城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)方案

1、城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)資料單元 1 綜合監(jiān)控系統(tǒng)概述城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)：簡稱“綜合監(jiān)控系統(tǒng)”【 ISCS】 Integrated SupervisoryControl SystemISCS 相關(guān)英文縮寫1 AFCAutomatic Fare Collection自動售檢票系統(tǒng)2 ATCAutomatic Train Control自動列車控制3ATOAutomatic Train Operation自動列車運(yùn)行4ATPAutomatic Train Protection自動列車防護(hù)5ATSAutomatic Train Supervision自動列車監(jiān)控6 BASBuilding Au

2、tomatic System環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)7CLKClock時鐘系統(tǒng)8FASFire Alarm System火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)9FEPFront End Processor前端處理機(jī)10OCCOperating Control Centre控制中心11CCTVClosed Circuit Television閉路電視系統(tǒng)12ISCSIntegrated Supervisory Control System綜合監(jiān)控系統(tǒng)13PA（ S） Public Address（ System） 公共廣播（系統(tǒng)）14PISPassenger Information System乘客信息系統(tǒng)15 PSCADA

3、Power SCADA 電力監(jiān)控系統(tǒng)16PSDPlatform Screen Door屏蔽門17SIGSignaling信號系統(tǒng)18FGFlood Gate防淹門19 ACSAccess門禁20UPSUninterrupted Power System不間斷電源系統(tǒng)21EMCSElectrical and Mechanical Control System機(jī)電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)22SCADASupervisory Control and Data Acquisition監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集FACP （ Fire Alarm Control Panel）火災(zāi)報(bào)警控制盤COM（ Communication S

4、ystem）通信系統(tǒng)ASD（ Automatic Sliding door） 滑動門OA（ Office Automation）辦公自動化系統(tǒng)ISCS 系統(tǒng)介紹硬件構(gòu)成1 ）中心級ISCS 硬件設(shè)備2 ）車站級ISCS 硬件設(shè)備軟件構(gòu)成）數(shù)據(jù)接口層）數(shù)據(jù)處理層）人機(jī)接口層網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)成）主干層）局域?qū)樱┈F(xiàn)場層杭州地鐵 1 號線 ISCS 系統(tǒng)軟硬件構(gòu)成（9）電源設(shè)備控制中心應(yīng)分別為綜合監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備和綜合顯示屏配置UPS電源。車輛段應(yīng)分別為綜合監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備和培訓(xùn)仿真測試系統(tǒng)配置UPS電源。（1）停車場 ：是城市軌道交通車輛停放的場所, 是規(guī)模較小的車輛段, 承擔(dān)城市軌道交通車輛的停放、清潔、維護(hù)和

5、乘務(wù)工作。一般每條軌道交通線路按其配屬車輛的多少, 設(shè)置一處或多處停車場。（2）車輛段 ：是城市軌道交通車輛更換損壞部件的場所, 它在停車場的基礎(chǔ)上增加車輛檢修設(shè)施 , 其中以大、 架修設(shè)施為主, 主要檢修手段為互換修。承擔(dān)多條由聯(lián)絡(luò)線互相溝通線路車輛的大、架修工作；承擔(dān)所屬線路車輛的定修、月檢及臨修及車輛停放和列檢工作；綜合監(jiān)控系統(tǒng)對子系統(tǒng)的無縫接入在實(shí)踐中產(chǎn)生了兩類方式，一類稱之為對子系統(tǒng)集成，一類是對子系統(tǒng)互聯(lián)。1）對子系統(tǒng)集成 ，是指開放系統(tǒng)將被集成子系統(tǒng)完全融入系統(tǒng)之中，被集成子系統(tǒng)成為綜合監(jiān)控系統(tǒng)的一部分， 被集成子系統(tǒng)的全部功能都由綜合監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)， 除了管理意義外，被集成子系統(tǒng)

