Ｔ 技术前沿 ｅｅｈｎｏｌｏｇｙ Ｆｒｏｎｔｉｅｒ 地铁综合监控系统方案的比选方法 罗勤舁 （深圳市地铁集团有限公司，广东深圳５１８０００） 摘要：目前在国内外许多地铁项目中对车站机电设备的监控都采用综合监控系统，这种新的监控方式较原来 各系统独立设计的分立式监控系统功能有了显著的提升。文章结合深圳地铁一期续建工程及二期工程综合监 控系统的建设经验，就综合监控系统的系统配置选型、集成子系统和互联子系统的选择范围、系统骨干网络 的设置方案等进行全面分析，为后期地铁建设项目合理设计综合监控系统方案提供了比选依据。 关键词：综合监控系统；系统配置；集成与互联；综合监控方案比选 中图分类号：Ｕ２３１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９—２３７４一（２０１ １）１２—００２４—０２ 一、地铁综合监控系统概述 综合监控系统（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｓｕｐｅｒｖｉ ＳｉＯｉｌ ａｎｄ 网络的设置等方面存在明显的差异，因这些综合监控系 统的核心构件存在着较大差异，因此系统性能也有较大 区别。在后期的地铁建设中该如何去选定综合监控系统 Ｃｏｎｔｒｏ１ ＳｙＳｔｅｍ，简称为ＩＳＣＳ），是随着现代计算 机技术、网络技术、集成技术发展起来的一种监控设 计系统，具有典型的大型分层分布式监控系统ＳｎｃＩＭＳ （Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ Ｓｙｓｔｅｍ）结 的核心构件，这是一个决定综合监控系统性能的重要课 题，下面就对综合监控系统的系统配置、集成与互联范 围、系统骨干网络的设置等进行方案比选分析： （一）系统配置方案比选 综合监控系统的系统配置方案受运营管理模式、采 构特点，一般由．中央ＩＳＣＳ系统、车站ＩＳＣＳ系统、现场 控制系统等部分组成，它把地理和管理上分散的各系 统进行集中监控和管理，有效的解决了各子系统设备 种类多，监控分散，人机界面平台、风格和操作不统 一集信息的处理方式以及中央级存储和管理数据量的大 小等方面因素的影响，在构成中主要分为三种方案。 方案一：在中央级设置冗余的全局实时和历史数据 服务器，将车站级的所有联网子系统的全部数据实时 地采集到中央级来进行统一的管理和控制。由于数据 的问题，较原分立式监控系统的管理效率有了大幅 中多有应用并且取得了不错的效果，实现各系统之间 度的提升。现在综合监控系统已经在国内外地铁建设 的信息共享与联动平台，提高了地铁系统运行的安全 性、可靠性。此外，综合监控系统性价比较高，能够 减少重复投资和后期维护成本，降低地铁线路的运营 成本，因此深受地铁项目建设的欢迎。 国内外很多著名的地铁项目都采用了综合监控系 统，国外的如西班牙毕巴尔巴额地铁、法国巴黎１４号 量庞大，处理复杂，需要分别设置实时数据服务器和 历史数据库服务器，以便监视和控制全线所有监控对 象，实时反映现场状态并进行及时的响应和存储 车 站级仅设实时服务器，仅保存本站所需的、常用的、 重要的数据和参数。 方案二：综合监控系统不设置全局性控制服务器及 线、香港地铁将军澳线等；国内的如深圳地铁１号线续 建工程、２号线、５号线及广州地铁３号线、北京地铁ｌＯ 实时数据服务器，车站级作为数据收集、处理和保存 的核心；中央级综合监控系统仍设置冗余的实时服务 器和历史服务器，但其软硬件配置上与车站级服务器 号线等。鉴于综合监控系统在国内外地铁项目的成果 应用，今后地铁建设车站机电等设备监控采用综合监 控系统是大势所趋。 属于同一档次。在中心数据库中不收集、保存和管理 全局数据，仅保存控制中心监控所需的、常用的、重 要的数据和参数，一般数据和参数根据所需临时访问 各车站数据库。 方案三：车站分为集中站和分站，中央级综合监控 系统设置冗余实时服务器和冗余历史服务器，中心不 二、综合监控系统方案比选 虽然大多数地铁车站机电设备监控都采用综合监控 系统，但是由于当前国内外在综合监控系统上尚未形成 明确的标准和规范，受到计算机集成技术、网络技术、 通信技术发展水平和运营管理水平的影响，己建成的综 合监控系统的在系统配置、集成／互联范围、系统骨干 ２４ ｏ中闽高新技术企业２０１ １ Ｏ４ 担负每个车站级实时数据处理，只负责必须由中央级 实现的功能，而将大量实时数据处理功能下放到车站 一级。车站一级又分为集中站和分站，每３～４个车站 设置一个集中站（与信号系统集中站的设置一致）， 点是逻辑独立以太网，占有了系统的部分通信通道， 其余为分站。集中站设冗余服务器，负责各站的数据 处理，分站不设服务器。系统采用分布式数据结构， 车站主要负责系统联动与模式控制功能。 从上述系统配置来看，方案一、三适合将来向更 先进的无人管理模式过渡，而方案二不适合；综合考 导致系统的通讯效果相比第一种效果要差一些，并且整 体投资商要高于第一种方案。经过充分比对，认为第一 种方案的安全性较差是系统本身设计的问题，该安全问 题直接源于系统设计本身，一旦采用之后以现有的技术 很难做到通过升级、改造等手段提高该方案的安全性， 虽然成本较低，但应用安全风险较高。