城市轨道交通综合监控系统方案.docx

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城市轨道交通综合监控系统方案

城市轨道交通综合监控系统资料

单元1综合监控系统概述

城市轨道交通综合监控系统：

简称"综合监控系统”【ISCS】IntegratedSupervisory

ControlSystem

ISCS相关英文缩写

1AFC

AutomaticFareCollection

自动售检票系统

2ATC

AutomaticTrainControl

自动列车控制

3ATO

AutomaticTrainOperation

自动列车运行

4ATP

AutomaticTrainProtection

自动列车防护

5ATS

AutomaticTrainSupervision

自动列车监控

6BAS

BuildingAutomaticSystem

环境与设备监控系统

7CLK

Clock时钟系统

8FAS

FireAlarmSystem

火灾报警系统

9FEP

FrontEndProcessor

前端处理机

10OCC

OperatingControlCentre

控制中心

11CCTV

ClosedCircuitTelevision

闭路电视系统

12ISCS

IntegratedSupervisoryControlSystem综合监控系统

13PA（S）PublicAddress（System）公共广播（系统）

14PISPassengerInformationSystem乘客信息系统

15PSCADAPowerSCADA电力监控系统

16PSDPlatformScreenDoor屏蔽门

17SIGSignaling信号系统

18FGFloodGate防淹门

19ACSAccess门禁

20UPSUninterruptedPowerSystem不间断电源系统

21EMCSElectricalandMechanicalControlSystem机电设备监控系统

22SCADASupervisoryControlandDataAcquisition监控与数据采集

FACP（FireAlarmControlPanel）火灾报警控制盘

COM（CommunicationSystem）通信系统

ASD（AutomaticSlidingdoor）滑动门

OA（OfficeAutomation）办公自动化系统

ISCS系统介绍

1.硬件构成

1）中心级ISCS硬件设备

2）车站级ISCS硬件设备

2.软件构成

1）数据接口层

2）数据处理层

3）人机接口层

3.网络系统构成

1）主干层

2）局域层

3）现场层

4

5.杭州地铁1号线ISCS系统软硬件构成

杭州地铁I号繼屋刨中＜/处

（9）电源设备

控制中心应分别为综合监控系统设备和综合显示屏配置UPS电源。

车辆段应分别为综合监控系统设备和培训仿真测试系统配置UPS电源。

（1）停车场：

是城市轨道交通车辆停放的场所，是规模较小的车辆段，承担城市轨道交通车

辆的停放、清洁、维护和乘务工作。

一般每条轨道交通线路按其配属车辆的多少，设置一处

或多处停车场。

（2）车辆段：

是城市轨道交通车辆更换损坏部件的场所，它在停车场的基础上增加车辆检修设施,其中以大、架修设施为主，主要检修手段为互换修。

承担多条由联络线互相沟通线路车辆的大、架修工作；承担所属线路车辆的定修、月检及临修及车辆停放和列检工作；

综合监控系统对子系统的无缝接入在实践中产生了两类方式，一类称之为对子系统集

成，一类是对子系统互联。

（1）对子系统集成，是指开放系统将被集成子系统完全融入系统之中，被集成子系统成为综合监控系统的一部分，被集成子系统的全部功能都由综合监控系统实现，除了管理意义外，

