有關地鐵綜合監控系統的聯動功能設計分析論文
有關地鐵綜合監控系統的聯動功能設計分析論文
地鐵具有大容量、高效率、低汙染、集約化的特點，可有效緩解我國城市交通矛盾，因此，近年來我國地鐵已進入快速發展階段，運營過程中面對大客流、突發性事件及自然災害等運營安全、管理、服務問題日漸突出，同時地鐵工作人員每天都需要進行大量日常裝置功能的動作序列操作。
綜合監控系統(ISCS)具有與各子系統的通訊介面，整合相關子系統的資料，對子系統擁有完整的資料採集和命令下達通道，具備與運營相關的、可實現系統間協調工作的全部資源，可以實現多樣化、高效能、複雜的聯動功能，使地鐵的排程和運營更加安全、方便、高效。
1地鐵聯動功能
地鐵的機電系統對保障乘客和裝置安全、提高運營管理水平和服務質量起到至關重要的作用。在傳統管理體制下，各機電自動化系統多為分立系統且資訊互通受限，各系統之間的複雜聯動實現較困難，降低了運營的整體效率和救災應急水平。綜合監控系統採用系統化方法將各分散的機電自動化系統融合為一個有機的整體，透過整合和互聯眾多子系統，實現各系統間的資源共享與資訊互通，從而改變了傳統各業務系統各自封閉的狀態，及時有效地收集和處理資訊，達到綜合利用各種資訊以增強管理決策和資訊服務的能力。利用ISCS這個高度共享的資訊平臺，可提高日常管理與救災排程工作的效率，增強地鐵系統指揮排程的統一性、靈活性和系統間的協調運作能力。
ISCS的聯動是指ISCS根據相關邏輯判斷條件，自動觸發控制命令，指揮整合和互聯的子系統執行一系列的控制動作(包括裝置動作、監控畫面動作等)，並對運營人員提供相關操作建議。ISCS提供多種聯動操作模式，如程式控制、模式控制、時間表控制、遠端組控等。按照覆蓋範圍或區域，綜合監控系統的聯動主要分為中央級聯動和車站級聯動。結合實際運營場景考慮，聯動可分為正常聯動、緊急聯動(包括嚴重事件、災害、阻塞、故障、維護等)。為滿足運營管理和使用需求、提高正常運營情況下事件處理的便利性而執行的聯動功能稱之為正常聯動。正常聯動一般是按時間表自動啟用或操作員手動啟動執行。對於處置發生在地鐵線路及車站的各類緊急事件，ISCS作為最直接面向地鐵運營的系統，需要對事件及時做出反應，迅速進入緊急聯動模式。緊急聯動一般由事故觸發或操作員手動觸發。
綜合監控系統的聯動功能可有效提高地鐵的應急處理能力，減輕緊急情況下運營人員的工作壓力，避免發生不必要的操作錯誤，降低勞動強度，提高現代地鐵的運營和排程管理水平。
2聯動功能設計
2.1設計原則
ISCS彙集各個裝置系統的資訊，可根據不同系統之間的聯動要求，促進各專業之間的協調，進而設計並實現必要的系統間聯動。聯動功能應根據運營緊急事件處理需求和日常運營管理需求進行設計，因此，ISCS的聯動操作設計和實施應遵循以下原則：
2.1.1基本原則
1)聯動功能既可以在系統之間自動啟用執行，也可以作為一個控制序列由操作員手動執行;
2)對操作和對時間有嚴格要求的聯動直接在相關子系統內完成，比如電力子系統內跳閘連鎖;
3)如果聯動功能由綜合監控系統完成更經濟(如可以減少介面等)或更易於以後維護，則由綜合監控系統完成;
4)聯動功能主要以使用者提供的邏輯/描述等為依據，透過對聯動規則庫的配置實現。
2.1.2子系統的支援
聯動得到相關子系統的支援，從獲得資訊及可執行的角度出發，要求子系統提供相應的資訊輸入、輸出，即所有的必要資訊獲取必須是可觀的。
對子系統監控物件的要求：
1)聯動需要監視的物件有：訊號、供電(PSCA-DA)、車輛、遮蔽門(PSD)、火災自動報警(FAS)、環境與裝置監控(BAS)、售檢票(AFC)、影片監控(CCTV)、門禁(ACS)等;
2)聯動需要控制的物件有：電扶梯、閘機、乘客服務(PIS)、廣播(PA)、導向(BAS、FAS、AC)等。
2.1.3啟動邏輯條件
所有邏輯條件的計算均可透過邏輯表示式完成。
2.1.4執行位置
對於不同的執行位置，綜合監控系統軟體的實現差異較大，需明確聯動執行位置(車站、中心、車站及中心等)。
2.1.5結果輸出位置
聯動執行結果輸出到子系統的位置應明確，例如：輸出到子系統(如PA、CCTV)、輸出到車站或中心的操作員工作站、輸出到大螢幕(OPS)等。
2.1.6引數調整
可以對聯動的關鍵引數進行配置調整。
2.1.7許可權
聯動的輸出結果可依據操作員的許可權進行配置。
2.2聯動觸發
聯動是由觸發源來觸發執行的，即當滿足觸發條件時系統才執行聯動動作。觸發源可以是某個監控點的狀態，也可以是多個監控點經過邏輯運算得到的結果。另外，時刻也可作為觸發條件，主要用於時間表控制，可設定為每工作日、每日、每週、每月等。聯動動作可以透過寫入某些控制點來完成操作，也可以呼叫某個系統提供的介面進行間接操作，同時也支援呼叫外部程式執行相關命令或彈出相關畫面的操作，甚至可以直接聯動本地或者異地的另一個預案。
