摘要：研究目的：建立一個規(guī)模、范圍、深度和功能都適宜的綜合監(jiān)控系統(tǒng)，發(fā)揮其在地鐵運(yùn)行中綜合協(xié)調(diào)的作用，成為綜合監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計的一個首要課題。為此，必須首先開展對軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行模式的研究。 　　研究結(jié)果：通過對系統(tǒng)集成范圍、集成深度的多方案比較，提出了適宜的集成方案；針對地鐵運(yùn)行中的正常、阻塞、故障、維護(hù)、站臺火災(zāi)、站廳火災(zāi)、區(qū)間火災(zāi)等不同工況，提出了各子系統(tǒng)如何協(xié)調(diào)運(yùn)行的方案。 1 綜合監(jiān)控系統(tǒng)概述 　　在城市軌道交通運(yùn)營中，為了保障軌道交通系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)、確保乘客和工作人員的生命安全，設(shè)置了各種各樣的機(jī)電系統(tǒng)。雖然在功能劃分及職責(zé)范圍上各不相同，但是它們之間存在著千絲萬縷的聯(lián)系，一個系統(tǒng)的變化往往需要其它一些系統(tǒng)做出相關(guān)的調(diào)整，特別是在發(fā)生列車區(qū)間阻塞、火災(zāi)等工況時更需要多個系統(tǒng)相互關(guān)聯(lián)共同參與。 　　為提高軌道交通自動化運(yùn)營管理水平，國內(nèi)一些軌道交通線，已經(jīng)在考慮和嘗試軌道交通運(yùn)營的綜合自動化控制及管理。采用綜合監(jiān)控系統(tǒng)后，實(shí)現(xiàn)了車站和控制中心相關(guān)功能的系統(tǒng)集成和互聯(lián)，提高了設(shè)備的技術(shù)水準(zhǔn)；數(shù)據(jù)信息的共享，可提高數(shù)據(jù)的利用率，及實(shí)現(xiàn)在不同運(yùn)營工況下系統(tǒng)間的有機(jī)聯(lián)動，提高了管理的自動化和科學(xué)化水平。操作終端的靈活設(shè)置，為今后優(yōu)化運(yùn)營管理體制提供了條件，提高軌道交通運(yùn)營效率和降低運(yùn)營成本。 2 綜合監(jiān)控系統(tǒng)的總體構(gòu)成 2.1 綜合監(jiān)控系統(tǒng)集成方式 　　由于集成范圍和集成深度的不同，綜合監(jiān)控系統(tǒng)可分為以下幾種方式。 2.1.1 從集成范圍劃分 　　綜合監(jiān)控系統(tǒng)從集成范圍來劃分，可分為完全集成、準(zhǔn)集成和部分集成3種方式： 2.1.1.1 完全集成：以ATC系統(tǒng)為基礎(chǔ)與核心，將通信、信號、控制系統(tǒng)及所有弱電監(jiān)控系統(tǒng)集成為一個系統(tǒng)，是一種理想的集成方案。但涉及面太廣，技術(shù)十分復(fù)雜，目前實(shí)施難度太大。 2.1.1.2 準(zhǔn)集成：除主要通信系統(tǒng)、涉及行車安全的ATC系統(tǒng)、涉及資金安全的AFC系統(tǒng)外，將多種監(jiān)控系統(tǒng)集成為一個系統(tǒng)，既可以明顯改善目前分立系統(tǒng)凌亂的局面，又便于系統(tǒng)聯(lián)動功能的實(shí)施，能夠較大地提高軌道交通系統(tǒng)運(yùn)營調(diào)度的自動化水平。 2.1.1.3 部分集成：將部分功能單一的監(jiān)控系統(tǒng)（如FAS、BAS、SCADA等）集成為一個系統(tǒng)，優(yōu)點(diǎn)是實(shí)施容易，缺點(diǎn)是對提高軌道交通系統(tǒng)整體運(yùn)維效果不大。 2.1.2 從集成深度劃分 　　綜合監(jiān)控系統(tǒng)從集成深度來劃分，有現(xiàn)場層集成-完全集成（深度集成）、執(zhí)行層集成-準(zhǔn)集成、管理層集成-表層集成（頂層集成）等3個集成深度方案。 2.1.2.1 頂層集成：在OCC和車站的監(jiān)控層將子系統(tǒng)集成。綜合監(jiān)控系統(tǒng)在管理層面匯集、處理各子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)間的信息共享、交互及系統(tǒng)聯(lián)動功能。