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有關(guān)地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)的聯(lián)動功能設(shè)計分析論文
地鐵具有大容量、高效率、低污染、集約化的特點(diǎn)，可有效緩解我國城市交通矛盾，因此，近年來我國地鐵已進(jìn)入快速發(fā)展階段，運(yùn)營過程中面對大客流、突發(fā)性事件及自然災(zāi)害等運(yùn)營安全、管理、服務(wù)問題日漸突出，同時地鐵工作人員每天都需要進(jìn)行大量日常設(shè)備功能的動作序列操作。
綜合監(jiān)控系統(tǒng)(ISCS)具有與各子系統(tǒng)的通信接口，集成相關(guān)子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，對子系統(tǒng)擁有完整的數(shù)據(jù)采集和命令下達(dá)通道，具備與運(yùn)營相關(guān)的、可實現(xiàn)系統(tǒng)間協(xié)調(diào)工作的全部資源，可以實現(xiàn)多樣化、高性能、復(fù)雜的聯(lián)動功能，使地鐵的調(diào)度和運(yùn)營更加安全、方便、高效。
1地鐵聯(lián)動功能
地鐵的機(jī)電系統(tǒng)對保障乘客和設(shè)備安全、提高運(yùn)營管理水平和服務(wù)質(zhì)量起到至關(guān)重要的作用。在傳統(tǒng)管理體制下，各機(jī)電自動化系統(tǒng)多為分立系統(tǒng)且信息互通受限，各系統(tǒng)之間的復(fù)雜聯(lián)動實現(xiàn)較困難，降低了運(yùn)營的整體效率和救災(zāi)應(yīng)急水平。綜合監(jiān)控系統(tǒng)采用系統(tǒng)化方法將各分散的機(jī)電自動化系統(tǒng)融合為一個有機(jī)的整體，通過集成和互聯(lián)眾多子系統(tǒng)，實現(xiàn)各系統(tǒng)間的資源共享與信息互通，從而改變了傳統(tǒng)各業(yè)務(wù)系統(tǒng)各自封閉的狀態(tài)，及時有效地收集和處理信息，達(dá)到綜合利用各種信息以增強(qiáng)管理決策和信息服務(wù)的能力。利用ISCS這個高度共享的信息平臺，可提高日常管理與救災(zāi)調(diào)度工作的效率，增強(qiáng)地鐵系統(tǒng)指揮調(diào)度的統(tǒng)一性、靈活性和系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)運(yùn)作能力。
ISCS的聯(lián)動是指ISCS根據(jù)相關(guān)邏輯判斷條件，自動觸發(fā)控制命令，指揮集成和互聯(lián)的子系統(tǒng)執(zhí)行一系列的控制動作(包括設(shè)備動作、監(jiān)控畫面動作等)，并對運(yùn)營人員提供相關(guān)操作建議。ISCS提供多種聯(lián)動操作模式，如程序控制、模式控制、時間表控制、遠(yuǎn)程組控等。按照覆蓋范圍或區(qū)域，綜合監(jiān)控系統(tǒng)的聯(lián)動主要分為中央級聯(lián)動和車站級聯(lián)動。結(jié)合實際運(yùn)營場景考慮，聯(lián)動可分為正常聯(lián)動、緊急聯(lián)動(包括嚴(yán)重事件、災(zāi)害、阻塞、故障、維護(hù)等)。為滿足運(yùn)營管理和使用需求、提高正常運(yùn)營情況下事件處理的便利性而執(zhí)行的聯(lián)動功能稱之為正常聯(lián)動。正常聯(lián)動一般是按時間表自動激活或操作員手動啟動執(zhí)行。對于處置發(fā)生在地鐵線路及車站的各類緊急事件，ISCS作為最直接面向地鐵運(yùn)營的系統(tǒng)，需要對事件及時做出反應(yīng)，迅速進(jìn)入緊急聯(lián)動模式。緊急聯(lián)動一般由事故觸發(fā)或操作員手動觸發(fā)。