6、構(gòu)成了綜合監(jiān)控系統(tǒng)主體。ISCS控制中心通信骨干網(wǎng)子系統(tǒng)車站 1車站 n就地控制器就地控制器2）對子系統(tǒng)互聯(lián) ，是指被互聯(lián)子系統(tǒng)是一個獨(dú)立運(yùn)行的系統(tǒng)、具有自身的完整結(jié)構(gòu)，綜合監(jiān)控系統(tǒng)通過外部接口與互聯(lián)子系統(tǒng)進(jìn)行必要的信息交互以支持信息共享平臺的構(gòu)建?；ヂ?lián)子系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行實(shí)現(xiàn)自己的功能， 也向綜合監(jiān)控系統(tǒng)提供交互數(shù)據(jù)， 支持綜合監(jiān)控系統(tǒng)互聯(lián)功能實(shí)現(xiàn)。對子系統(tǒng)互聯(lián)控制中心ISCS通信骨干網(wǎng)車站 1車站 n子系統(tǒng)就地控制器就地控制器單元 2 綜合監(jiān)控系統(tǒng)性能ISCS 性能指標(biāo)實(shí)時響應(yīng)性可靠性可擴(kuò)展性實(shí)時響應(yīng)時間要求：綜合監(jiān)控系統(tǒng) 遙控時間在 2 秒之內(nèi) ，返信時間 在 2 秒之內(nèi) 。更一般地講要求系統(tǒng)

7、下行數(shù)據(jù)傳輸時間在 2 秒之內(nèi)，上行數(shù)據(jù)傳輸時間在 2 秒之內(nèi)。性能保證條件：對子系統(tǒng)深度集成可靠性為保證綜合監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性 會提出：MTBF （平均無故障時間）大于8000 小時MTTR（平均恢復(fù)前時間）小于1小時綜合監(jiān)控系統(tǒng) 功能定位 要確立 :為運(yùn)營服務(wù)為設(shè)備維護(hù)為乘客服務(wù)聯(lián)動功能要 實(shí)用、要完備、要深入單元 3 軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)集成方案3.1 ISCS的構(gòu)架理念根據(jù)各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的類型和特點(diǎn)，大致可分為：建筑物安全防范類系統(tǒng)(火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)、環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、電力監(jiān)控系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、電視監(jiān)控系統(tǒng)) ；保障行車安全類系統(tǒng)(車輛系統(tǒng)、信號系統(tǒng)、屏蔽門( 安全門) 系統(tǒng)、防淹門系統(tǒng)等) ；

8、票務(wù)管理及服務(wù)類系統(tǒng)(自動售檢票系統(tǒng)) ；信息服務(wù)類系統(tǒng)( 乘客信息系統(tǒng)( 車站信息系統(tǒng)、車載信息系統(tǒng)) 、廣播系統(tǒng)、通信時鐘系統(tǒng)等) 。要將這 4 大類系統(tǒng)有機(jī)的結(jié)合起來，通過建立一個綜合自動化管理平臺，實(shí)現(xiàn)各系統(tǒng)間的資源共享和聯(lián)動響應(yīng)，完善運(yùn)營管理模式及機(jī)構(gòu)，這就涉及到綜合監(jiān)控系統(tǒng)的功能定位和系統(tǒng)集成規(guī)模及深度。為此，要重點(diǎn)對系統(tǒng)集成模式及深度進(jìn)行比較與分析。3.2系統(tǒng)集成規(guī)模分析與比較從上述 4 大類監(jiān)控系統(tǒng)的功能定位來說，綜合監(jiān)控系統(tǒng)的集成規(guī)模 主要有以下3 種：1）全集成方案是以保障行車安全類系統(tǒng)為主 ，將建筑物安全防范類系統(tǒng)、 票務(wù)管理及服務(wù)類系統(tǒng)、 信息服務(wù)類系統(tǒng)全集成。 具體實(shí)