這種方案的優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)簡單，但仍然存在車站級設(shè)備及接口種類多、實(shí)現(xiàn)聯(lián)動困難等缺點(diǎn)，這種方案集成度最低。 2.1.2.2 準(zhǔn)集成：現(xiàn)場采集、驅(qū)動設(shè)備與執(zhí)行層之間的通信協(xié)議均為系統(tǒng)內(nèi)部協(xié)議，2層設(shè)備密不可分，一般綜合監(jiān)控系統(tǒng)不選擇在此層面進(jìn)行集成。 2.1.2.3 現(xiàn)場級集成（深度集成）：采用同一軟件平臺將被集成的子系統(tǒng)完全集成在一起。被集成子系統(tǒng)的中央層、車站監(jiān)控層和控制層被集成在綜合監(jiān)控平臺上，它們的功能都由綜合監(jiān)控軟件來實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)應(yīng)用軟件完全統(tǒng)一，數(shù)據(jù)處理簡約、迅速，系統(tǒng)間聯(lián)動功能種類多、安全、簡捷，綜合監(jiān)控系統(tǒng)與各子系統(tǒng)間的配合協(xié)調(diào)工作，由綜合監(jiān)控系統(tǒng)集成商來完成，減輕了建設(shè)方的工程管理工作。 　　深度集成的綜合監(jiān)控系統(tǒng)，是我國地鐵工程實(shí)踐中自主創(chuàng)新出的一種類型。它克服了頂層集成的缺點(diǎn)，采用同一種軟件平臺將被集成子系統(tǒng)完全融入綜合監(jiān)控系統(tǒng)，軟件平臺可延伸至現(xiàn)場級，可完成實(shí)時控制與遠(yuǎn)動功能，系統(tǒng)的有效性、響應(yīng)性好。 2.2 綜合監(jiān)控系統(tǒng)集成范圍 　　從綜合監(jiān)控的建設(shè)情況看，個別專業(yè)（如信號、自動售檢票AFC等）目前尚不適合納入綜合監(jiān)控系統(tǒng)中。 　　地鐵信號系統(tǒng)是地鐵的主專業(yè)，目前，我國地鐵信號專業(yè)采用的系統(tǒng)技術(shù)，主要是從國外進(jìn)口，、自成體系，通信協(xié)議不完全開放，軟件內(nèi)涵更嚴(yán)格保密。此外，信號系統(tǒng)要保證行車安全，按計算機(jī)控制系統(tǒng)形態(tài)分析它是一個安全系統(tǒng)，因此，它獨(dú)立運(yùn)行，不允許受到其它系統(tǒng)過多的干擾，不允許接入非安全系統(tǒng)影響運(yùn)營安全。因此，地鐵信號系統(tǒng)宜獨(dú)立運(yùn)行，只宜與地鐵信息平臺進(jìn)行互聯(lián)，交換相關(guān)信息。 　　地鐵自動售檢票（AFC）系統(tǒng)，涉及票務(wù)管理和財務(wù)管理。票務(wù)數(shù)據(jù)和財務(wù)數(shù)據(jù)均需要安全、相對獨(dú)立的采集和傳輸以提高安全性。因此，AFC系統(tǒng)在與其它系統(tǒng)進(jìn)行信息互通和資源共享時，具有一定的局限性。因此，對AFC系統(tǒng)只宜采取有限的信息互聯(lián)和數(shù)據(jù)共享。 　　地鐵火災(zāi)報警（FAS）系統(tǒng)是一個行業(yè)管理嚴(yán)格，須完全按當(dāng)?shù)叵啦块T要求進(jìn)行建設(shè)的系統(tǒng)。從目前技術(shù)水平來看，是完全可以集成到綜合監(jiān)控系統(tǒng)中的，但必須按照當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件進(jìn)行設(shè)計，不允許集成時，應(yīng)按照互聯(lián)方式進(jìn)行設(shè)計。 3 綜合監(jiān)控系統(tǒng)的功能 3.1 正常工況下系統(tǒng)功能 　　當(dāng)正常情況下，總調(diào)將負(fù)責(zé)綜合監(jiān)控系統(tǒng)及各子系統(tǒng)的調(diào)度與管理工作，協(xié)調(diào)相關(guān)業(yè)務(wù)臺間的工作，共享網(wǎng)上各子系統(tǒng)的運(yùn)行信息，協(xié)調(diào)完成相關(guān)調(diào)度臺之間的配合工作，監(jiān)視各系統(tǒng)設(shè)備的相關(guān)運(yùn)行狀態(tài)。 　　綜合監(jiān)控系統(tǒng)在日常監(jiān)控管理模式下，OCC監(jiān)控著全線各車站、各有關(guān)專業(yè)系統(tǒng)。