城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)單元

城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)單元第1頁/共37頁CONTENT單元一綜合監(jiān)控系統(tǒng)概述01單元二綜合監(jiān)控系統(tǒng)功能02單元三綜合監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ)03單元四綜合監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備組成04項目整體效果圖第2頁/共37頁CONTENT單元五環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控(BAS)監(jiān)控子系統(tǒng)05單元六火災(zāi)集中報警監(jiān)控子系統(tǒng)06單元七列車自動監(jiān)控子系統(tǒng)07單元八供電監(jiān)控子系統(tǒng)08項目整體效果圖第3頁/共37頁CONTENT單元九公共廣播子系統(tǒng)09單元十閉路電視監(jiān)控子系統(tǒng) 10單元十一自動售檢票(AFC)監(jiān)控子系統(tǒng)11單元十二乘客信息(PIS)監(jiān)控子系統(tǒng)12項目整體效果圖第4頁/共37頁CONTENT單元十三安全門監(jiān)控子系統(tǒng)13單元十四綜合監(jiān)控運(yùn)行維護(hù)和故障處理 14項目整體效果圖第5頁/共37頁單元一綜合監(jiān)控系統(tǒng)概述PARTONE第6頁/共37頁綜合監(jiān)控系統(tǒng)概述學(xué)習(xí)情境學(xué)習(xí)任務(wù)綜合監(jiān)控系統(tǒng)的總體認(rèn)識復(fù)習(xí)與思考課堂討論相關(guān)技能實訓(xùn)1-1生活中監(jiān)控的調(diào)研 22實訓(xùn)1-2小調(diào)查：城市軌道交通監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展 PARTONE相關(guān)知識拓展知識第7頁/共37頁某年某月某日下午，在某個交通技術(shù)職業(yè)學(xué)院，地鐵運(yùn)營公司在進(jìn)行畢業(yè)生的面試招聘工作，一位高職畢業(yè)生在滔滔不絕介紹自己：在學(xué)校學(xué)習(xí)期間，多次曾經(jīng)到地鐵現(xiàn)場進(jìn)行志愿者服務(wù)。。。，地鐵面試?yán)蠋燅R上問了一句：“你在地鐵車站進(jìn)行志愿服務(wù)的時候，曾經(jīng)進(jìn)去綜控室嗎？”學(xué)生答道：“進(jìn)去過，進(jìn)去過，那里還有綜控人員值班呢！天天盯著計算機(jī)屏幕看呢”。綜控人員所盯的計算機(jī)屏幕上有什么呢？第8頁/共37頁工作內(nèi)容(１)認(rèn)識監(jiān)控(２)認(rèn)識自動監(jiān)控(３)認(rèn)識計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)(４)認(rèn)識城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)。第9頁/共37頁第一節(jié)監(jiān)控1.1監(jiān)控概念1.2監(jiān)控分類1.3智能大廈技術(shù) 第10頁/共37頁1.1監(jiān)控概念

《現(xiàn)代漢語詞典》中“監(jiān)控”一詞意為“監(jiān)測和控制（機(jī)器儀表的工作狀態(tài)或某些事物的變化等）”又有“監(jiān)督控制”之意。隨著監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)有時候除了需要監(jiān)測還需要控制，典型的就是有一些高溫或者惡劣環(huán)境，人無法到達(dá)，或者緊急情況下人來不及反應(yīng)，但需要操作，可以通過控制技術(shù)設(shè)備來實現(xiàn)。比如地鐵中的列車運(yùn)行過程的安全監(jiān)測，僅僅監(jiān)測往往不能保證列車運(yùn)行的安全，還需要必要的時候控制列車的運(yùn)行，逐漸發(fā)展有了列車自動控制系統(tǒng)ＡＴＣ等。監(jiān)測和控制技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用就形成了監(jiān)控。第11頁/共37頁1.2監(jiān)控分類

隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，監(jiān)測技術(shù)在各行各業(yè)得到了廣泛應(yīng)用，監(jiān)測技術(shù)按照監(jiān)測實施主體的不同可以分為：人工監(jiān)測、自動監(jiān)測。自動監(jiān)測隨著技術(shù)的發(fā)展，有了傳統(tǒng)自動監(jiān)測和智能監(jiān)測之分。監(jiān)測按照監(jiān)測主體與監(jiān)測對象的距離有現(xiàn)場監(jiān)測和和遙測之分。監(jiān)測技術(shù)按監(jiān)測的過程可以分為：靜態(tài)監(jiān)測、動態(tài)監(jiān)測、采樣（瞬態(tài)）監(jiān)測；按照監(jiān)測的途徑可以包括直接監(jiān)測和間接監(jiān)測。飛機(jī)的黑匣子飛行記錄儀就是一種常見的動態(tài)監(jiān)測設(shè)備。監(jiān)測技術(shù)按照監(jiān)測的物理量可以包括幾何量監(jiān)測、電磁量監(jiān)測、力學(xué)量監(jiān)測、時間頻率量監(jiān)測、電離輻射量監(jiān)測等等。監(jiān)測按照監(jiān)測對象的不同：有環(huán)境監(jiān)測、儀器監(jiān)測等第12頁/共37頁1.3智能大廈技術(shù)

常說的智能大廈就是建筑物內(nèi)環(huán)境的監(jiān)測。智能大廈或者智能建筑物通常包括三大基本要素：樓宇自動化系統(tǒng)（BuildingAutomationSystem，簡稱BAS）、通信自動化系統(tǒng)（CommunicationAutomationSystem，簡稱CAS）和辦公自動化系統(tǒng)（OfficeAutomationSystem，簡稱OAS）通常人們把它們稱為3A系統(tǒng)。這三者是有機(jī)結(jié)合的，而建筑環(huán)境是智能大廈基本組成要素的支持平臺。世界上第一座智能大廈于美國的哈特福德城市1984年建成。地下鐵道環(huán)境相對封閉，由于運(yùn)送客流，人們比較關(guān)注地鐵密閉環(huán)境中的溫度、濕度、含氧量等密切關(guān)系到人體健康以及安全的方方面面，借鑒智能大廈，逐漸發(fā)展了地鐵的環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)包括環(huán)境和機(jī)電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)(BAS)、火災(zāi)報警系統(tǒng)(FAS)等。第13頁/共37頁第二節(jié)自動監(jiān)控2.1自動監(jiān)控概念 172.2計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng) 15

第14頁/共37頁2.1自動監(jiān)控概念

“自動”指“不用人力而用機(jī)械裝置直接操作的”的意思。自動監(jiān)控就是通過自動化裝置監(jiān)測監(jiān)督和控制機(jī)器。智能監(jiān)控實質(zhì)上也屬于自動監(jiān)控，在自動化裝置監(jiān)測監(jiān)督和控制機(jī)器基礎(chǔ)上，采用了計算機(jī)技術(shù)進(jìn)行輔助分析和處理問題，類似于人的大腦活動，有時常常稱作計算機(jī)監(jiān)控。第15頁/共37頁2.2計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)

以智能大廈監(jiān)控系統(tǒng)為例，80年代，微電腦技術(shù)的發(fā)展突飛猛進(jìn)，大樓內(nèi)部的中央監(jiān)控系統(tǒng)開始起了變化，由于信號傳送技術(shù)的進(jìn)步，對樓內(nèi)各種設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測不必再對一的配置線路了。一對信號線路就可傳送多種信號，所有的設(shè)備狀態(tài)都可以顯示于中央監(jiān)控室內(nèi)，很容易進(jìn)行操作和管理，不但節(jié)省了人力而且提高了效率，逐步發(fā)展了先進(jìn)的計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。在控制功能方面，由于80年代現(xiàn)場控制器價格昂貴，功能也不完善，所以大部分的系統(tǒng)運(yùn)算及處理功能，仍需要集中到中央控制室內(nèi)由計算機(jī)主機(jī)進(jìn)行處理。當(dāng)時中央監(jiān)控系統(tǒng)的功能多限于初級的設(shè)備狀態(tài)變化顯示、時間表和直接控制管理，以及對現(xiàn)場傳送來的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算，此即計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中的集中型監(jiān)控系統(tǒng)。第16頁/共37頁第17頁/共37頁第18頁/共37頁第三節(jié)城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng) 3.1城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)概念3.2城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成3.3城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用和發(fā)展

