地铁综合监控系统应用技术研究

付正阳

摘要：过去，我国地铁机电系统一般是单独建设的，管理相对独立，维护难度大，系统资源共享难度大。随着地铁自动化管理水平的不断逐步提高，大多数城市地铁交通线路已经开始积极考虑并主动实施综合性的监控管理系统。通过统一的软硬件整合平台，可以有效实现监控资源的有效整合共享、设备的有效维护和管理、子系统之间的互联以及子系统故障的有效监测。为保证地铁运营调度的顺利进行。

关键词：地铁监控;监控技术;综合应用

引言

我国的地铁机电系统最初是由专业人员和部门分别建立和管理的。系统之间没有资源共享，地铁的维护也不是很方便。随着自动化技术的研究和发展及其在地铁中的应用，最重要的是综合监控系统的应用。该系统的基本特点是：资源共享，设备和设备的集中维护和控制，更重要的是，及时发现系统故障，以便相关人员进行处理，确保地铁的安全。

一、地铁综合监控系统概述

地铁综合监控系统可以对地铁设备进行实时监控和管理，将控制站与各车站连接起来，提高工作效率和质量，但仍有一些问题有待解决。当然，毫无疑问，这个平台使所有列车都能集中管理，提高工作效率。此外，平台的管理范围更广，安全要求更高。但是，如果控制站发送的命令不正确，列车管理系统可能会瘫痪。因此，当地铁综合监控系统投入运行时，在充分利用其所带来的便利的同时，还必须充分考虑其带来的风险，做好相关的安全管理工作，尽量减少安全事故。

二、地铁综合监控系统的结构

1、中央综合监控系统

综合环境监控应用系统通常可由以下多个独立部分子系统组成。没有必要在这里介绍它们。它还通常有效全面地追踪监测了各子站与各控制子系统间的系统具体控制工作与状态，为进一步有效的实现系统中央级网络的实时具体动态控制和效果分析提供奠定了较为良好工作的基础。中央监控网管工作站是设置在代码中央监控中心的北京地铁中央综合网络监控分中心系统区域内，主要硬件由以太网交换机组成。一般来说，监控核心网络结构主要为100/10000 mbitls冗余交换机，符合IEEE 802.3标准，通信协议为TCP/IP。

2、车站综合监控系统

车站和下属车辆段分别均配设有基于车站第一级和下属车辆段级网关监控设备系统。基于车站综合网关监控设备系统主要设备包括各个车站网关服务器、前端数据处理器、车站网关监控设备网络、车站网关操作员以及工作站等。基于车站网关互联监控系统的车站网关监控设备主要用于监控各个车站各级电子系统的具体正常工作运行状态，确保各个车站及各级车辆运行管理控制系统功能的良好系统实现。

3、综合监控主干网络

各所属车站与线路中央综合网络监控管理系统及各所属车辆段中央综合网络监控管理系统的网络连接主要还是依靠综合网络监控系统骨干网。它主要是应用于所有监控系统之间的网络数据信息传输，也是整个系统结构中最基本的部分。目前，为了从根本上保证系统的稳定性，嵌入式监控骨干网主要采用单独的光通道进行传输。

考虑到整个系统网络的稳定性，嵌入式监控骨干网的结构一般为双环冗余网络。如果部分交换网络系统出现安全故障，系统人员可以及时采取基于交换机的网络安全冗余保护措施，为保证系统交换网络的有效性和运行性能提供安全保护。一般来说，双环网络的冗余结构可以分为两种类型：双环网络的级联结构和独立双环网络结构。

对于级联双环网络结构，级联过程主要地发生于在连接所有节点网络的两个双环本地交换机节点之间，设备要求在该两个本地双环网络结点之间必须采用同一网段地址的IP。其结构主要是优点主要是设备知识产权和规划方面相对之于其他结构设备来说都比较的简单，但主要缺点也是在于其在应对网络风暴上的应对能力一般较弱。

对于双环网的独立结构，即车站及其核心设备分别连接在两个独立的基环中。在此期间，两个环路中的设备使用的IP地址也相互独立。没有与所有节点关联的双网络交换机。当单环结构出现故障时，软件可以在数据传输期间切换到另一个环。

4、综合后备盘

综合后备盘柜一般可设置于在轨车站列控室。在发生紧急停车情况发生下，可考虑同时激活列车相关安全设施上的列车后控功能。根据各车站机房与车站列控室之间的功能差异，本次的设计方法可酌情采用逐站分区设计机房的设计方法。在此实施过程设计中，车站控制室的IBP工作台尺寸和机柜工作台的尺寸等应酌情根据实际房间面积来进行调整。除了确保有效可靠的控制和功能分区外，控制室内部的整体设计也还意味着必须综合考虑到标准化技术和现代整体美学。