根據(jù)預(yù)排時序和規(guī)定模式定時起停各種設(shè)備，并可根據(jù)列車運(yùn)行信息、客流信息、環(huán)境探測參數(shù)調(diào)整供電、照明、環(huán)控、引導(dǎo)顯示、售檢票等系統(tǒng)參數(shù)，監(jiān)控各系統(tǒng)工作狀況。 3.2 火災(zāi)模式下的聯(lián)動控制功能 　　當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時，根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況，制定相關(guān)的應(yīng)急處理措施，及時決策，并監(jiān)督防災(zāi)指揮臺完成各項(xiàng)程序，有效指揮。 　　當(dāng)車站、控制中心的現(xiàn)場探測設(shè)備確認(rèn)火災(zāi)報警信息后，OCC自動轉(zhuǎn)為防災(zāi)指揮中心，并自動切換到全系統(tǒng)的災(zāi)害模式。此時綜合監(jiān)控系統(tǒng)將綜合現(xiàn)場報警信息、列車位置等有關(guān)的信息，使各有關(guān)系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作。 　　控制中心的環(huán)調(diào)工作站，自動成為防災(zāi)指揮中心站，推出防災(zāi)指揮主畫面；大屏幕系統(tǒng)可按火災(zāi)模式分割畫面，成為指揮中心系統(tǒng)的顯示窗口，向行調(diào)發(fā)送火災(zāi)報警信息。各車站環(huán)控系統(tǒng)、防排煙系統(tǒng)、消防泵站、屏蔽門、動力照明系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)、乘客資訊系統(tǒng)、CCTV系統(tǒng)、自動售檢票系統(tǒng)等，自動進(jìn)入火災(zāi)模式，按照預(yù)定的方式，同時、自動進(jìn)入相應(yīng)的工作狀態(tài)。 3.3 阻塞模式中央聯(lián)動功能 　　在阻塞發(fā)生時，根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況制定相關(guān)的應(yīng)急處理施，配合OCC指揮中心人員，協(xié)調(diào)各業(yè)務(wù)臺間的工作，及時決策、有效指揮。 　　當(dāng)列車在站臺、隧道區(qū)間受阻時，地鐵運(yùn)營部分受阻滯，綜合監(jiān)控系統(tǒng)收到ATS傳來的信息后，自動進(jìn)入阻塞模式，OCC大屏幕發(fā)出進(jìn)入阻塞模式的消息，報警體系在OCC和各車站車控室提醒操作員進(jìn)入阻塞模式，并在OCC大屏幕和車控室的值班員工作站，顯示屏上顯示列車的位置、狀態(tài)、運(yùn)行方向等信息，各有關(guān)系統(tǒng)也將協(xié)調(diào)互動，協(xié)助OCC調(diào)度人員消除阻塞。 3.4 故障模式中央聯(lián)動功能 　　當(dāng)主要系統(tǒng)設(shè)備出現(xiàn)重大故障，影響地鐵系統(tǒng)的安全運(yùn)行或危及設(shè)備、人身安全時，綜合監(jiān)控系統(tǒng)自動進(jìn)入故障模式，OCC大屏幕發(fā)出進(jìn)入故障模式的消息，報警體系在OCC和各車站車控室提醒操作員進(jìn)入故障模式，各有關(guān)系統(tǒng)也將協(xié)調(diào)互動。 3.5 維護(hù)模式中央聯(lián)動功能 　　當(dāng)正常情況下，維調(diào)負(fù)責(zé)掌握各業(yè)務(wù)臺監(jiān)控范圍內(nèi)相關(guān)運(yùn)行設(shè)備的運(yùn)行技術(shù)狀態(tài)信息，建立設(shè)備臺帳，組織制定綜合維修計劃和措施，向相關(guān)業(yè)務(wù)臺提供設(shè)備維修計劃，作好維護(hù)管理工作。組織指揮定期或臨時的現(xiàn)場設(shè)備的維修工作。 　　當(dāng)列車運(yùn)行結(jié)束后，如要進(jìn)行隧道結(jié)構(gòu)、線路、接觸網(wǎng)等重要系統(tǒng)的維護(hù)時，綜合監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)入維護(hù)模式，各有關(guān)系統(tǒng)也將協(xié)調(diào)互動。 