9、施方式是以信號系統(tǒng)為平臺， 以信號 ATS系統(tǒng)為集成主體 ，集成車輛、 供電等所有系統(tǒng)，構(gòu)建大型的綜合自動化監(jiān)控體系，是城市軌道交通建設(shè)自動化管理實(shí)施的 最理想 方案。（2）分類集成方案（3）準(zhǔn)集成方案分類集成方案和準(zhǔn)集成方案可以認(rèn)為是各類系統(tǒng)集成的準(zhǔn)理想 模式，從目前國內(nèi)外軌道交通系統(tǒng)的集成方案 來看，綜合監(jiān)控系統(tǒng)的集成主要存在著兩種流派。一種是 以行車調(diào)度指揮為核心， 同時提供環(huán)境監(jiān)控、 電力監(jiān)控和乘客服務(wù)等功能的集成監(jiān)控系統(tǒng)。另一種主要 采用以環(huán)調(diào)、電調(diào)為核心兼顧部分與行調(diào)有關(guān)子系統(tǒng)的集成互聯(lián)模式。1）以行車調(diào)度指揮為核心的集成方式以行車調(diào)度指揮為核心的集成方式最顯著的特征是集成信號系統(tǒng)

10、的列車自動監(jiān)控子系統(tǒng)（ ATS），同時 集成與行車指揮有關(guān)的 CCTV、 PA、PIS 、 SCADA、 FAS、 BAS。互聯(lián)的系統(tǒng)有ATC、 AFC、 CLK等。 這種方案在國外已有成功實(shí)施的先例，如：新加坡東北線。優(yōu)點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)了對軌道交通中環(huán)境、供電、設(shè)備、乘客、列車的全面監(jiān)控。真正做到為運(yùn)營指揮部門服務(wù)，提高軌道交通公司運(yùn)營指揮的自動化水平。系統(tǒng)的集成度進(jìn)一步提高，可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)信息共享和災(zāi)害情況下的快速聯(lián)動。是城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展方向。缺點(diǎn) ：集成 ATS后，綜合監(jiān)控系統(tǒng)直接負(fù)責(zé)行車指揮調(diào)度，因此要求系統(tǒng)的功能和可靠性更高；內(nèi)地還沒有集成 ATS的先例，存在一定的風(fēng)險(xiǎn)；需要整

11、合 ATS軟件開發(fā)平臺和 ISCS 軟件開發(fā)平臺；要更好地發(fā)揮集成 ATS綜合監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)勢，需要對現(xiàn)行的運(yùn)營管理和維護(hù)管理體制進(jìn)行調(diào)整，牽涉面比較廣；2）以環(huán)調(diào)、電調(diào)為核心的集成方式目前國內(nèi)大都屬于以環(huán)調(diào)、電調(diào)為核心的集成方式。集成的系統(tǒng)包括：FAS、 BAS、 SCADA、PSD、 FG等。互聯(lián)的系統(tǒng)包括：PA、 CCTV、PIS 、 AFC、 ATC、 CLK 等。優(yōu)點(diǎn)：1.保證行車調(diào)度系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行，不會因?yàn)榧善脚_出現(xiàn)問題而受影響。通信系統(tǒng)的PA、專用電話等獨(dú)立傳輸，不影響數(shù)據(jù)通道的帶寬，降低綜合監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)；2. ATS 與 ISCS 分開，便于ISCS 的工程實(shí)施；CCTV、3

12、,該方案與當(dāng)前我國軌道交通管理水平相適應(yīng)：全能操作員或跨專業(yè)操作員有待培養(yǎng)，適度集成、分專業(yè)設(shè)置調(diào)度員較為現(xiàn)實(shí)；4,對提高運(yùn)營管理水平、救災(zāi)效率有較大幫助。缺點(diǎn)：集成度還不夠高， 只能對列車位置及狀態(tài)等進(jìn)行監(jiān)視， 不具備對運(yùn)行計(jì)劃、 進(jìn)路設(shè)置等的監(jiān)控功能，不能真正做到以行車調(diào)度指揮為核心。杭州地鐵1 號線 ISCS 集成方案3.4系統(tǒng)集成深度分析與比較系統(tǒng)集成深度 一般有以下3 種方案：信息集成 ( 網(wǎng)絡(luò)集成 ) 方案適度集成方案深度集成方案信息集成 ( 網(wǎng)絡(luò)集成 ) 方案（中央?yún)R總）即保留各系統(tǒng)的分立局面，利用各系統(tǒng)提供的開放式數(shù)據(jù)接口(OPC， ODBC， JDBC 等 ) ，增加相應(yīng)數(shù)據(jù)