被集成子系统构成了综合监控系统主体。

（2）对子系统互联，是指被互联子系统是一个独立运行的系统、具有自身的完整结构，综合监控系统通过外部接口与互联子系统进行必要的信息交互以支持信息共享平台的构建。

互联子系统独立运行实现自己的功能，也向综合监控系统提供交互数据，支持综合监控系统

互联功能实现。

对子系统互联

单元2综合监控系统性能

ISCS性能指标

1.实时响应性

2.可靠性

3.可扩展性

实时响应时间要求：

综合监控系统遥控时间在2秒之内，返信时间在2秒之内。

更一般地讲要求系统下行数据传输时间在2秒之内，上行数据传输时间在2秒之内。

性能保证条件：

对子系统深度集成

2.可靠性

为保证综合监控系统的

可靠性会提出

MTBF

（平均无故障时间）大于

8000小时

MTTR（平均恢复前时间）小于

1小时

综合监控系统功能定位要确立：

①

为运营服务

②

为设备维护

③

为乘客服务

联动功能要实用、要完备、要深入

单元3轨道交通综合监控系统集成方案

3.1ISCS的构架理念根据各业务系统的类型和特点，大致可分为：

1建筑物安全防范类系统

（火灾报警系统、环境与设备监控系统、电力监控系统、门禁系统、电视监控系统）；

2保障行车安全类系统

（车辆系统、信号系统、屏蔽门（安全门）系统、防淹门系统等）；

3票务管理及服务类系统

（自动售检票系统）；

4信息服务类系统

（乘客信息系统（车站信息系统、车载信息系统）、广播系统、通信时钟系统等）。

要将这4大类系统有机的结合起来，通过建立一个综合自动化管理平台，实现各系统间的资

源共享和联动响应，完善运营管理模式及机构，这就涉及到综合监控系统的功能定位和系统集成规模及深度。

为此，要重点对系统集成模式及深度进行比较与分析。

3.2系统集成规模分析与比较

从上述4大类监控系统的功能定位来说，综合监控系统的集成规模主要有以下3种：

（1）全集成方案

是以保障行车安全类系统为主，将建筑物安全防范类系统、票务管理及服务类系统、信息服务类系统全集成。

具体实施方式是以信号系统为平台，以信号ATS系统为集成主体，集

成车辆、供电等所有系统，构建大型的综合自动化监控体系，是城市轨道交通建设自动化管

理实施的最理想方案。

（2）分类集成方案

（3）准集成方案

分类集成方案和准集成方案可以认为是各类系统集成的准理想模式，从目前国内外轨道交通系统的集成方案来看，综合监控系统的集成主要存在着两种流派。

一种是以行车调度指挥为核心，同时提供环境监控、电力监控和乘客服务等功能的集成监控系统。

另一种主要采用以环调、电调为核心兼顾部分与行调有关子系统的集成互联模式。

1）以行车调度指挥为核心的集成方式

以行车调度指挥为核心的集成方式最显著的特征是集成信号系统的列车自动监控子系

统（ATS,同时集成与行车指挥有关的CCTVPAPIS、SCADAFASBAS互联的系统有

ATCAFCCLK等。

这种方案在国外已有成功实施的先例，如：

新加坡东北线。

优点：

实现了对轨道交通中环境、供电、设备、乘客、列车的全面监控。

真正做到为运营指挥部门服务，提高轨道交通公司运营指挥的自动化水平。

系统的集成度进一步提高，可以进一步实现信息共享和灾害情况下的快速联动。

是城市轨道交通综合监控系统的发展方向。

缺点：

1.集成ATS后，综合监控系统直接负责行车指挥调度，因此要求系统的功能和可靠性更高；

2.内地还没有集成ATS的先例，存在一定的风险；

3.需要整合ATS软件开发平台和ISCS软件开发平台；

4.要更好地发挥集成ATS综合监控系统的优势，需要对现行的运营管理和维护管理体制进行调整，牵涉面比较广；

2）以环调、电调为核心的集成方式

目前国内大都属于以环调、电调为核心的集成方式。

集成的系统包括：

FASBASSCADA

PSDFG等。

互联的系统包括：

PACCTVPIS、AFCATCCLK等。

优点:

1.保证行车调度系统独立运行，不会因为集成平台出现问题而受影响。

通信系统的CCTV

PA专用电话等独立传输，不影响数据通道的带宽，降低综合监控系统实施风险；

2.ATS与ISCS分开，便于ISCS的工程实施；

3.该方案与当前我国轨道交通管理水平相适应：

全能操作员或跨专业操作员有待培养，适度集成、分专业设置调度员较为现实；

4,对提高运营管理水平、救灾效率有较大帮助。

缺点：

集成度还不够高，只能对列车位置及状态等进行监视，不具备对运行计划、进路设置等的监

控功能，不能真正做到以行车调度指挥为核心。

杭州地铁1号线ISCS集成方案

以环调、电调为核心的集成方式

3.4系统集成深度分析与比较

系统集成深度一般有以下3种方案：

1.信息集成（网络集成）方案

2.适度集成方案

3.深度集成方案

1.信息集成（网络集成）方案（中央汇总）

即保留各系统的分立局面，利用各系统提供的开放式数据接口（OPC,ODBCJDBC等），

增加相应数据收集、存储、分发和处理系统，实现信息共享和各系统间快速联动。

2.适度集成方案

对各子系统从车站以上（车站级和中央级）开始集成，即只集成车站级和中央级控制管理部分硬件设备及软件功能，广州地铁3号和4号线采用的就是这种集成方式。

3.深度集成方案

在适度集成方案的基础上，对各子系统进行集成深度拓展，将各子系统中央级、车站级

和现场控制设备全由综合监控系统来实现。

简化或省略传输环节和系统间接口，广州地铁5

号线和正在建设的成都、重庆、北京、杭州、深圳等地的有关地铁线路采用的就是这种集成

模式。

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图4适J®朱成和课度擁成方案的系统响应速度及扭口示就图

单元4轨道交通综合监控系统控制模式与案例

病饶叫应;

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ISCS控制模式

时间表控制

事件驱动控制

人工手动控制控制模式的使用

时间表模式

夜间

—

早晨

—

正常运营时段T

晚上停运模式

早上启运模式卜

正常模式

＜时间判断

事件驰动模式

事件判断

停车报告|・阻塞模式・A

相关车站一A执行

火灾报告

A灾害模式

人工手动模式

人工干预

火灾救援案例

（2）区间隧道列车火灾模式

列牟屋部着火£龍近后方車站）

列车尾部着火时火灾模式

'、乘喜紙曲方向

列车头部希火（.靠近前方车.站）

列车头部着火时火灾模式

火灾救援案例（3）区间隧道列车火灾事故处理流程

“一列/多列列车在隧道中阻塞联动功能对调度指挥的帮助，以下是联动操作。

（1）启动方式：

检测到ATS阻塞报警信号后自动触发。

⑵在中央操作员工作站HMI弹出报警窗口。

（3）建议操作员通过信号系统联动后方车站将列车扣留在车站。

（4）建议操作员启动相关的环控设备进入列车阻塞模式。

⑸自动触发CCTV切换到相关站台图像。

⑹建议在操作员确认后，通过PA对受到影响的车站发出相关广播信息。

⑺建议在操作员确认后，通过PIS对受到影响的车站发出相关显示信息。

（8）建议操作员通知相关的列车驾驶员和车站操作人员。

（9）对于区间阻塞时间过长的情况，建议前一列车牵引阻塞列车驶入前方车站后，疏散车上

人员或采用就地疏散。

（10）列车在区间阻塞采用就地疏散时，要求阻塞区间的三轨断电。

单元5轨道交通综合监控系统人机界面主要内容

1、登录画面2、车站布局图

4、PA操作界面：

按时间表广播5、CCTV操作功能

备手动操作系统，是当中央综合监控网络故障，车站操作员工作站蓝屏时的紧急备用操作盘。

车站综合后备控制盘（IBP）的功能

紧急情况下自动扶梯的停止、启动控制功能；

在紧急情况下具有切断三级负荷及照明电源的功能；环控通风排烟系统的紧急控制（模式控制）和消防联动控制模式;

