探讨城市轨道交通智能综合监控系统及关键技术

探讨城市轨道交通智能综合监控系统及关键技术

王文卿1李萌2

杭州市综合交通研究中心，浙江杭州310006；2.常州市武进规划管理服务中心，江苏常州213159）

摘要：随着我国城市轨道交通和铁路的大规模建设，以及日益提高的运营管理要求，城市轨道交通以高效、低碳、承载量大、速度快、节能等运输特点，受到广大市民的青睐与选择。城市轨道交通作为新型运输设备，其安全性能是最受关注的话题。城市轨道交通智能综合监控系统由若干个子监控系统，按照不同监控功能、对象与范围，对轨道交通的运行状况进行全方位监控，以提高城市轨道交通对突发事故的抵御能力。

关键词：城市轨道交通；综合监控；智能控制；技术实现

前言

所谓城市轨道交通智能综合控制系统，是由智能控制系统与综合监控系统两大部分组成。综合监控系统，指的是轨道系统由若干个子监控系统集成构成，如自动售检票、旅客向导、列车自动控制等系统，每个子系统根据其功能特点，有固定的控制范围；智能控制系统，是各监控子系统可通过网络平台，实现数据互动，实现“有人值班、无人留守”的人性化高效监控模式。笔者在对城市轨道交通智能综合监控系统的内涵及特征进行分析，并对形成系统的关键技术进行研究。

1城轨智能综合监控系统的功能特点

城市轨道交通智能综合监控系统是由若干个子系统构成，子系统之间既相互独立，又相互影响。每个子系统具有固定的监控范围。智能综合监控中心，则对每个子系统的监控状况监督与统计，在提高监控效率的同时，很大程度地降低了城轨运行成本以及提高了对乘客的安全保障。城轨智能综合监控系统的功能特点，具有很强的针对性，具体体现如下。

1.1综合监控全线子系统

系统的核心部分，是中央级综合监控中心，能够对各子系统全线监控。收集、统计、计算、分析子系统显示的运行数据。对子系统收集的资料进行汇编，其综合互动平台，可将信息资料实时共享。城轨站外领导，可通过共享平台监控城轨运行状况；站外技术人员，可通过综合监控中心进行远程指导，控制指令或者设置参数。综合监控全线子系统，保证了列车运行的快速、准确与安全。

1.2实现不同工况下子系统间的有效联动

城轨在正常运行工况下，子系统之间的有效联动，是通过数据共享平台，将监控信息进行有效传递。比如PIS与ATC系统、AFC与ATC系统、AFC与EMCS系统等，子系统既相互联动，又两两互动。这一属性，导致列车在故障工况中，若某一个子系统出现故障，则其他子系统将受牵连，整个系统将丧失监控与协调功能。当列车故障不影响列车运行时，子系统还可继续通过数据共享平台进行数据互动；若故障已导致列车无法正常运行时，综合监控中心便可发挥其功能，对故障子系统进行协调与整顿，使子系统之间重新实现联动。不可预计的灾害对列车造成影响，各子系统将同时对灾害情况进行探测与收集，并将收集信息通过应急通道进行站内、站外传递，第一时间汇报灾情，方便领导层对灾害做出解决方案。

1.3保证信息及时、高度共享

智能综合监控系统，是将城轨各监控子系统，通过综合监控中心，结合智能监控技术构成。综合监控中心是一个庞大的数据共享平台，能及时对各子系统收集的信息进行管理与共享，是城轨监控系统监控水平提高的标志。另一方面，此数据共享平台，具有与城市、铁路、航空等相关单位的ITS系统连线，实现外部联动。公安部门、防汛指挥部门以及地震灾害部门的专业监控，也能通过共享平台与城轨智能综合监控系统进行数据互动，提高了城轨运行的可靠性。