三、地铁综合监控系统的应用技术

1、控制冲突问题的技术

从表面上看，地铁综合监控系统相对简单，但在实际运营过程中，系统的影响几乎覆盖了地铁运营的所有环节。因此，为了能够使所有地铁列车综合制动监控控制系统的技术运行更加稳定，必须在列车冲突管理控制系统技术应用方面不断做出积极努力。该控制技术的系统运行稳定旨在保证协调系统与其他设备工作之间的正确工作循环，从而可以使所有地铁列车能够及时获得更多的技术支持和安全保护，减少反复工作出现的冲突问题。在基于地鐵列车综合制动监控控制系统的一个互联互通集成体系结构中，bas（地铁制动电源辅助监控系统）和一个pscada（制动电源回路控制和制动数据采集）控制系统通常需要具有一定的系统控制管理功能。这些具有一定系统操作管理功能的控制系统主要类型包括pscctv（在线电视直播控制系统）。PA（有线广播系统）和PIs（PIs产品终端系统）。对于具有操作和控制功能的系统，通常存在操作和控制冲突。因此，应用冲突控制技术是非常必要的，我们必须坚持长远的观点。

2、数据发送以及同步的关键技术

在全国地铁线路综合工程监控管理系统中，有许多不同功能类型的监控数据。其中典型监控数据采集信息主要内容包括各一段主牵引变电所、下一段牵引变电所及各监控子系统针对采集的典型数据的分析实时处理数据流和信息流，并实时传输至全国地铁线路综合工程监控管理系统。

3、网络技术

首先，在实际应用监控网络通信技术的发展过程中，必须注意确保网络终端用户能够充分利用网络对综合变电站设备进行良好的安全控制。在当前网络移动通信技术高度發达的今天， 如果能够满足政府相关主管部门的业务合作发展需求，就非常有必要通过实时监控网络通信技术深入观察北京地铁车站综合变电监控业务系统及其整体业务内容的发展变化。目标锁定后，及时分发到各变电站，解决相关问题，取得良好效果。通过网络技术，可以在不同层面进行深入分析，为解决问题提供更多支持。

四、地铁综合监控系统存在的问题的对策

1、人机界面整合

由于嵌入式系统软件设计的要求人机界面及图形化开发程度比较高，开发需要时间长，尤其重点是对数据结构开发的统一设计规划工作和对于数据库管理系统的统一二次开发。从整体来说，一些比较特殊的系统可以用于专业性较强的数据库，而另一些需要重建在通信协议开放条件允许的情况下，可以将图形化人机界面集成到嵌入式监控系统的人机界面中，能够有效地实现复试管理功能，进而可以从根本上提高在具体操作过程中的便利性。

2、系统的可靠性与容错性

从客观现实角度考虑来讲，一旦综合环境监控平台系统一旦出现了故障，将大大影响着整个平台系统整体的系统正常运行。为了从根本上保证地铁系统的可靠性，备用线路用于控制车站：当控制中心发生相应事故时，备用车站可由中央用户连接。为了便于更好地实现对全线部分车站常规设备故障的全程有效远程监控;此时，备用线路控制站所显示出来的所有功能必须与中央级系统进行兼容，控制的移交则将要在原线路控制调度中心系统恢复运行工作停止后进行。同时，为了进一步实现系统的容错性，需要在嵌入式监控系统中安装多个复制软件。

3、系统的可扩展性

在系统调整升级过程中，为了保证将来的扩展系统，需要事先为服务器、交换机接口等其它相关接口设备预留好20%-40%以上的接口容量空间或增加相应功能的扩展插槽;选择扩展软件时也可以同时使用多个无限的扩展软件。因此，如果确定这两个是一个同构的系统环境中使用的扩展，则就只可能需要合并两个相关扩展的数据字段。

4、系统时钟同步

随着中央监控中心网络规模逐渐的逐步扩大，时钟信息传输时延迟就不可或避免地可能会进一步增加，很多时钟信息可能在通过中央路由器访问时将会突然被网络阻塞。这又将进一步影响系统对具有很严格的实时性要求下的通信故障或诊断时信息数据的有效传输，严重干扰时甚至会直接丢失数据信息，因此，对其实时性也有特别严格要求下的通信系统只应只接受来自通信主时钟系统的信息。

5、数据处理与协议转换

嵌入式交通监控管理系统网络中的所有存在嵌入式和移动互连监控系统中的数据均通过连接至嵌入式交通监控管理系统的一个前端数据处理器。这个前端数据处理器主要负责完成综合交通监控管理系统与其他联网监控系统之间的内部接口数据管理、协议数据转换、初始数据处理、定期数据访问和网络协议数据转换。并将不同接口格式的内部实时监控数据进行转换后成为综合交通监控管理系统一个统一的内部实时数据库和对象处理格式，提交给系统数据仓库、车站中央级和系统中央级的实时数据服务器。

结束语

地铁上的综合视频监控网络系统工作是一个大型的地铁网络监控系统，在实际中的应用中不可避免地可能会随时遇到复杂的技术问题。各国地铁工作人员正在努力不断简化整个我国地铁上的综合视频监控网络系统，提高整个地铁上的综合视频监控网络系统的整体功能。随着我国计算机通信技术的不断进步发展，地铁上的综合视频监控网络系统的技术突破应用周期越来越短。我们预计在不久的将来，地铁上的综合视频监控网络系统将会变得非常简单，具有更多功能。对于地铁交通系统来说，其安全性是另一个重要的保障层。

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