13、收集、存儲、分發(fā)和處理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)信息共享和各系統(tǒng)間快速聯(lián)動。適度集成方案對各子系統(tǒng)從車站以上 ( 車站級和中央級) 開始集成，即只集成車站級和中央級控制管理部分硬件設(shè)備及軟件功能，廣州地鐵3 號和 4 號線采用的就是這種集成方式。深度集成方案在適度集成方案的基礎(chǔ)上，對各子系統(tǒng)進(jìn)行集成深度拓展，將各子系統(tǒng)中央級、車站級和現(xiàn)場 控制設(shè)備全由綜合監(jiān)控系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。簡化或省略傳輸環(huán)節(jié)和系統(tǒng)間接口，廣州地鐵 5 號線和正在建設(shè)的成都、 重慶、 北京、杭州、深圳等地的有關(guān)地鐵線路采用的就是這種集成模式。單元 4 軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)控制模式與案例ISCS 控制模式時間表控制事件驅(qū)動控制人工手動控制控制模式的

14、使用夜間晚上停運(yùn)模式時間判斷早晨早上啟運(yùn)模式正常運(yùn)營時段正常模式停車報(bào)告阻塞模式相關(guān)車站執(zhí)行事件判斷火災(zāi)報(bào)告災(zāi)害模式人工干預(yù)人工模式火災(zāi)救援案例（2）區(qū)間隧道列車火災(zāi)模式列車尾部著火時火災(zāi)模式列車頭部著火時火災(zāi)模式火災(zāi)救援案例（3）區(qū)間隧道列車火災(zāi)事故處理流程“一列多列列車在隧道中阻塞聯(lián)動功能對調(diào)度指揮的幫助，以下是聯(lián)動操作 。啟動方式：檢測到 ATS 阻塞報(bào)警信號后自動觸發(fā)。在中央操作員工作站 HMI彈出報(bào)警窗口。建議操作員通過信號系統(tǒng)聯(lián)動后方車站將列車扣留在車站。建議操作員啟動相關(guān)的環(huán)控設(shè)備進(jìn)入列車阻塞模式。自動觸發(fā) CCTV切換到相關(guān)站臺圖像。建議在操作員確認(rèn)后，通過PA 對受到影響的車

15、站發(fā)出相關(guān)廣播信息。建議在操作員確認(rèn)后，通過PIS 對受到影響的車站發(fā)出相關(guān)顯示信息。建議操作員通知相關(guān)的列車駕駛員和車站操作人員。對于區(qū)間阻塞時間過長的情況，建議前一列車牽引阻塞列車駛?cè)肭胺杰囌竞?，疏散車上人員或采用就地疏散。列車在區(qū)間阻塞采用就地疏散時，要求阻塞區(qū)間的三軌斷電。單元 5 軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)人機(jī)界面主要內(nèi)容1、登錄畫面2、車站布局圖3、PA操作界面 : 一般廣播4、PA操作界面 : 按時間表廣播5 、CCTV操作功能6、CCTV操作界面 : 序列控制7 、PIS 功能：車站信息8、PIS 功能：車載信息9、安全門（PSD）功能10、FAS功能11、聯(lián)動功能12、通用畫面：告

16、警一覽表單元 6軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)IBP 盤功能與操作IBP(Integrated Backup Panel )盤的定義 :地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)在 車控室 配置了綜合后備盤（ IBP）。它是綜合監(jiān)控系統(tǒng)在車站級的后備手動操作系統(tǒng)， 是當(dāng)中央綜合監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)故障， 車站操作員工作站藍(lán)屏?xí)r的緊急備用操作盤。車站綜合后備控制盤（ IBP ）的功能緊急情況下自動扶梯的停止、啟動控制功能；在緊急情況下具有切斷三級負(fù)荷及照明電源的功能；環(huán)控通風(fēng)排煙系統(tǒng)的緊急控制（模式控制）和消防聯(lián)動控制模式；自動售檢票系統(tǒng)（AFC）的閘機(jī)解鎖或開啟閘門的控制；屏蔽門 / 安全門系統(tǒng)（ PSD）的開關(guān)門控制；防淹門（ FG）的關(guān)