3.6 異常情況下的維調(diào)功能 　　當(dāng)火災(zāi)發(fā)生或阻塞發(fā)生時，配合災(zāi)害指揮臺，參與災(zāi)害、事故救援等工作，了解現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，掌握災(zāi)后的設(shè)備運(yùn)行情況，根據(jù)實(shí)際情況制定維修計劃和措施。 4 各種工況下綜合監(jiān)控系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作模式 4.1 正常情況下系統(tǒng)工作模式 　　正常情況下，綜合監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)入正常工作模式，也就是綜合監(jiān)控系統(tǒng)的日常監(jiān)控管理模式，OCC監(jiān)管著全線各車站、各專業(yè)系統(tǒng)。車站綜合監(jiān)控室監(jiān)管著車站里的各專業(yè)系統(tǒng)。 4.2 火災(zāi)發(fā)生時各系統(tǒng)間的互動 　　當(dāng)車站、控制中心的現(xiàn)場探測設(shè)備確認(rèn)火災(zāi)報警信息后，OCC自動轉(zhuǎn)為防災(zāi)指揮中心，并自動切換到全系統(tǒng)的災(zāi)害模式。此時，綜合監(jiān)控系統(tǒng)將綜合現(xiàn)場報警信息、列車位置等有關(guān)的信息，使各有關(guān)系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作。 　　控制中心的環(huán)調(diào)工作站自動成為防災(zāi)指揮中心站，推出防災(zāi)指揮主畫面；大屏幕系統(tǒng)可按火災(zāi)模式分割畫面，成為指揮中心系統(tǒng)的顯示窗口。 　　當(dāng)FAS確認(rèn)火災(zāi)報警信息，綜合監(jiān)控系統(tǒng)自動啟動全系統(tǒng)災(zāi)害模式，此時綜合監(jiān)控系統(tǒng)將綜合FAS報警信息、CCTV實(shí)時畫面、全線列車運(yùn)行狀況等信息，監(jiān)控各專業(yè)系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作。 　　整個地鐵運(yùn)行自動對火災(zāi)快速反應(yīng)，自動進(jìn)入有序、協(xié)調(diào)的防災(zāi)工作模式，防災(zāi)的全過程又可在OCC大屏幕上有序、有層次地顯示出來。 4.2.1 火災(zāi)發(fā)生在車站區(qū)域 　　當(dāng)車站站廳或站臺發(fā)生火災(zāi)時，BAS系統(tǒng)會接收來自FAS的火災(zāi)報警信號，以及相應(yīng)的模式。 　?。?）本車站綜合控制室自動成為防災(zāi)指揮中心，同時通知控制中心，讓控制中心協(xié)調(diào)調(diào)度全線車輛運(yùn)行； 　?。?）FAS監(jiān)控站自動成為防災(zāi)指揮工作站，彈出防災(zāi)指揮主畫面； 　?。?）BAS按火災(zāi)模式控制命令工作，車站隧道風(fēng)機(jī)、站臺風(fēng)機(jī)按車站監(jiān)控主站模式命令工作，電梯、扶梯進(jìn)入防災(zāi)位置； 　?。?）電力SCADA系統(tǒng)切斷本站非消防電源，啟動事故照明； 　?。?）車站售檢票機(jī)閘門的電源為非消防被切斷，售檢票工作停止； 　?。?）門禁系統(tǒng)的被控門將自動解禁； 　?。?）按旅客疏散方向，有的屏蔽門打開，協(xié)助旅客疏散，有的關(guān)閉，防止煙氣進(jìn)入站臺； 　?。?）全線列車按火災(zāi)位置信息進(jìn)行防災(zāi)運(yùn)行（控制中心調(diào)度）； 　?。?）CCTV自動控制相關(guān)攝像機(jī)，對準(zhǔn)事故現(xiàn)場和旅客疏散通道，在防災(zāi)指揮中心（OCC）大屏幕上彈出視頻實(shí)時監(jiān)視畫面； 　?。?0）廣播系統(tǒng)自動選區(qū)廣播火災(zāi)模式下的消息，包括火災(zāi)發(fā)生地、火災(zāi)情況、旅客疏散方向、列車的位置及運(yùn)行方向等； 　　（11）乘客導(dǎo)引系統(tǒng)和車站信息系統(tǒng)播出各種來自防災(zāi)中心的乘客導(dǎo)引命令信息，車站等離子屏主要播放與災(zāi)害有關(guān)的實(shí)時信息和防災(zāi)指揮信息。 　