1.4系统的智能自动化操作

作为智能型综合监控系统，此系统能够将子系统收集的数据，在数据共享平台上自主分析，对统计的各子系统的信息进行对比与计算，并自动生成相应的解决方案，综合监控中心则将各系统的参数进行协调与完善。这一性能，对列车运行过程中的灾害情况具有预见性，保证列车不受恶劣环境影响。另一方面，系统的智能自动化操作，可实现列车运行中“有人值班、无人留守”监控模式。

2城轨智能综合监控系统的组成结构

城轨智能综合监控系统的结构由三个部分组成，分别是综合决策层、车站决策层以及现场控制层。其结构层次如图1所示。

由图1可知，智能综合监控系统的每个层级，均有其固定的监控任务，且每个层级所需具备的技术与运行条件各不相同。首先，综合决策层的主要功能是监控全线所有子系统，并通过数据共享平台实行数据互动；其次，车站决策层则是监控站内情况的子系统，并实现车站内子系统的协调与调度；再次，现场控制层主要是对现场状况进行监控，近距离服务于人群。此层级包括了6个子系统，分别是旅客综合服务系统、自动售检票系统、列车自动控制系统、电力调度系统、防灾报警系统以及环境控制系统。这6个子系统以旅客服务、列车运营以及营运安全为宗旨，对现场信息进行收集与处理，对现场设备进行维护与管理，保证现场的安全性能在掌控之中。

3城轨实现智能综合监控系统的关键技术

城轨智能综合监控系统的关键技术，当属信息共享平台技术以及网络通信平台技术。

3.1信息共享平台技术

信息共享平台，顾名思义，是实现信息资源有效整合的基础。在此技术付诸使用之前，设置相应参数标准，平台可自动将各子系统收集的数据自动接入与处理，并能够分发到其他系统。信息共享平台，能够实现多用户同时进行数据互动，此复杂性，决定了平台完善的技术条件，其分布式技术条件包括数据源接口技术、信息融合技术、数据挖掘技术、信息发布技术。

信息共享平台技术，主要有OMG组织研发的CORBA（公共对象请求代理体系结构），它体系实现平台的分布式处理环境。CORBA体系具有优良的互动性与开放性，且具有多种语言，亦可跨平台操作，能够同时服务于对象请求代理、对象服务、公共设施、应用接口以及领域接口等方面。

3.2网络通信平台技术

网络通信平台，具有传输语音、文字、图像、数据等各类信息的功能。将收集的信息，通过网络控制中心，由平台进行解析、整合，并分发到相应的外部设备上，如视屏显示器、广播、电话、时钟或者其他同步与异步数据的设备。

城轨网络通信平台技术，主要由PDH（准同步数字传输系统）、SDH（同步数字传输系统）、OTN（开发式传输网络）、ATM（异步传输模式）与RPR（弹性分组环技术）等，共同实现语音、视屏、图像、数据、网络等信息的传输。同时，在平台上设置信息传输标准参数，使得信息在此平台上透明传输，保证了各类信息传输的精度与效率。

4结语

城市轨道交通智能综合监控系统是一款智能型与综合型的全面监控系统，由多个专业的子系统组成。实现系统的监控功能的关键技术包含信息共享平台技术与网络通信平台技术，两种技术的有效结合，保证了整个系统信息数据传输的完整性、有效性及准确性。尽管城轨在灾害或故障条件下，此系统能够对各子系统进行调整与控制，减少故障对列车带来的伤害，保证列车的安全性能。城市轨道交通与市民的生命安全息息相关，大力发展智能综合监控系统，对城轨建设有不可替代的作用。

参考文献：

[1]陆化普，李瑞敏．城市智能交通系统的发展现状与趋势[J]．工程研究—跨学科视野中的工程，2014（01）

[2]卫小伟．城市智能交通控制系统研究与设计[J]．现代电子技术，2010（01）

[3]于德新，杨兆升，王媛，孙建平．基于多智能体的城市道路交通控制系统及其协调优化[J]．吉林大学学报：工学版，2006（01）