綜合監(jiān)控系統(tǒng)的聯(lián)動功能可有效提高地鐵的應(yīng)急處理能力，減輕緊急情況下運(yùn)營人員的工作壓力，避免發(fā)生不必要的操作錯誤，降低勞動強(qiáng)度，提高現(xiàn)代地鐵的運(yùn)營和調(diào)度管理水平。
2聯(lián)動功能設(shè)計
2.1設(shè)計原則
ISCS匯集各個設(shè)備系統(tǒng)的信息，可根據(jù)不同系統(tǒng)之間的聯(lián)動要求，促進(jìn)各專業(yè)之間的協(xié)調(diào)，進(jìn)而設(shè)計并實現(xiàn)必要的系統(tǒng)間聯(lián)動。聯(lián)動功能應(yīng)根據(jù)運(yùn)營緊急事件處理需求和日常運(yùn)營管理需求進(jìn)行設(shè)計，因此，ISCS的聯(lián)動操作設(shè)計和實施應(yīng)遵循以下原則：
2.1.1基本原則
1)聯(lián)動功能既可以在系統(tǒng)之間自動激活執(zhí)行，也可以作為一個控制序列由操作員手動執(zhí)行;
2)對操作和對時間有嚴(yán)格要求的聯(lián)動直接在相關(guān)子系統(tǒng)內(nèi)完成，比如電力子系統(tǒng)內(nèi)跳閘連鎖;
3)如果聯(lián)動功能由綜合監(jiān)控系統(tǒng)完成更經(jīng)濟(jì)(如可以減少接口等)或更易于以后維護(hù)，則由綜合監(jiān)控系統(tǒng)完成;
4)聯(lián)動功能主要以用戶提供的邏輯/描述等為依據(jù)，通過對聯(lián)動規(guī)則庫的配置實現(xiàn)。
2.1.2子系統(tǒng)的支持
聯(lián)動得到相關(guān)子系統(tǒng)的支持，從獲得信息及可執(zhí)行的角度出發(fā)，要求子系統(tǒng)提供相應(yīng)的信息輸入、輸出，即所有的必要信息獲取必須是可觀的。
對子系統(tǒng)監(jiān)控對象的要求：
1)聯(lián)動需要監(jiān)視的對象有：信號、供電(PSCA-DA)、車輛、屏蔽門(PSD)、火災(zāi)自動報警(FAS)、環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控(BAS)、售檢票(AFC)、視頻監(jiān)控(CCTV)、門禁(ACS)等;
2)聯(lián)動需要控制的對象有：電扶梯、閘機(jī)、乘客服務(wù)(PIS)、廣播(PA)、導(dǎo)向(BAS、FAS、AC)等。
2.1.3啟動邏輯條件
所有邏輯條件的計算均可通過邏輯表達(dá)式完成。
2.1.4執(zhí)行位置
對于不同的執(zhí)行位置，綜合監(jiān)控系統(tǒng)軟件的實現(xiàn)差異較大，需明確聯(lián)動執(zhí)行位置(車站、中心、車站及中心等)。
2.1.5結(jié)果輸出位置
聯(lián)動執(zhí)行結(jié)果輸出到子系統(tǒng)的位置應(yīng)明確，例如：輸出到子系統(tǒng)(如PA、CCTV)、輸出到車站或中心的操作員工作站、輸出到大屏幕(OPS)等。
2.1.6參數(shù)調(diào)整
可以對聯(lián)動的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行配置調(diào)整。
2.1.7權(quán)限
聯(lián)動的輸出結(jié)果可依據(jù)操作員的權(quán)限進(jìn)行配置。
2.2聯(lián)動觸發(fā)