17、門控制；門禁系統(tǒng)（ ACS）的解鎖控制；ATC系統(tǒng)的緊急停車、扣車和跳?？刂?。單元 7 軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)國產(chǎn)化7.1 地鐵國產(chǎn)化政策對綜合監(jiān)控系統(tǒng)的要求城市軌道交通建設(shè)按照國務(wù)院的要求，國產(chǎn)化率（指設(shè)備國產(chǎn)化率）必須達(dá)到70%。這是地鐵建設(shè)的國策。城市軌道交通項(xiàng)目，無論使用何種建設(shè)資金，其全部軌道車輛和機(jī)電設(shè)備的平均國產(chǎn)化率要確保不低于70。2003 年 9 月 27 日國務(wù)院辦公廳關(guān)于加強(qiáng)城市快速軌道交通建設(shè)管理的通知（國辦發(fā)200381號）中又強(qiáng)調(diào)指出：要不斷提高城軌交通項(xiàng)目設(shè)備的國產(chǎn)化比例：對國產(chǎn)化率達(dá)不到70%的項(xiàng)目不予審批；進(jìn)口的整車設(shè)備要照章納稅；原則上不使用限定必須購買外國設(shè)

18、備的資金；因?yàn)閲a(chǎn)化率是按價(jià)格計(jì)算，因此，降低進(jìn)口設(shè)備的價(jià)格至為關(guān)鍵。為此，綜合監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)該采用簡約的結(jié)構(gòu)，合理的配置。 不可采用豪華的設(shè)備配置。根據(jù)多個綜合監(jiān)控系統(tǒng)工程中的經(jīng)驗(yàn)， 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、硬件選型帶給綜合監(jiān)控系統(tǒng)國產(chǎn)化率的影響在15%左右。（3）從以上三個工程的設(shè)備國產(chǎn)化率統(tǒng)計(jì)中不難分析出，綜合監(jiān)控系統(tǒng)軟件對設(shè)備國產(chǎn)化率的影響極大。按平均比率算綜合監(jiān)控系統(tǒng)軟件在項(xiàng)目中一般占25%35%；7.3 綜合監(jiān)控系統(tǒng)國產(chǎn)化的實(shí)施策略1）簡約的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與合理的設(shè)備配置降低必不可少的進(jìn)口設(shè)備總價(jià)2）盡量采用國產(chǎn)化軟件平臺3）盡可能選用國產(chǎn)化硬件4）選用獨(dú)立的國內(nèi)系統(tǒng)集成商5）在綜合監(jiān)控的建設(shè)中擯

19、棄奢華選擇實(shí)用7.4 綜合監(jiān)控系統(tǒng)國產(chǎn)化發(fā)展中的問題問題 1：在招標(biāo)中致國家對國產(chǎn)化率要求的明令于不顧，明確要求必須選用國外軟件平臺問題 2：只要是一個自動化監(jiān)控軟件甚至一般的組態(tài)軟件就可以支撐起地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)平臺。單元 8 軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)分析。軟件風(fēng)險(xiǎn)工期壓力風(fēng)險(xiǎn)系統(tǒng)集成商能力風(fēng)險(xiǎn)在我國地鐵建設(shè)熱潮中，市民對地鐵開通的渴望十分強(qiáng)烈，而地鐵建設(shè)過程往往開始時因?yàn)榻?jīng)驗(yàn)不足難于按計(jì)劃進(jìn)行，每到工程的中后期，開通日期的嚴(yán)格要求給工程建設(shè)者帶來極大的壓力。此時最易跳過應(yīng)有的進(jìn)程，為項(xiàng)目實(shí)施帶來風(fēng)險(xiǎn)?？茖W(xué)的合理的工程步驟必須堅(jiān)持，否則可能反而會對工期造成延誤。為此，應(yīng)預(yù)先考慮到地鐵工程的規(guī)律，實(shí)施計(jì)劃盡可能留