?。?2）控制中心大屏幕系統(tǒng)可按災(zāi)害模式分割畫面，成為防災(zāi)指揮系統(tǒng)的顯示窗口。 4.2.2 火災(zāi)發(fā)生在隧道區(qū)域 　　隧道發(fā)生火災(zāi)時，報警信息是OCC環(huán)調(diào)綜合監(jiān)控系統(tǒng)提供的列車位置信號和列車司機(jī)口頭報告的車頭、車尾著火信息形成，相應(yīng)的模式也是人為判斷的。由OCC環(huán)調(diào)手動觸發(fā)相應(yīng)的模式，或者OCC環(huán)調(diào)通知對應(yīng)車站操作員。 　　（1）控制中心自動成為防災(zāi)指揮中心，指揮火災(zāi)發(fā)生區(qū)兩相連車站，控制中心協(xié)調(diào)調(diào)度全線車輛運(yùn)行； 　　（2）FAS監(jiān)控站自動成為防災(zāi)指揮工作站，推出防災(zāi)指揮主畫面； 　?。?）火災(zāi)發(fā)生區(qū)兩相連車站環(huán)控通風(fēng)系統(tǒng)按火災(zāi)模式控制命令工作，車站隧道風(fēng)機(jī)、站臺風(fēng)機(jī)按車站監(jiān)控主站模式命令工作； 　?。?）電力SCADA系統(tǒng)切斷火災(zāi)發(fā)生區(qū)兩相連車站非消防電源，啟動事故照明； 　　（5）火災(zāi)發(fā)生區(qū)兩相連車站BAS系統(tǒng)電梯、扶梯進(jìn)入防災(zāi)位置； 　?。?）火災(zāi)發(fā)生區(qū)兩相連車站售檢票機(jī)閘門的電源為非消防被切斷，售檢票工作停止； 　?。?）火災(zāi)發(fā)生區(qū)兩相連車站門禁系統(tǒng)的被控門將自動解禁； 　?。?）讓旅客迎新風(fēng)疏散方向疏散； 　　（9）全線列車按火災(zāi)位置信息進(jìn)行防災(zāi)運(yùn)行； 　?。?0）CCTV自動控制相關(guān)攝像機(jī)，對準(zhǔn)事故現(xiàn)場和旅客疏散通道，在防災(zāi)指揮中心大屏幕上推出視頻實(shí)時監(jiān)視畫面。 4.3 阻塞發(fā)生時各系統(tǒng)的互動 　　當(dāng)列車在站臺、隧道區(qū)間受阻時，地鐵運(yùn)營部分受阻滯，綜合監(jiān)控系統(tǒng)收到ATS傳來的確認(rèn)信息后，自動進(jìn)入阻塞模式，OCC大屏幕發(fā)出進(jìn)入阻塞模式的消息，報警體系在OCC和各車站車控室提醒操作員進(jìn)入阻塞模式，并在OCC大屏幕和車控室的值班員工作站顯示屏上顯示列車的位置、狀態(tài)、運(yùn)行方向等信息。各有關(guān)系統(tǒng)也將協(xié)調(diào)互動，協(xié)助OCC調(diào)度人員消除阻塞。 　?。?）BAS按OCC的模式控制指令進(jìn)行模式控制相關(guān)的風(fēng)機(jī)，空調(diào)按模式指令動作，加大站臺通風(fēng)量和制冷量； 　?。?）車站設(shè)備的電梯、扶梯按阻塞工況運(yùn)行，接受綜合監(jiān)控系統(tǒng)的指揮；屏蔽門自動打開，疏散旅客； 　?。?）CCTV的攝像機(jī)對準(zhǔn)阻塞現(xiàn)場和旅客疏散通道，并在車站視頻顯示器和OCC大屏幕顯示出來，供指揮人員使用； 　　（4）廣播系統(tǒng)按阻塞模式廣播（按照實(shí)際情況決定是否廣播和廣播的內(nèi)容）； 　?。?）旅客導(dǎo)引和車站信息系統(tǒng)在終端顯示屏上指導(dǎo)旅客疏散，并且反映列車的運(yùn)行狀況； 　?。?）在OCC和車站綜合監(jiān)控室的監(jiān)控畫面上顯示列車的位置、狀態(tài)、運(yùn)行方向等信息，協(xié)助OCC指揮長指揮消除阻塞。 5 結(jié)論 　?。?）通過多方案比較，綜合監(jiān)控系統(tǒng)采用深度集成，不集成信號、AFC，互聯(lián)FAS系統(tǒng)的方案是比較適宜的。 　?。?）在地鐵運(yùn)行中的正常、阻塞、故障、維護(hù)、站臺火災(zāi)、站廳火災(zāi)、區(qū)間火災(zāi)等不同工況下，各機(jī)電子系統(tǒng)應(yīng)按照綜合監(jiān)控系統(tǒng)預(yù)定的方案協(xié)調(diào)運(yùn)行，才能充分發(fā)揮綜合監(jiān)控系統(tǒng)的作用，有效地提高城市軌道交通運(yùn)營自動化管理水平。