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城建工程师谈地铁综合监控系统关键技术研究与应用

近年来综合监控作为一种便于集中操作,集中管理的系统而受到越来越多公共建设单位的青睐,同时地铁站台作为现如今较为复杂的建设工作,如何将这项技术完美应用于实际的地铁运营工作是当前所有工程团队的重点任务,本文将就地铁综合监控系统关键技术研究与应用展开论述。

传统的地铁运行系统往往会牵扯到很多的独立系统,这给日常的管理工作带来了很大的麻烦,随着现在信息技术的不断发展, 自动化技术的日渐成熟,当前国内越来越多的地铁建设工程开始采用综合监控系统作为实现资源共享,互联互通的主要方式,本文将详细探究这一技术的关键要点。

一、地铁车站综合监控设计原则

综合监控系统采用了全冗余、分层、分布式的典型 C/S 应用架构,系统具有高性能,稳定可靠,有机融合多专业、多系统的数据采集、信息集成和共享。监控软件平台系统采用标准的 TCP/IP 协议, 并通过主要设备冗余设置、UPS 集中供电、独立接地、交换机划分 VLAN 等系统软硬件冗余保护措施, 实现系统中常见的故障隔离和抗干扰,保证整个系统的可靠性、实时性、可扩展性及可维护性。系统紧密结合运营需求,提供迅捷有效的综合联动支持本系统的软硬件配置能够充分满足实际运营需求,并考虑到未来扩展的业务需求,在不影响用户使用的情况下,能方便地进行系统扩展。

线综合监控系统按两级管理(中央、车站)、三级控制(中央、车站及就地)的原则进行设计。

二、系统的组合方案

传统的车站控制系统往往是采用多个独立的管理系统控制的方法,这些系统包括最为常用的自动售票系统,安检系统,广播系统,旅客人流量统计系统。但是当前所有的地铁站最多只会安排两名值班人员,仅仅靠很少的人力资源不可能同时控制这么多的系统监控任务,为了能够方便地铁的运行,提升工作人员的效率,现在也就产生了新的地铁综合控制系统,该系统包括地铁门禁部分,安全通行部分,广播部分,无限通信等多个部分。所以对于不同的部分也就应该制定不同的技术方案。

(一)高度集成方案

该方案希望能够将地铁中所有的配套设施和检测系统集成为一个系统,当然这种方案因为涉及的工程量太大,技术难度较高属于一种理想中的方案。但是如果克服了技术层面的难题,该技术可以综合各个系统融入监控的系统,大大地节省了监控系统的传输路径和时间,目前较为成功的案例就为香港和新加坡的地铁建设工程,我们可以做一下适当的参考。

(二)离散集成方案

该方案的主要针对目标是一些软硬件的平台系统,最为突出的特色就是工作环节较少,不需要投入过多的资金并且对于施工的技术要求也较低,该方案的实施可以满足日常的正常使用,但是最为明显的缺点在于该方案所涉及的范围较窄,对于系统整体效果的提高作用不是很大。

三、重点注意问题以及解决措施

(一)信息数据处理以及置换

综合控制系统的主要作用就是将所有的集成和与系统有关的数据通过统一的前端处理系统连接在一起,前端处理器的接口其主要的任务就是负责各项信息的管理和转换以及数据的周期和协议声明等,然而当所有的数据信息都被统一传输到中央处理器的时候,就会导致前端处理器的突然堵塞或者故障,并且随着信息数据规模的不断扩大,这种情况也就更为明显,所以前端处理器对于技术设备的性能要求比较高,例如南昌的地铁 1 号线,其前置的前端处理器就采用了高性能,高速度的知名品牌处理器,并且安装的方式也是采取独立安装,该处理器还同时支持多协议转换,多通道接口的功能,能够同时应对多个网络接口的插入,最后该数据处理装置属于冗余设备,单个环节的故障不会对系统造成太大的影响,从而也就保障了系统运行的稳定性。

(二)人机交互功能

综合监控系统的覆盖范围很大,其中最为主要的集成部分不仅已经取代了所有被集成的子软件,同时还具有其他子软件不具备的功能,提高了整体的工作效率。所以监控集成系统所涉及的人机图片层次较多,并且需要开发者付出较多的时间和精力,尤其对于一些数据库的二次开发工作而言,需要建立一个独立的数据库,当然并不是所有的专业集成系统都需要建立统一独立的数据库,有些可以采用其他专业的数据,可以在系统的人机界面嵌套图形界面,这样也就实现了最终的复式管理,更加方便操作运行。对于一些比较特殊却又重要的单个系统,开发者缺乏必要的技术支持或者资金来源就可以临时采用外接插口的方式介入,从而也能达到最终联网的效果。

(三)系统和实际时间的一致

车站的综合监测系统作为中央系统应该定期向相互联系或者集成的平台发布时间的信息,不需要指明这些信息的实际接收者, 需要这些信息的系统可以接受这些信息,从而保证了各个部门工作的连续性。然而一旦控制网络的范围扩大之后,这些信息的准确性一定会随着范围的扩大而降低,并且突然增多的信息必然会在中心的集成位置出现堵塞的现象,影响部分的信息数据传输功能严重的化还会导致部分重要数据的丢失,因此为了能够做出准确的决策,管理者应该按照规定严格地接受发布的时间信息。

(四)兼容性和稳定性

地铁监控系统的稳定性和容错性对于系统的正常运转有着很大的影响,所以一些例如交换机等比较重要的机器设备都采用了冗余的处理方式。所以南昌地铁 1 号线就采用了后备线控站的方式去稳定系统的运行,一旦中心控制系统受到突发事故的干扰, 后备站台的监控系统可以以中央用户的名义登陆并且监控整个流程的运转情况;同时后备站台可以提供和中心系统一样的功能, 直到原有的机器设备能够正常使用。最后还应该注意的一点在于综合控制系统应该设置多个可以复制的单元模块软件,利用专业代码来复制这些备用的文件,从而增强系统整体的容错率。

(五)系统的延伸性

为了能够及时应对突发的事故,确保地下人员的生命财产安全,应该对于地铁综合监控系统的有关机器设备,例如交换机, 服务器等留出超过 30% 的空间容量或者插槽,软件部分应该采用无限的可扩充软件,为今后不断的数据扩充打下基础。同时扩充的类型分为同类型结构扩充和异构扩充,前者仅仅只要将数据集中在一起处理即可,但是对于异构体系则应该建立足够庞大的关系网络,并且地铁的监控系统应该是连续的动态扩展模型,支持在线修改,在线扩充的功能并且不会干扰其他的工作,新加入的数据和系统能够和主系统实现无缝衔接不存在时间上的延迟,共同完成地铁的综合监控 。

四、结束语:

综上所述,虽然我国当前的地铁建设虽然没有任何较大的困难,但是如何提高地铁项目的管理效率,增强工作人员的技术能力还是一个难以解决的问题,笔者希望能够通过本文给有关的地铁施工团队一些技术方面的建议,从而帮助他们不断提高自身的素质和管理方法。

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