试论轨道交通综合监控系统智能化

试论轨道交通综合监控系统智能化

龚学龙

佛山市轨道交通发展有限公司（528000）

摘要：轨道交通综合监控系统主要由智能控制和综合监控两大模块进行，两种功能不仅可以有效避免交通拥堵，也具有绿色环保作用，具有安全性和稳定性。基于此，本文主要围绕城市轨道交通展开论述，探讨了综合监控系统的智能化建设意义及相关的系统设计。

关键词：轨道交通；综合监控系统；智能化。

一、城市轨道交通智能化综合监控系统的组成及其作用

1、城市轨道交通智能化综合监控系统的组成

结合我国城市轨道交通运营管理要求和习惯，以及国内系统集成单位的工程技术条件和工程建设管理水平，城市轨道交通智能化综合监控系统的组成分为：中央综合监控系统及车站综合监控系统。中央综合监控系统由网络设备、实时服务器、历史服务器、数据存储设备、工作站、不间断电源、通信处理机、综合显示屏、信息等级保护、打印机等组成，网络设备、实时服务器、历史服务器、通信处理机采用冗余配置；车站综合监控系统由网络设备、服务器、工作站、不间断电源、通信处理机、综合后备盘及打印机等组成，网络设备、服务器、通信处理机采用冗余配置，车辆基地的服务器与工作站可作为综合监控系统的备用中心使用。

2、城市轨道交通智能化综合监控系统的作用

城市轨道交通智能化综合监控系统负责对全线的行车、环境、灾害、客流、供电、服务及车站主要设备的运行情况进行全面监控，并根据不同情况启动相应的预设工作模式和应急预案，协调全线各子系统的联动控制。综合监控系统的作用主要表现为：保障乘客安全，提供各子系统之间的业务关联和事件联动，提高对事件的反应能力和速度，增强轨道交通对各种灾害的抵御能力；保障行车，提供统一的基础数据平台，保证各子系统采用相同的基本运行参数；提高运营管理效率，提供统一的维护和运行平台，保障设备维护计划与运营计划的协调；节能降耗，优化设备运行模式，降低能耗及运营成本；作为运营线路的信息中心，为城市轨道交通网络化管理和上层管理部门提供统一的信息渠道和接口。

二、轨道交通智能化综合监控系统设计

1.智能化综合监控系统设计目标

（1）系统设计的功能性目标：智能化综合监控系统在构成方面采用分布式架构，由车站和控制中心（中央）共同构成一个整体的系统网络架构；使用统一的平台来完成各系统之间信息的采集、通信与联动等功能。基于数据的一体化可以利用云平台、大数据技术来进行信息的深度发掘与整合分析，获取轨道交通运行以及系统内部中具有价值的信息，为安全高效的运营带来参考决策。

（2）系统设计的结构目标：智能化综合监控系统的构成子系统较多，所以要保证各子系统的分工与职能足够明确清晰，一般包含了文字、图像等数据信息，各支网分别与有关岗位及考核标准相对，从而保证系统分工能够合理化和有序化，利用系统的共享平台来进行信息的传输与共享。轨道交通通常具备固定的行程路线，所以行程规划较为便利，但其中也会生成一些具有价值的信息，可以利用信息收集、分析、存储支撑来对轨道交通运行信息及综合监控系统信息进行收集。

（3）系统设计的联动目标：智能化综合监控系统需要具备一个集成系统平台，从而保证信息能够在支网及系统之间顺利流通，提高信息使用效益；同时，还要保证各个支网结构的联通与联动功能，保证系统中各个支网之间能够协调运作，通过子系统的联动来实现信息共享和统一化调度控制，保证整个系统能够稳定且高效的运作。