自动售检票系统（AFC的闸机解锁或开启闸门的控制；

屏蔽门/安全门系统（PSD的开关门控制；

防淹门（FG的关门控制；

门禁系统（ACS的解锁控制；

ATC系统的紧急停车、扣车和跳停控制。

单元7轨道交通综合监控系统国产化

7.1地铁国产化政策对综合监控系统的要求

城市轨道交通建设按照国务院的要求，国产化率（指设备国产化率）必须达到70%这

是地铁建设的国策。

城市轨道交通项目，无论使用何种建设资金，其全部轨道车辆和机电设备的平均国产化

率要确保不低于70%。

2003年9月27日国务院办公厅关于加强城市快速轨道交通建设管理的通知（国办发[2003]81号）中又强调指出：

①要不断提高城轨交通项目设备的国产化比例：

对国产化率达不到70%勺项目不予审批；

进口的整车设备要照章纳税；

原则上不使用限定必须购买外国设备的资金；

因为国产化率是按价格计算，因此，降低进口设备的价格至为关键。

为此，综合监控系统设计应该采用简约的结构，合理的配置。

不可采用豪华的设备配置。

根据多个综合监控系统工程中的经验，系统结构设计、硬件选型带给综合监控系统国产化率的影响在15%左右。

（3）从以上三个工程的设备国产化率统计中不难分析出，综合监控系统软件对设备国产化

率的影响极大。

按平均比率算综合监控系统软件在项目中一般占25%~35%

7.3综合监控系统国产化的实施策略

（1）简约的结构设计与合理的设备配置降低必不可少的进口设备总价

（2）尽量采用国产化软件平台

（3）尽可能选用国产化硬件

（4）选用独立的国内系统集成商

（5）在综合监控的建设中摈弃奢华选择实用

7.4综合监控系统国产化发展中的问题

问题1:

在招标中致国家对国产化率要求的明令于不顾，明确要求必须选用国外软件平台。

问题2：

只要是一个自动化监控软件甚至一般的组态软件就可以支撑起地铁综合监控系统平台。

单元8轨道交通综合监控系统实施风险分析

1.软件风险

2.工期压力风险

3•系统集成商能力风险

在我国地铁建设热潮中，市民对地铁开通的渴望十分强烈，而地铁建设过程往往开始时因为经验不足难于按计划进行，每到工程的中后期，开通日期的严格要求给工程建设者带来极大的压力。

此时最易跳过应有的进程，为项目实施带来风险。

科学的合理的工程步骤必须坚持，否则可能反而会对工期造成延误。

为此，应预先考虑到地铁工程的规律，实施计划尽可能留有充分余地。

要关注以下问题：

问题1:

设计联络会时间应科学安排，尤其是与接口相关的设计联络：

1过早则接口专业还未准备好，相应的资料不能提供，影响实际效果；

2过迟则会影响综合监控系统本身进度。

最后一次设计联络应在各专业设计成熟后召

开，但又要严格按计划进行，各专业接口设计应尽早完成。

设计联络阶段不应拖延进度影响工期。

问题2:

综合监控的关键设备（如：

服务器、FEP、操作站、网络设备等）与软件的兼容性

和稳定性等重要性能的考核必须在项目前期得到测试保障。

现场调试期间才发现兼容性和稳定性等问题将会带来极大的项目风险并影响工期。

问题3:

加强系统与重要设备的测试

成熟的标准通信协议的工程测试、接口协议测试、实验室模拟测试等必须在现场测试前

完成。

否则系统现场调试和工期都将有巨大的风险。

问题4:

硬件设备采购和发货时间不宜过早

存放过程会带来管理问题，电子设备因长期不加电存放也会受损。

现场条件应尽量达到关键电子设备的存放和运行环境要求后再安装和上电，要尽可能消除设备周转过程的质量风险。

问题5:

实践经验证明：

总联调计划至关重要，在最后阶段的大联调中，科学的安排管理是排除项目风险的好办法。

问题6:

运营部门、维护部门也应尽早介入项目，尤其是现场调试阶段和大联调阶段。

一方面综合监控系统会在现场调试期间直接按照实际需求做出必要的修改与变更，加快进度。

另一方面，运营人员和维护人员在调试阶段经历很多具体问题的解决过程得到的收获远远大于培训，对系统投运后的维护工作十分有利。