城市轨道交通自动化综合监控系统的集成模式分析与研究

庞辉，程浩，李潼清，邹晓阳

（株洲中车时代电气股份有限公司湖南株洲412001）

摘要：现代化城市发展进程中，城市轨道交通事业发展态势良好，自动化综合监控系统的应用推动了轨道交通事业的进步。通过对系统集中式、分布式与分层分布式三种集成模式的研究，充分吸取集成模式的优点进行综合监控系统的开发，有利于建设拥有自主知识产权的轨道交通综合操作控制中心，突出我国的技术优势。

关键词：城市轨道交通；综合监控系统；集成模式

引言：现代化经济发展条件下，人们的生活水平不断提高，在物质生活得到满足的同时，人们对精神世界有了新的追求，在城市轨道交通方面，人们更加追求出行的安全与舒适性。对此，本文分析了自动化综合监控系统，并在系统支持下采集整个轨道交通线路的信息数据，通过对数据的分析了解轨道交通运行情况。

1.城市轨道交通自动化综合监控系统的特点分析

分析综合监控系统的特点，具体如下：（1）系统监控范围比较广。一直以来，我国城市轨道交通线路都是按照地理特点在城市中分布的，路线长度可以达到十几公里甚至百公里。有的线路是直线走向，也有的线路是环线走向，在线路上不同的车站距离不同，这些车站位置有各类专业设备运行，所有的设备都会被纳入到监控系统中。（2）系统设备多样化。轨道交通事业的发展需要多个专业共同协调运营，例如电力监控系统、列车自动监控系统以及售票检票系统等。这些子系统会在综合监控系统中统一应用，推动轨道交通事业的发展。（3）综合监控系统数据量巨大。能够反映系统监控规模的指标就是数据库的容量，例如电力监控系统，车站变电所需要处理的I/O点数为2000，如果阿计入联锁运算，其监控数据将会增加到几万个物理点。（4）系统通信环境比较复杂。这一特点主要表现在两方面，一方面为系统通信网络的多样性，综合监控系统骨干网是广域网，车站和内部是局域网或者无线通信网。另一方面通信网络内的信息数据十分复杂，这些信息不仅包含数据流，还包含了音频信息和视频信息[1]。

2.城市轨道交通自动化综合监控系统的集成模式分析

2.1系统概述

城市轨道集体综合监控系统中不仅拥有正常的监控功能，还包含数据库管理、设备告警提示、计算功能以及I/O处理功能等。系统可以根据实际环境进行24小时实时监控，除了正常功能以外，综合监控系统还拥有拓扑分析、软件测试、设备管理等高级功能。综合监控系统建立的目标是实现城市范围内轨道交通事业的进步，各个自动化系统之间能够信息沟通，相互交流，资源共享，实现综合监控系统范围内所有子系统的联动，从而提高城市轨道交通运行质量，降低运行成本，提升运行效率。综合监控系统能够为管理人员提供车站现场到设备，以及整个线路的所有网络信息情况，信息被存储在系统的数据库中，数据库分为实时数据库与历史数据库。其中实时数据库可以存储实时消息，属于信息的汇集中心，更是综合监控系统软件的重要核心，它分布在车站服务器中，多个服务器构成了系统总数据库。按照实时数据库进行综合监控系统的服务器分布，主要分为以下三种集成模式[2]。

2.2集中式

集中式综合监控系统模式下，人们可以在OCC配置中心服务器内查看实时数据库消息。车站中没有配置服务器，子系统可以直接和综合监控系统进行信息沟通。中央级综合监控系统由实时服务器、历史服务器、中心局域网、磁盘列阵、前端处理器、交换机、路由器、UPS电源以及大屏幕等系统组合而成。与数据库一样，中心服务器也分为实时服务器和历史服务器两种。其中实时服务器时整个中央级综合监控系统的核心，能够对车站全线范围内的数据进行分析和处理，并将数据存储在数据库中。一般情况下，该服务器的系统为64位Unix系统。而历史服务器以商用数据库作为平台，管理起来较为容易。

该综合监控系统集成模式下，系统的优点如下：（1）车站内无需配置服务器，减少了城市轨道交通在硬件方面的投资。（2）该集成模式下信息被高度集中，使综合监控系统结构比较简单，方便人们进行安装与调试工作。（3）该模式下管理人员的工作压力减轻，并在一定程度上降低了系统运行成本。

2.3分布式

分布式综合监控系统体系结构之下，系统数据库属于分布式模式，OCC中不会配置全局实时数据库，车站中会配置实时数据库，将所有信息存储在这里。分布式集成模式下的综合监控系统运行特点如下：（1）系统拥有较强的分布性特点，无论是哪一个车站，还是OCC，都能拥有综合监控系统的功能，其监控功能能够灵活配置。（2）该集成模式对实时数据库的容量要求比较低。ISCS测点有很多，如果将测点集中在同一个实时数据库中，将会导致数据库容量过大。如果将其细化处理，并将这些测点分不到各个车站中，那么单个车站内的数据就不会太多，系统容量也会减少。（3）该集成模式下综合监控系统能够实现数据库的协调一致，实时数据可以在系统中只存在于一处，子系统的数据送往车站处的实时数据库即可。

2.4分层分布式

随着网络信息技术的发展，ISCS可以将物理与逻辑分开，这种数据组织形式就是分层分布式。在该集成模式下的综合监控系统能够完成冗余数据库结构要求，并通过计算机技术与网络信息技术，凭借数据库技术优势，使服务器能够在控制中心与车站中分散布置。该模式是基于分布式基础进行改进的，OCC中配置了两台实时数据服务器，车站内拥有综合监控服务器，专门用于该车站内所有行车调度安排和设备管理工作。OCC实时数据库内只有全线监控的实时信息，没有所有实时信息。除此之外，其它设备和集中式综合监控系统运行方式基本一致。该模式克服了集中式与分布式模式的缺点，数据库可以分布式配置，OCC的实时性也有效提升了。不仅如此，该集成模式下的综合监控系统以车站为单位，全线被划分为多个SISCS，每一个系统内都有相应的软硬件设施，系统可以独立运行。因此，这种集成模式下的系统可靠性比较高。

总结：总而言之，随着我国城市轨道交通事业的发展，综合监控系统正朝着自动化与智能化的方向进步，本文通过三种集成模式的分析，了解了整个自动化综合监控系统的运行情况和相互区别。分层分布式作为集中式与分布式的综合，有着较强的功能，能够有效提高综合监控系统在网络通讯方面的实时性，为城市轨道交通事业未来的发展奠定基础。

参考文献：

[1]丰顶胜.城市轨道交通综合监控系统的技术发展[J].电子世界,2019(01):93+95.

[2]王开满,王军,张慎明.城市轨道交通自动化综合监控系统的集成模式[J].城市轨道交通研究,2017(03):57-62.