而第二种方案虽 然成本较高，且是一种非独立光纤设计方式，占用通信 通道之后通信效果会受到一定影响，但可以采取其它辅 助通信手段弥补，而且骨干网的运行相对第一种方案要 好一些，从长远来看后期维护费用低。因此，推荐选择 了第二种方案作为骨干网设置方案。 虑系统安全和成本方面，方案一的安全系数最高，可 以有效解决数据丢失的问题，而方案二、三安全性要 差一些；在成本上方案二的成本最高，方案一相对较 少，方案三最少；在可扩展性方面，三个方案均应采 用分布式模块化体系结构，其差别主要在方案一、三 中央级结构庞大，扩展代价相对于方案二要高，由于 方案三车站级采用集中站／分站结构，其扩展灵活性 比方案一、二要低。综合考虑到地铁整体运营管理模 式、维修管理模式及维护成本，推荐采用方案一。 （二）集成与互联方案比选 现在综合监控系统集成与互联方案上主要有三种类 型，也就是全集成、准集成、信息集成，不同的方案有 不同的特点和优势，其中准集成方案在国内的应用的最 为广泛，广州地铁３号线、４号线、７号线，深圳地铁１号 线续建工程、２号线及５号线等都使用这一方案。综合考 量之下技术人员认为准集成方案在技术上有一定的先进 性，建设成本较低，建设经验较多，技术上相对比较成 熟，因此选择准集成方案作为综合监控系统的集成与互 联方式。具体见下表： 表１三种集成与互联方案比较 全集成 准集成 信息集成 将通信、信号及控制系统 将信号系统及通信系统的 保持各系统相对独立特 等所有与运营有关系统 传输与交换等内容以外大 ，搭建 征 软硬件平台全部集成为一个共有的 部分与运营有关系统集成， 完全共享，统一控制。 。各系统信息 其余采用互联方式构威一 芏篓羞喜景姜叁 囊 个综合信息网络。 系统联动，各系统相对独立。 １１子网结构简单，全网结构 １】集成度高． １】集成度较高 复杂 ２）便于运营管理． ２）便于运营管理． ２）各系统独立便于开发与调 ３）可对各分系统实施统 ３）实现难度居中． 试．但联网难度大， 特 一监控． ４｝集成度比全集成低，不 ３）集成度低，网络与终端重 点 ４）技术难度大．结构复 能对所有系统实行监控， 复设置： 杂，软件开发复杂， 部分运营管理功能无法实 ４）系统过多过乱，不利于维 ５）造价高， 现． 护管理． ６）设计周期长５）设计周期较短． ５）不同厂家完成子系统，受 。 ６）造价居中。 软件和接口开放条件限制， ６）造价较高。 （三）骨干网设置方案比选 在骨干网设置方案有两种选择，第一种方案也就 是采用独立组建光纤直联的环形冗余的千兆以太网， 该种设置方案系统相对独立、维护管理较为简单的特 点。而缺陷也相对比较明显，在技术成熟度上相对还 是比较欠缺，并且由于需要六芯光纤，系统物理层的 冗余保护主要是由以太网络层承担的，该种设计方式 一旦出现问题将会对整个综合监控系统产生致命的损 害，在安全性上相对比较差。第二种方案是通信传输 系统向综合监控系统开放网络资源，该种设计方案的 优点比较突出，其物理层的冗余环保护由通信传输系 统完成，且相对于网络层透明，在保证传输可靠的前 提下回避了以太网技术冗余保护技术复杂、效果较差 的矛盾，相对于第一种方案，在安全性上有了比较明 显的改善，在系统维护管理想也相对比较简单。其缺 （四）其它重要软件及硬件的比选 软件方面主要需注意组态软件的比选，目前流行 的组态软件有ＭＡＣＳ－ＳＣＡＤＡ、ＣＩＴＥＣＴ、ＩＦＩＸ等，这些 软件都是采用ｃ／ｓ结构，由浏览器、工程编辑器、图 形编辑器、代码编辑器四个部分组成。深圳地铁一期 工程采用ＣＩＴＥＣＴ组态软件，二期工程采用ＭＡＣＳ—ＳＣＡＤＡ （Ｖ３．０）组态软件，性能都较为稳定，价格适中，各 设计人员可根据需要选择。 硬件方面主要注意服务器、互联通信设备（包括 ＦＥＰ、ＭＯＸＡ卡、通信控制器等）、ＰＬＣ等，硬件的比选 需注意产品的稳定性、兼容性，选择品牌产品可减少 日后的维护量，当然品牌产品价格会相对偏高。 三、结论 １．做好综合监控系统配置、集成与互联子系统范 围、骨干网设置方案等的比选是综合监控设计成功的 基础。 ２．在地铁综合监控系统比选的过程中应从项目设 计阶段就做好方案技术选择工作，在具体选择的过程 中一方面要考虑到综合监控系统设计方案的先进性与 可靠性，还应该与地铁管理、技术未来发展需要相适 应。另一方面，还应该考虑方案的设计成本以及后期 的维护成本，实现综合监控系统经济型、适用性、技 术性的有效结合，保证地铁通信系统的安全、高效。 ３．后期的系统维护与升级是方案比选过程中必须 考虑的一个问题，在系统维护方面要详细考察不同方 案在系统组成、应用环境、通信方式、技术水平、技 术发展等方面的情况，尽量选择技术上比较先进，后 期升级、更新较为方便的综合监控系统方案。ｏ 参考文献 【１】王丽．地铁通综合监控系统设计工作探讨叫．监控工程 信息，２００９，（２）． ［２］刘霞．关于地铁监控系统线路设计的分析卟现代通信， ２００９，（４）． 【３】深圳地铁三期工程初步设计方案．２０１１． （责任编辑：周加转） ２０１ １ ０４ ｏ中闽高新技术企业２５