基于城市轨道交通线网“驾驶舱”模式下的监控系统架构初探

基于城市轨道交通线网“驾驶舱”模式下的监控系统架构初探

(合肥城市轨道交通有限公司安徽合肥230001)

摘要:近年来,随着计算机和网络技术的发展,通过统一平台将多个地铁机电系统进行集成在一起,已经逐渐成为一种标配。通过该系统提供的统一软硬件平台,将控制中心调度人员和车站值班人员所关心的监控信息汇集在一起,在功能强大的集成软件开发平台的支持下,最终用户可通过图形化人机界面,方便有效地监控管理整条线路相关机电系统的运作情况。该系统实现了各底层设备之间信息共享和协调互动,从而推动地铁自动化整体水平迈上了一个新的台阶。

关键词:城市轨道交通驾驶舱系统架构

引言

纵观综合监控技术的发展历程,逐步由电力监控(PSCADA)、设备环境监控(BAS)、火灾报警(FAS)等单一专业监控系统,向PSCADA和BAS为核心的各系统互联互通、深度集成方向发展,进而向所有电力、设备、环境、防灾报警、安防、人防、旅客服务、运营决策支持的大集成方向发展,国外甚至将行车调度也纳入到综合监控系统中。

然而,再强大的计算机系统和技术,也要和城市轨道交通的运营实际需求相结合,同时也要与调度组织对监控系统的驾驭能力相结合,做到简洁、可靠、安全、高效。所谓“调度组织”,是指保证整个城市轨道交通线网巨型资产运营安全的调度团队。因此找到一个适合我国国情的综合监控系统模型,任重而道远。

根据目前综合监控系统的运营实践来看,主要存在以下问题:

一、调度系统是基于构建方法,而不是基于应用方法发展起来的。只考虑由计算机网络系统构建系统架构的便利性,追求系统架构的大而全,以及调度管理的综合型,从而忽略了综合监控系统的服务的专业化、协同化的本质;

二、系统网络架构扁平化,对调度人员的专业能力要求非常高,并不适应目前普遍存在的基于信息分级、信息分组、信息分流的结构化调度组织管理架构的要求;

三、一条线的综合监控系统集成度再高,站在整个线网的角度,也只能是“只缘人在此山中”,各条线之间仍然是“信息孤岛”,在整个城市轨道交通的线网资源共享、整体决策支持等方面仍然是鞭长莫及;

四、综合监控的工程造价与各独立监控系统相比,费用不是降低了,而是增加了,少则几千万,多则一个多亿,其主要原因是将可用度不同的相关调度系统集成在一起,提高了一些调度系统的性能指标和配置档次。此外,庞大的系统需要灾害备份系统或备用中心,增加了工程的整体造价;

五、综合监控系统在建设期间,由于各专业交叉施工相互影响较大,协调工作量非常大,调试工作相对滞后,反复调试现象普遍,且系统稳定的时间非常长;

六、一些底层监控设备的网络通信技术尚未做到标准化,稳定性和智能化程度既不能满足调度系统的要求,也不适应被控设备的要求,通信速率也参差不齐,形式上阻碍了综合监控系统的运行效率。

2、城市轨道交通调度系统的功能架构分析

城市轨道交通调度系统主要负责各监控系统的正常、降级、应急调度和安全监督等,各调度系统主要包括以下几个方面:一是,行车指挥调度,主要负责行车组织、行车运营调度等;二是,电力监控调度,主要负责主变电所资源共享与正线牵引供电系统的调度管理、供电指标评估等;三是,交通环境调度系统,即车站与区间大环境监控系统以及旅客服务系统,主要包括设备与环境监控(BAS)系统、防灾报警(FAS)系统、安防系统(包括门禁、视频监控系统、周界报警等)、人防系统等,而旅客服务系统主要包括旅客信息系统、自动售检票系统、广播系统、导引系统等,交通环境调度系统的重点是环境保障、环境安全、用电节能的调度;四是,运营总调度及决策支持系统是建立在三大系统之上的衍生系统,是基于大数据的分析系统。前三大系统形成了专业协同、分工明确的运营监控体系,在建设期,前三大系统相互独立有利于调试的顺利开展,相互影响小,建设效率高,其运营关系如附图1所示。维修调度系统位于每条线路的检修车间,仅与各自的监控系统有数据传输联系,不作为本文分析重点,暂不表达。

图3城市轨道交通线网调度“驾驶舱”基本架构

线网调度“驾驶舱”由墙面显示系统、线网调度“驾驶舱”模型处理核心、数据库、驾驶台等组成。墙面显示系统通过直观图形,展现每条线路的环境、行车、设备,以及全部线网客流量等全景化运行调度信息,同时展现城市轨道交通整体线网的节能、环保、效率等指标信息。系统可以提示各个指标数值所在的值域范围,例如:良好、正常、危险等,并用不同的颜色加以区分,使得调度目标更加直观形象;线网调度“驾驶舱”模型处理核心,主要生成整体运行指标、运行指挥、关键风险控制、资产调配、资源共享调度、运营成本分析等。驾驶台像飞机驾驶台一样,以直观形式显示各线路的各类指标信息,决策者可通过驾驶台查询线网或任何线路的实时运行信息,并可进行决策模拟。

此外,线网调度“驾驶舱”具备开放式结构,能与公交、公安等部门联网通信等,形成整个整个智慧城市的重要组成部分。

4、小结

线网调度“驾驶舱”利用飞机仪表盘、柱状图等形式展现复杂线网实时运行状态,形象直观,灵活方便,用简单的方法解决了复杂线网实时运行调度信息。在基于大数据分析的线网调度“驾驶舱”模式下,监控系统不必大而全,可按照行车、电力、交通环境(含服务)分别组建不同的调度系统,兼顾了各子系统底层设备的特点,投资省,调试时相互影响小,操作简单,具备工程可实时性;该系统彻底解决了各条线之间的“信息孤岛”问题,能实现像主变电所资供电支援操作,同时与基于信息分级、信息分组、信息分流的结构化调度组织管理架构相适应。建议与自动售检票情分系统的做法类似,可整体设计,预留接口,分步实施,从整体上提升调度系统的辅助管理能力,提升整体线网的运行效益。

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