2.3控制方式
出於對聯動控制安全性的考慮，ISCS的聯動觸發執行應提供全自動、半自動和手動3種控制方式。
1)全自動聯動：ISCS接收並處理介面系統的報警/狀態觸發點後，自動傳送控制命令到需要聯動的子系統，無需人工干涉。同時，相關圖形或畫面根據需要自動彈出。
2)半自動聯動：當與預定義的聯動功能相關的報警點觸發動作後，將在人機互動介面(HMI)上發出預警資訊來提示操作員，只有當操作員確認後，才自動向需要聯動的系統發出控制指令。
3)手動聯動：人工選擇啟動一組涉及多個系統的`順序控制序列，系統自動按照預定義的順序和閉鎖條件向不同的系統釋出指令。
對於正常聯動一般可採用全自動方式，而對可能會導致重大影響的聯動功能則一般採用人工確認的半自動和手動方式，即：重要的聯動(如火災、阻塞等工況下的聯動)均需要操作人員手動確認後，聯動控制才能被順序執行。
2.4配置管理
ISCS聯動功能的配置管理主要包括：
1)聯動預案項管理：預案項管理主要用於系統管理員在授權情況下，根據系統需求靈活增刪預案所涉及的節點、動作、演算法、時間、彈出窗等事項，以增強系統配置的靈活性，適應運營管理需求。
2)聯動預案管理：預案管理用於根據預案項靈活配置系統運營預案，可以靈活的增加或減少預案，並支援預案的查詢。
3)觸發源管理：根據ISCS的特點，聯動功能的觸發源有事件觸發和時間觸發兩種。作為完善的綜合監控系統，需要結合預案管理提供完備的觸發源管理，主要包括事件觸發源配置和管理、時間觸發源配置和管理、手動觸發源配置和管理、觸發源邏輯關係管理等。
4)聯動監視管理：無論何種型別的聯動被觸發時，系統可以檢視並人工干預聯動的執行情況，提供更便利的操作性和可互動性，主要包括聯動執行和監視、聯動日誌記錄等。
另外，透過線上配置功能，使用者可以方便的查詢、增加或修改聯動預案。透過聯動預案的靈活配置和組合，可以實現複雜的聯動方案。
2.5聯動預案
按照覆蓋範圍或區域，分別考慮中央級聯動預案(中央即控制中心)和車站級聯動預案(含車輛段級)，在此基礎上再細分為正常聯動、緊急聯動(包括嚴重事件、災害、阻塞、故障、維護等)。
2.5.1中央級聯動預案
以“CLD6：列車站臺火災(中央)”為例，若列車在站臺起火，執行中央級聯動預案，ISCS聯動步驟如下：
1)建議中央操作人員透過訊號系統ATS終端系統，在前一個站臺對同向列車執行扣車。
2)建議中央操作人員通知反方向列車不要進入該站臺。
3)建議中央操作人員啟動BAS的相關排煙模式。
4)自動顯示相應的CCTV影象。
5)在中央操作人員確認的條件下，啟動受影響車站的相關廣播。
6)在中央操作人員確認的條件下，啟動受影響車站的相關PIS顯示內容。
7)在中央操作人員確認的條件下，切斷受影響區段的供電。
8)建議中央操作員命令車站操作人員在車站執行疏散模式。
9)建議中央操作員命令車站操作人員在列車駕駛員無法開啟遮蔽門時，協助開啟所有遮蔽門。
10)建議中央操作員通知消防隊並報警。
2.5.2車站級聯動預案
以“SLD6：列車站站臺火災(車站)”為例，當車站ISCS系統檢測到車站站臺火災報警，車站級聯動預案執行，ISCS聯動步驟如下：
1)在該站操作站HMI上彈出一個報警視窗。
2)在該站操作站HMI上自動顯示火災發生的地點平面圖。
3)自動啟動BAS的相關排煙模式(大系統、小系統、隧道通風系統)。
4)在該站操作站HMI上自動顯示火災發生地點的CCTV影象。
5)自動通知中央(中央聯動執行CLD6車站站臺火災(中央)預案)和相關車站。
6)建議該站操作人員通知相關人員。
7)建議該站操作人員派人到相關區域檢查故障。
8)建議該站操作人員透過IBP盤執行“車站緊急疏散”命令，包括：AFC閘機釋放、ACS門禁釋放(只限通道門禁)。
9)在該站操作人員確認的條件下，啟動：①控制中心OPS系統切換為火災發生地點的CCTV影象;②車站PA系統廣播防災內容;③車站PIS系統顯示防災內容;④車站導向標誌轉換為人員疏散模式。
10)在操作人員確認第一次火災報警或在規定時限內同一區域再次接收到火災報警時，自動啟動：①警鈴報警;②電梯迫降至疏散層並開啟電梯門;③切斷車站非消防電源;④防火捲簾門(隔斷作用)降至地面;⑤防火捲簾門(疏散作用)降至離地180cm，收到就近溫感動作後，降至地面;⑥電動翻轉門動作，用於人員疏散或者消防隊員進站搶救;⑦專用風機啟動;⑧專用閥動作。
3結束語
地鐵綜合監控系統的聯動功能設計應以“安全第一”為基礎，堅持高度集中、統一指揮的原則。針對地鐵的聯動功能設計，充分利用綜合監控系統本身的資訊整合優勢，與實際運營需求緊密結合，建立完善的聯動預案體系，減少手工操作，提高操作的速度和準確率，簡化與各子系統的傳輸環節，縮短緊急事件的處理時間，減輕運營人員的工作壓力和強度，進而有效提升地鐵的運營水平。