2.系统整体架构设计

作为城市轨道交通系统中的关键功能结构，本系统需要对各系统构成的功能进行全面描述与控制，同时也要提供契合的服务，利用软硬件的协同来实现。系统功能的联动性需要建立在各支网子系统间的信息共享基础上，不同功能互相结合的监控系统框架则是实现控制服务的关键条件。其中，通信监控模块一般由闭路电视和公共信息系统、电话等构成；环境和设备监控模块则包含列车车站和途径的隧道中的各项环境因素，如空调设备、通风设备等，确保列车运行的可靠性；自动监控模块的职能在于列车行驶路线的控制与定位，并对列车的行驶状况进行监控；安检监控模块则针对乘客携带的物品进行检查，确保列车与乘客的安全；电力监控模块主要控制照明系统和高压供给系统等；售检票监控模块则负责对乘客买票进出站乘车过程进行监控，避免逃票等行为的发生；报警监控模块则针对列车及站点的安全隐患进行监控并发动警报，通常有灭火系统和排烟系统等；危险物质监控模块主要针对现场空气质量及有害物质进行监控，避免高危险性物品进入列车。

三、轨道交通智能化综合监控系统的实现

1.系统硬件

（1）综合决策层，该层主要负责为交通运行制定科学合理的运行计划，并在对整条轨道路线上的所有系统进行监控的基础上实现数据和信息同外部系统间的交互，具体通过网络通信共享平台提供的数据传输技术完成，通信平台负责传输各个应用系统的信息，并对异构数据源（由系统不同模块产生）进行管理实现不同模块数据的互相连接，最终将现场和车站的相关数据信息汇集到数据共享平台（通过通信平台），以供综合决策使用。

（2）车站决策层，为保证各模块间的相对独立性，具体以车站内网信息为依据完成车站决策层的设计，主要负责对该车站内的各个子系统进行监控，并据此对子系统联动功能进行协调，可根据实际情况扩展系统功能，有效提高了系统的可扩展性。为实现节点统一汇聚处理，系统内的监控节点采用关联性模型完成设计，将多个传感器同智能化综合监控系统借助无线通信技术进行连接，监控信息通过传感器采集后向节点处传送。

（3）现场控制层，主要划分为面向服务（包括运输综合服务、自动售检票服务等）、面向运营（包括列车控制系统、电力调度系统等）、面向安全（包括环境控制系统、防火灾报警系统）三大种类。

2.系统软件设计

基于人工智能技术的城市轨道交通智能化综合监控系统软件区域是控制系统正常运行的重要区域，主要由人机界面管理模块、网络状态监视模块、报警管理模块、视频分析模块、乘客信息系统管理模块、广播控制模块以及应急联动等模块所组成。基于人工智能技术的综合监控系统深度学习目标监测，利用视频设备来对监控区域进行人群检测和状态分析，实现站内客流密度统计、聚集分析、滞留分析以及安全系数等参数量化，并采用密度热力图和统计分析图表等方式展现于综合监控系统人机界面上，依靠离线（增量）、在线（模型库）等人工智能学习方式，通过后台软件对实时抓拍的视频图像进行识别与分析，利用人工智能技术学习视频数据的本质特征，通过对这些特征进行分类和辨识，分析出视频或监控中的人和物的特征及行为，并基于web服务器提供的存储信息、事件检测和逻辑处理等能力，在发现客运组织过程中的异常行为后，主动推送报警信息并在地铁自动化系统间共享，实现可疑或突发事件的报警联动，做到对可疑或突发事件的提前预警和应急处置。

结语

综上所述，随着城市轨道交通系统的发展，相适配的综合监控系统也应当“同步前行”，通过云平台、大数据、人工智能等先进技术的灵活应用，推动综合监控系统朝智能化的方向发展。本文中对综合监控系统的智能化发展工作方向以及工作内容进行初步的描述，在共同协作之下，推动综合监控系统的发展，使其更好地服务于城市轨道交通系统。

参考文献：

[1]马克刚等.地铁综合监控系统可靠性评估体系框架[J].都市快轨交通，2010（1）.

[2]夏张佳.轨道交通电力监控系统的改造与实现[D].华东理工大学,2016.