第19頁/共37頁3.1城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)概念

一般總的來說，城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)（IntergratedSupervisionControlSystem簡稱ISCS）是一個高度集成的綜合自動化監(jiān)控系統(tǒng)，其目的主要是通過集成地鐵多個主要弱電系統(tǒng)，形成統(tǒng)一的監(jiān)控層硬件平臺和軟件平臺，從而實現(xiàn)對地鐵主要弱電設(shè)備的集中監(jiān)控和管理功能，實現(xiàn)對列車運(yùn)行情況和客流統(tǒng)計數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)監(jiān)視功能，最終實現(xiàn)相關(guān)各系統(tǒng)之間的信息共享和協(xié)調(diào)互動功能。通過綜合監(jiān)控系統(tǒng)的統(tǒng)一用戶界面，運(yùn)營管理人員能夠更加方便、更加有效地監(jiān)控管理整條線路的運(yùn)作情況。某地鐵運(yùn)營企業(yè)在技術(shù)規(guī)格書中規(guī)定：綜合監(jiān)控系統(tǒng)（ISCS）是指完全集成電力監(jiān)控系統(tǒng)、環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、安全門系統(tǒng)、在此基礎(chǔ)上集成閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)的人機(jī)操作界面，同時互聯(lián)列車自動監(jiān)控系統(tǒng)、火災(zāi)自動報警系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)、時鐘系統(tǒng)、自動售檢票系統(tǒng)、乘客信息系統(tǒng)、通信專業(yè)集中告警設(shè)備、城市軌道交通指揮中心等。第20頁/共37頁3.2城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成

隨著技術(shù)發(fā)展，城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用范圍由最初的只監(jiān)測部分設(shè)備到現(xiàn)在的幾乎涵蓋了地鐵系統(tǒng)中的所有需要監(jiān)測的設(shè)備幾十種，由一個小系統(tǒng)發(fā)展到現(xiàn)在的綜合監(jiān)控系統(tǒng)，不同的線路采用的綜合監(jiān)控系統(tǒng)的范圍、技術(shù)又有不同。集成子系統(tǒng)是指完全集成在綜合監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)的專業(yè)自動化子系統(tǒng)，其全部功能都由綜合監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)，是綜合監(jiān)控系統(tǒng)的一部分。比如電力監(jiān)控子系統(tǒng)和機(jī)電設(shè)備監(jiān)控子系統(tǒng)就是綜合監(jiān)控系統(tǒng)的集成子系統(tǒng)。互連系統(tǒng)是指與城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)通過外部接口進(jìn)行信息交互的、獨(dú)立運(yùn)行的專業(yè)自動化系統(tǒng)。比如列車自動控制系統(tǒng)通常是城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)的互連子系統(tǒng)。第21頁/共37頁第22頁/共37頁3.3城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用和發(fā)展

綜合監(jiān)控系統(tǒng)是實現(xiàn)軌道交通調(diào)度自動化管理更上一層樓的重要工具也是城市軌道交通監(jiān)控系統(tǒng)的主要發(fā)展方向。目前，在國外，軌道交通系統(tǒng)中已有許多線路采用了綜合監(jiān)控系統(tǒng)。如新加坡軌道交通東北線、美國南新澤西輕軌、西班牙畢巴爾巴額軌道交通、馬德里軌道交通、韓國仁川軌道交通、漢城軌道交通7號線和8號線、法國巴黎軌道交通14號線等。目前，在國內(nèi)，城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)中，廣州軌道交通3、4、5號線采用的是基于法國的SCADASOFT平臺，北京軌道交通指揮系統(tǒng)采用的是基于新加坡的OASYS平臺，北京軌道交通5號線、上海軌道交通十號線采用的是基于英國的RAILSCADA平臺、北京首都機(jī)場線采用的是基于國產(chǎn)化的RAILSYS平臺，南京二號線采用的是基于國產(chǎn)化的RT21-ISCS平臺。其中北京軌道交通五號線作為國內(nèi)首條綜合監(jiān)控系統(tǒng)，已投入運(yùn)營；而上海十號線、成都一號線等諸多線路綜合監(jiān)控系統(tǒng)都陸續(xù)建設(shè)和投入運(yùn)營。第23頁/共37頁第24頁/共37頁課堂討論(１)交流和討論一：生活中有哪些監(jiān)控？了解監(jiān)控的意義和作用？(２)交流和討論二：說出常見的自動監(jiān)控有哪些？哪些行業(yè)有自動監(jiān)控的應(yīng)用？(３)交流和討論三：了解地鐵發(fā)展過程中監(jiān)控系統(tǒng)的出現(xiàn)、發(fā)展，計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)在地鐵中的應(yīng)用？第25頁/共37頁相關(guān)技能(１)能夠描述監(jiān)控的含義(２)能夠描述自動監(jiān)控的概念(３)能夠理解計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)及其應(yīng)用(4)能夠了解地鐵發(fā)展過程中監(jiān)控系統(tǒng)的出現(xiàn)和功能。第26頁/共37頁第27頁/共37頁實訓(xùn)1-2小調(diào)查：城市軌道交通監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展在世界各國包括國內(nèi)各個城市，城市軌道交通監(jiān)控系統(tǒng)的配置是五花八門的，同學(xué)們請大家組成一個個調(diào)研小分隊進(jìn)行國內(nèi)外城市軌道交通監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用情況調(diào)查。途徑是：搜集網(wǎng)絡(luò)有關(guān)資料、聽地鐵專家監(jiān)控專題講座、到地鐵運(yùn)營公司實踐中去走訪基層系統(tǒng)設(shè)備和人員等。請10人一組為單位，形成一篇不少于3000字的調(diào)研學(xué)習(xí)報告。第28頁/共37頁第四節(jié)北京地鐵某條線綜合監(jiān)控系統(tǒng)簡介