聯(lián)動是由觸發(fā)源來觸發(fā)執(zhí)行的，即當(dāng)滿足觸發(fā)條件時系統(tǒng)才執(zhí)行聯(lián)動動作。觸發(fā)源可以是某個監(jiān)控點(diǎn)的狀態(tài)，也可以是多個監(jiān)控點(diǎn)經(jīng)過邏輯運(yùn)算得到的結(jié)果。另外，時刻也可作為觸發(fā)條件，主要用于時間表控制，可設(shè)置為每工作日、每日、每周、每月等。聯(lián)動動作可以通過寫入某些控制點(diǎn)來完成操作，也可以調(diào)用某個系統(tǒng)提供的接口進(jìn)行間接操作，同時也支持調(diào)用外部程序執(zhí)行相關(guān)命令或彈出相關(guān)畫面的操作，甚至可以直接聯(lián)動本地或者異地的另一個預(yù)案。
2.3控制方式
出于對聯(lián)動控制安全性的考慮，ISCS的聯(lián)動觸發(fā)執(zhí)行應(yīng)提供全自動、半自動和手動3種控制方式。
1)全自動聯(lián)動：ISCS接收并處理接口系統(tǒng)的報警/狀態(tài)觸發(fā)點(diǎn)后，自動發(fā)送控制命令到需要聯(lián)動的子系統(tǒng)，無需人工干涉。同時，相關(guān)圖形或畫面根據(jù)需要自動彈出。
2)半自動聯(lián)動：當(dāng)與預(yù)定義的聯(lián)動功能相關(guān)的報警點(diǎn)觸發(fā)動作后，將在人機(jī)交互界面(HMI)上發(fā)出預(yù)警信息來提示操作員，只有當(dāng)操作員確認(rèn)后，才自動向需要聯(lián)動的系統(tǒng)發(fā)出控制指令。
3)手動聯(lián)動：人工選擇啟動一組涉及多個系統(tǒng)的順序控制序列，系統(tǒng)自動按照預(yù)定義的順序和閉鎖條件向不同的系統(tǒng)發(fā)布指令。
對于正常聯(lián)動一般可采用全自動方式，而對可能會導(dǎo)致重大影響的聯(lián)動功能則一般采用人工確認(rèn)的半自動和手動方式，即：重要的聯(lián)動(如火災(zāi)、阻塞等工況下的聯(lián)動)均需要操作人員手動確認(rèn)后，聯(lián)動控制才能被順序執(zhí)行。
2.4配置管理
ISCS聯(lián)動功能的配置管理主要包括：
1)聯(lián)動預(yù)案項管理：預(yù)案項管理主要用于系統(tǒng)管理員在授權(quán)情況下，根據(jù)系統(tǒng)需求靈活增刪預(yù)案所涉及的節(jié)點(diǎn)、動作、算法、時間、彈出窗等事項，以增強(qiáng)系統(tǒng)配置的靈活性，適應(yīng)運(yùn)營管理需求。
2)聯(lián)動預(yù)案管理：預(yù)案管理用于根據(jù)預(yù)案項靈活配置系統(tǒng)運(yùn)營預(yù)案，可以靈活的增加或減少預(yù)案，并支持預(yù)案的查詢。
3)觸發(fā)源管理：根據(jù)ISCS的特點(diǎn)，聯(lián)動功能的觸發(fā)源有事件觸發(fā)和時間觸發(fā)兩種。作為完善的綜合監(jiān)控系統(tǒng)，需要結(jié)合預(yù)案管理提供完備的觸發(fā)源管理，主要包括事件觸發(fā)源配置和管理、時間觸發(fā)源配置和管理、手動觸發(fā)源配置和管理、觸發(fā)源邏輯關(guān)系管理等。
4)聯(lián)動監(jiān)視管理：無論何種類型的聯(lián)動被觸發(fā)時，系統(tǒng)可以查看并人工干預(yù)聯(lián)動的執(zhí)行情況，提供更便利的操作性和可交互性，主要包括聯(lián)動執(zhí)行和監(jiān)視、聯(lián)動日志記錄等。
另外，通過在線配置功能，用戶可以方便的查詢、增加或修改聯(lián)動預(yù)案。通過聯(lián)動預(yù)案的靈活配置和組合，可以實現(xiàn)復(fù)雜的聯(lián)動方案。
2.5聯(lián)動預(yù)案
按照覆蓋范圍或區(qū)域，分別考慮中央級聯(lián)動預(yù)案(中央即控制中心)和車站級聯(lián)動預(yù)案(含車輛段級)，在此基礎(chǔ)上再細(xì)分為正常聯(lián)動、緊急聯(lián)動(包括嚴(yán)重事件、災(zāi)害、阻塞、故障、維護(hù)等)。
2.5.1中央級聯(lián)動預(yù)案
