常情况下而言中央监控网络的结构主要是冗余1000/10000Mbit/s交换机，和IEEE802.3的相关标准较为符合，通信协议为TCP/IP。

1.2车站综合监控系统

在车站以及车辆段分别设置有车站级以及车辆段的监控系统。构成车站综合监控系统的主要有车站服务器、前端处理器、车站监控网络、车站操作员工作站、车站互联系统的网关装置等，主要对组成车站的所有子系统的具体工作情况进行监视，从而确保车站级的操作控制功能很好的实现。

1.3综合监控主干网络

所有车站之间、中心综合监控系统以及所有车辆段综合监控系统之间进行连接主要依靠的就是综合监控主干网，其主要就是用作所有系统之间的数据传输，同时也是整个系统结构最为基础的部分。现阶段为了从根本上确保系统的稳定性，主要利用单独光纤通道来用作综合监控主干网的传输。处于对整个系统网络稳定性的考虑，一般情况下综合监控主干网的结构都是采用冗余的双环网，如果部分网络有故障产生的时候，系统可以在第一时间利用切换网络冗余的措施来实现对于系统网络有效运行的保护。就一般情况而言双环网冗余结构大致能够分为两种，分别是级联双环网结构和相互独立的双环网结构。就级联双环网结构而言，在进行级联的时候主要是在所有节点的地方双网交换机之间，设备在两个环网中间使用相同网段的IP。其主要优势在于设备的IP规划相对简单化，其缺点在于应对网络风暴的性能不高。而对于独立的双环网结构来讲就是两个相互独立的主干环网当中对车站及其中心设备进行分别连接，期间两个环网内的设备所使用的IP地址也是相互独立的，全部节点地方无一双网交换机关联在一起。在单个环网当中如果该结构有故障发生，在传输数据的时候可以利用软件切换到另一个环网上进行。

1.4综合后备盘

综合后备盘的设置一般情况下都是设置在车站的车控室当中的，如果有紧急情况产生可以同归启动相关设施的后背控制功能来解决。按照车站及其车控室之间的不同，在设计的时候可以采用一站一设计的方式。在这个过程当中，车站控制室的工作台以及IBP柜的大小都必须要按照房间的面积来设置，除了要具备高效的控制功能外，控制室的设计在总体方面还要考虑到其标准化以及美观化。

2综合监控系统两种构成方案的对比

集中式综合监控系统有利于实现数据的完整性和统一性，能最优化地共享中央级的各类资源，在数据处理和数据同步上比较简单。但这种方案主要依赖于中央级服务器的性能，且处理的数据量很大，中央服务器和网络承载的负担比较大。服务器和网络线路是这种结构的瓶颈所在，一旦发生重大故障，会造成全线监控系统的瘫痪。分布式综合监控系统由于其在数据、硬件和控制维度上的分散，中央服务器和主干网的负载明显减轻，但是在数据完整性和一致性上逊于集中式综合监控系统。从扩展性方面看，集中式综合监控系统主要依赖于中央级服务器，与车站级服务器关系不大；一旦要增加站点，对中央服务器的压力将显著增加，必须通过升级服务器来解决。但服务器市场发展较慢，且价格非常高昂，而分布式综合监控由于维度分散，增加新的站点对系统承载基本没有影响，所以，在扩展能力及成本控制上分布式综合监控系统具有优势。总的来说，两种监控模式在设计使用中各有千秋。

3分布式综合监控系统分析

3.1自律性概念

自律性分布式综合监控系统需要子系统能做到自律可控性和自律协调性。自律可控性是指在任意一个子系统处于非工作状态时，其他子系统可以对其责任范围内进行任意控制。自律可协调性是指在任意一个子系统处于非工作状态时，其他子系统能根据不同的目的进行协调。地铁行业有交通形式单一、控制相对简单、自动化程度高、正点率高等特点，使用自律分布式系统能有效地解决系统分散且控制协调困难的问题。目前，南京地铁1号线南延线就采用自律分布式综合监控系统，体现出了这种系统高效、安全、稳定的优点。

3.2自律性特点

分布式综合监控系统引入自律特性后，车站具有较强的自主监控及协调能力。当综合监控系统运行在正常情况时，车站监控系统作为实时数据的服务器，中央级从车站监控系统获取所需数据，二者之间具有紧密的数据维度的耦合。当综合监控系统运行在非正常情况下时，中央级和车站级监控系统轮流作为数据的服务器和客户端，频繁交换数据和控制权限。引入自律特性的分布式监控系统采用C/S（客户/服务器）模式，能有效地提高系统全局监控能力，充分发挥车站的自律可控性和可协调性，维护各子系统平台的独立性，可充分共享人员、设备、数据等各层次的各类资源。

3.3自律性分布式系统的改进及应用

以往监控系统采用的是典型C/S数据服务模式。该模式是以一个站或几个站为一个域，每个域有一台服务器负责接收站级数据并对其进行处理，将处理后的数据发送给中央服务器端；客户端负责处理用户界面，把用户命令变成服务器端可以理解的语句，当客户端向服务器端提出请求后，由服务器端接受这个请求，对其进行处理，把相应的结果返回给客户端。这样的设计目前虽然比较普遍，但成本较高；其控制信息的收发只依赖于中心服务器，当互为主备的两台中心服务器都发生问题时，系统的控制能力便失去了。

4结论

近些年来在地铁系统当中综合监控系统的应用越来越广泛，相应的各个方面的技术发展也逐渐成熟化，相应在之后的发展将会更加迅速。在许多城市当中轨道交通已经投入使用，经过实践表明，综合监控系统的运行整体较好。这在一定程度上反映了我国地铁综合监控系统取得一定的发展。

参考文献：

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