綜合監(jiān)控系統(tǒng)是一個功能強(qiáng)大的、開放的、模塊化的、可擴(kuò)展的分布式控制系統(tǒng)，是一個集成和互連了多個子系統(tǒng)的綜合系統(tǒng)。北京地鐵10號線綜合監(jiān)控系統(tǒng)包括了供電監(jiān)控(PSCADA)、環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控(BAS)、站臺屏蔽門(PSD)、有線廣播(PA)、閉路電視(CCTV)等子系統(tǒng)，并預(yù)留了門禁系統(tǒng)(IAS)；互連部分包括了列車自動監(jiān)控(ATS)、火災(zāi)自動報警(FAS)、傳輸(TS)、時鐘(CLK)、無線通信(RC)、自動售檢票(AFC)、乘客信息(PIS)、軌道交通指揮中心(TCC)、通信專業(yè)集中告警設(shè)備等子系統(tǒng)。綜合監(jiān)控系統(tǒng)由位于控制中心(OCC)的中心系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)(NMS)，位于各車站的車站系統(tǒng)，以及位于車輛段的車輛段系統(tǒng)、后備中心系統(tǒng)、培訓(xùn)管理系統(tǒng)(TMS)、設(shè)備維護(hù)系統(tǒng)(DMS)等組成。系統(tǒng)縱向分為中心和車站監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備兩層。第29頁/共37頁圖1-4綜合監(jiān)控系統(tǒng)硬件構(gòu)成第30頁/共37頁4.1系統(tǒng)構(gòu)成

4．1.1系統(tǒng)硬件設(shè)備綜合監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設(shè)備組成有以下特點：采用主備、冗余、分層、分布式C/S結(jié)構(gòu)，TCP/IP協(xié)議，具有有效的故障隔離和抗干擾措施。主要硬件設(shè)備有以太網(wǎng)交換機(jī)、服務(wù)器(實時、歷史及磁盤陣列)、前端處理器、各操作員工作站、打印機(jī)、大屏幕顯示器和在線式不間斷電源(UPS)、緊急后備盤(IBP)等，分別分布在控制中心和各車站、車輛段。4．1.2系統(tǒng)軟件綜合監(jiān)控系統(tǒng)的軟件主要由基礎(chǔ)軟件、應(yīng)用軟件、接口軟件等構(gòu)成?；A(chǔ)軟件主要完成數(shù)據(jù)處理、管理等功能；應(yīng)用軟件主要完成系統(tǒng)使用、管理、維護(hù)應(yīng)用等功能；接口軟件實現(xiàn)各子系統(tǒng)、設(shè)備間的通信處理。4．1.3系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)綜合監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)由主干網(wǎng)、局域網(wǎng)、基礎(chǔ)現(xiàn)場層設(shè)備通信網(wǎng)等3部分構(gòu)成。主干網(wǎng)：由通信專業(yè)完成，用于實現(xiàn)控制中心局域網(wǎng)與各車站、車輛段局域網(wǎng)的互連。網(wǎng)絡(luò)形式為雙路冗余的百兆以太網(wǎng)電接口。局域?qū)樱杭纯刂浦行摹⒏鬈囌?、車輛段(后備中心)、培訓(xùn)中心、設(shè)備維護(hù)管理的局域網(wǎng)。各局域網(wǎng)采用冗余的交換式100M以太網(wǎng)?；A(chǔ)現(xiàn)場層設(shè)備通訊網(wǎng)：即各子系統(tǒng)執(zhí)行層面上的網(wǎng)絡(luò)，包括FAS、AFC、PSD等，一般采用工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)或現(xiàn)場總線。第31頁/共37頁4．2綜合監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能