以“CLD6：列車站臺火災(zāi)(中央)”為例，若列車在站臺起火，執(zhí)行中央級聯(lián)動預(yù)案，ISCS聯(lián)動步驟如下：
1)建議中央操作人員通過信號系統(tǒng)ATS終端系統(tǒng)，在前一個站臺對同向列車執(zhí)行扣車。
2)建議中央操作人員通知反方向列車不要進(jìn)入該站臺。
3)建議中央操作人員啟動BAS的相關(guān)排煙模式。
4)自動顯示相應(yīng)的CCTV圖像。
5)在中央操作人員確認(rèn)的條件下，啟動受影響車站的相關(guān)廣播。
6)在中央操作人員確認(rèn)的條件下，啟動受影響車站的相關(guān)PIS顯示內(nèi)容。
7)在中央操作人員確認(rèn)的條件下，切斷受影響區(qū)段的供電。
8)建議中央操作員命令車站操作人員在車站執(zhí)行疏散模式。
9)建議中央操作員命令車站操作人員在列車駕駛員無法打開屏蔽門時，協(xié)助打開所有屏蔽門。
10)建議中央操作員通知消防隊并報警。
2.5.2車站級聯(lián)動預(yù)案
以“SLD6：列車站站臺火災(zāi)(車站)”為例，當(dāng)車站ISCS系統(tǒng)檢測到車站站臺火災(zāi)報警，車站級聯(lián)動預(yù)案執(zhí)行，ISCS聯(lián)動步驟如下：
1)在該站操作站HMI上彈出一個報警窗口。
2)在該站操作站HMI上自動顯示火災(zāi)發(fā)生的地點(diǎn)平面圖。
3)自動啟動BAS的相關(guān)排煙模式(大系統(tǒng)、小系統(tǒng)、隧道通風(fēng)系統(tǒng))。
4)在該站操作站HMI上自動顯示火災(zāi)發(fā)生地點(diǎn)的CCTV圖像。
5)自動通知中央(中央聯(lián)動執(zhí)行CLD6車站站臺火災(zāi)(中央)預(yù)案)和相關(guān)車站。
6)建議該站操作人員通知相關(guān)人員。
7)建議該站操作人員派人到相關(guān)區(qū)域檢查故障。
8)建議該站操作人員通過IBP盤執(zhí)行“車站緊急疏散”命令，包括：AFC閘機(jī)釋放、ACS門禁釋放(只限通道門禁)。
9)在該站操作人員確認(rèn)的條件下，啟動：①控制中心OPS系統(tǒng)切換為火災(zāi)發(fā)生地點(diǎn)的CCTV圖像;②車站PA系統(tǒng)廣播防災(zāi)內(nèi)容;③車站PIS系統(tǒng)顯示防災(zāi)內(nèi)容;④車站導(dǎo)向標(biāo)志轉(zhuǎn)換為人員疏散模式。
10)在操作人員確認(rèn)第一次火災(zāi)報警或在規(guī)定時限內(nèi)同一區(qū)域再次接收到火災(zāi)報警時，自動啟動：①警鈴報警;②電梯迫降至疏散層并打開電梯門;③切斷車站非消防電源;④防火卷簾門(隔斷作用)降至地面;⑤防火卷簾門(疏散作用)降至離地180cm，收到就近溫感動作后，降至地面;⑥電動翻轉(zhuǎn)門動作，用于人員疏散或者消防隊員進(jìn)站搶救;⑦專用風(fēng)機(jī)啟動;⑧專用閥動作。
3結(jié)束語
地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)的聯(lián)動功能設(shè)計應(yīng)以“安全第一”為基礎(chǔ)，堅持高度集中、統(tǒng)一指揮的原則。針對地鐵的聯(lián)動功能設(shè)計，充分利用綜合監(jiān)控系統(tǒng)本身的信息集成優(yōu)勢，與實際運(yùn)營需求緊密結(jié)合，建立完善的聯(lián)動預(yù)案體系，減少手工操作，提高操作的速度和準(zhǔn)確率，簡化與各子系統(tǒng)的傳輸環(huán)節(jié)，縮短緊急事件的處理時間，減輕運(yùn)營人員的工作壓力和強(qiáng)度，進(jìn)而有效提升地鐵的運(yùn)營水平。
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