4．2.1綜合監(jiān)控系統(tǒng)功能的概念集成：表明綜合監(jiān)控系統(tǒng)與子系統(tǒng)之間存在緊密的耦合關(guān)系，子系統(tǒng)不需要提供操作界面，所有對子系統(tǒng)的操作完全通過綜合監(jiān)控系統(tǒng)的操作界面完成。正常情況下集成子系統(tǒng)依賴綜合監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)正常操作功能?；ミB：表明綜合監(jiān)控系統(tǒng)與子系統(tǒng)是采用松耦合的結(jié)構(gòu)，子系統(tǒng)具有完整的操作界面和全套設(shè)備，可以脫離綜合監(jiān)控系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行，完成正常和緊急操作。集成和互連在具體的數(shù)據(jù)接口協(xié)議上并不存在區(qū)別。兩者的區(qū)別僅在于綜合監(jiān)控系統(tǒng)與子系統(tǒng)的功能分配上。第32頁/共37頁4．2.2主要功能描述

4．2.2.1通用功能主要是綜合監(jiān)控系統(tǒng)各部分需完成的使用、管理等功能，包括數(shù)據(jù)庫管理、輸入數(shù)據(jù)處理、通用的人機(jī)界面(HMI)、監(jiān)視、系統(tǒng)安全與權(quán)限管理、操作員工作站的角色分配、操作互斥和操作授權(quán)、遙控、報警、時間同步、數(shù)據(jù)點的禁止/允許、內(nèi)部運(yùn)算、狀態(tài)概況、統(tǒng)計和報表、歷史數(shù)據(jù)存檔和查詢、歷史趨勢記錄、實時趨勢記錄、設(shè)備禁止、存檔要求、組態(tài)維護(hù)、通道管理、打印、系統(tǒng)管理、在線幫助等功能。4．2.2.2新型功能(1)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)功能(NMS)：負(fù)責(zé)對全線綜合系統(tǒng)進(jìn)行功能維護(hù)和網(wǎng)絡(luò)管理，在車站采用便攜式維護(hù)計算機(jī)對車站網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行維護(hù)。網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)能進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)管理、配置管理、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、故障報告、事件記錄、參數(shù)調(diào)整、創(chuàng)建、編輯和刪除數(shù)據(jù)庫等操作。(2)設(shè)備維護(hù)系統(tǒng)功能(DMS)：用來保存OCC、車站內(nèi)各類基礎(chǔ)設(shè)備(如風(fēng)機(jī)、水泵、開關(guān)等)的電子版本的技術(shù)資料和維護(hù)歷史記錄，收集保存設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息，統(tǒng)計設(shè)備運(yùn)行時間和次數(shù)；主要包括設(shè)備資料輸入、修改、刪除、查詢和設(shè)備臺帳管理，設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視，設(shè)備故障報警，預(yù)防性維修提示及生成檢修工作票，設(shè)備統(tǒng)計報表，維護(hù)信息輸入、修改和查詢等功能。(3)培訓(xùn)管理系統(tǒng)功能(TMS)：可對操作人員、運(yùn)行維護(hù)人員進(jìn)行上崗培訓(xùn)，使其掌握電力監(jiān)控與環(huán)控集成系統(tǒng)的運(yùn)行管理、操作，以及日常維護(hù)、故障排除等業(yè)務(wù)。(4)聯(lián)動功能(UA)：為了提高運(yùn)營效率，綜合監(jiān)控系統(tǒng)具有系統(tǒng)聯(lián)動功能。例如隧道阻塞管理功能，可在隧道阻塞情況下，通過迅速啟動BAS隧道通風(fēng)模式進(jìn)入事故狀態(tài)。綜合監(jiān)控系統(tǒng)匯集