论文部分内容阅读
摘要：根据我国城市轨道交通自动化综合监控系统的特点，对综合监控系统的集成模式进行了研究。 从系统构成、优缺点以及实际意义对集中式、分布式和分层分布式三种集成模式进行分析，指出分层分布式集成模式是目前国内建设综合监控系统采用的主要形式。对这种模式进行学习，能够开发具有创新应用的综合监控系统 。
关键词：城市轨道交通;综合监控系统;操作控制中心;集中式
1城市轨道交通综合监控系统的特点
1.1监视范围广
城市交通线路的分布是由许多因素决定的，经济发展、地理环境以及政治因素都会对城市交通路线产生因素。形状分布大小不一，有直线、环状以及蜿蜒不断。车站间隔也互不相同，其中专业的设备会分布在停车场、变电站等地。综合监控系统需要对这种距离较远、难以控制的位置应该纳入监控范围。
1.2数据量大
数据库容量是决定监控规模的主要参数，以电力监控系统为例，一般变电站处理的I/O点数在3000上下。加上其他系统内部点，电力监控系统的数据库规模可以达到一万以上。
1.3通信复杂
通讯复杂的主要体现在通信网络复杂，城市轨道交通线路没有固定的地区，分布叫我分散，车站内部的局域网、广域网等线路复杂多样。其次是网络信息复杂，各种信息交叉、包括音频、视频等流媒体。
1.4二级调度三级控制
二级调度是指中心和车站二级的调度。 三级控制是指中心、车站和原地三级的控制。纵膈监控系统一般不对其控制，而是由中央和车站进行两级调控。城市轨道交通与一般监控数据采集系统不同的是它能够将与车站附近的区域中心共同管理，形成城市轨道交通管理网络，并出现几条数据路线的控制指挥中心。作为控制中心。操作控制中心负责将整个线路统一管理、运营，将上一个阶段与下一个阶段完善的连接起来，是城市交通轨道的管理中心。
2综合监控系统的集成模式
2.1概要
城市轨道交通的人性化、安全化以及现代化随着信息技术的发展越来越完善。人们对于城市轨道交通的要求也随着升高。为了能够更加直接的了解整个系统的运行情况，管理者提高城市轨道交通自动化系统对全部路线的信息进行收集掌握。但是这些数据的展现形象需要有一个适当的方式。能够更加直接、明显的展现给管理工作人员，以便更好应对突发状况，进行优化升级。当今城市轨道交通自动化的主要变化可以用信息和集成两个词来概括。综合监控系统不仅能够对数据进行收集和综合还可以对信息进行综合管理。
综合监控系统不仅包括传统的监控功能，还包括数据库管理、I/O处理、设备状态和报警指示、控制功能、处理优先级、计算、报警管理、事件记录等功能。 城市轨道交通自动化系统的之间的信息共享、数据上传等，实现全面信息交流，将整个系统联动起来是综合监控系统的主要目的。这样不仅减轻了系统的运行成本，将整个线路串联起来，实现了信息传输的安全、高效、系统以及时效性。作为综合监控系统的中心，数据库主要分散在车站等分服务器上，用于储存实体数据。现阶段主流的综合监控系统有集中式、分布式以及分层分布式。
2.2集中式
在这种架构中，通常在操作控制中心配置中心服务器中用于实时数据库的驻留，在车站不设置服务器，各相关子系统直接与中心监视系统交换信息。中心实时数据服务器是系统的核心，具有全线数据的分析、处理和存储能力。车站工作站通过MBN访问中心服务器。通过权限的灵活配置，办理车站值班业务。车站只能对本站管辖范围内的设备进行实际操作和管理。
这种集成模式的优点是：
（1）没有在各分站配置相关服务器，减少了投资成本;（2）整个信息构成简单，前期安装、后期维护、调试工作方便，进行控制的方面较少;（3）管理工作人员工作量不大，减轻了运行成本，提高效率;（4）中心服务器统一处理实时数据，保持数据完整性，更好的实现数据上传保存;（5）操作控制中心的重要性在这种模式中得到了极大的重视，中央级综合监控整体在实时性和硬件应用中都有很重要的应用。
这种集成模式的缺点也很明显：（1）中心服务器是整个体系的核心，一旦损坏就无法机械数据共享和信息传递，造成服务器停滞;（2）车站街综合监控系统没有实时数据库，无法随时对数据库进行更新和访问;（3）由于信息数据都集中在中心服务器中，对数据库的各项要求都非常高，需要定期进行维护;（4）由于车站级综合监控系统有较高的耦合度，系统扩展难以进行。所以这种监控系統主要适用于控制对象单一、没有较大投资成本的过程。
2.3分布式
在这样的架构中，操作控制中心中没有配置全局实时数据库，各站配置了具有主、备冗余性的实时数据库，存储了该站的所有实时信息。 特点是：（1）分布性较强，在车站或者操作控制中心都有分布，且可以进行灵活配置;（2）由于综合监控系统的测量点较多，所以就会产生较多数据，造成数据库信息量大，可能会达到数十万点，而分布式对于实时数据库的要求较低，能够将实时数据库分散到各个分站，减轻了中心服务器的负担;（3）由于综合监控系统的实时数据只再一个地方存在，所以各子服务器可以将数据发送至数据库中，保证了数据的完整;（4）由于操作控制中心缺乏数据实时数据库，所需要的数据是从各个子服务器中获取，减慢了获取实时信息的速度;（5）这种集成模式没有对重视操作控制中心，每个车站都存在操作控制中心的部分功能，能够随时降级运行。所以国内采用这种集成模式的城市轨道交通自动化系统不是很多。
2.4分层分布式
综合控制系统结合当前互联网信息的发展，采用物理和逻辑相分离的数据模式，能够完成多种灵活的数据库建立。分层分布集成式是指将分布式和集成式运用现代科学技术水平相结合，控制中心和车站都分布服务器。结合了上述两种模式的优点，并对不足进行了改正。车站具有的综合监控服务器是与集中型最大的不同，能够对整个车站的运行和安装进行管理。另外，操作控制中心知识存储所需要的部分实时信息，并步存储所以实时信息，其余设备与集中式区别不大。操作控制中心能够在发生事故时在任何车站降级运行。车站级综合控制中心能够将全线监控的重要对象的各项数据提出多种形式显示在大屏上，供调度器控制。这种集成模式的特点是：
（1）对之间两种模式进行了改进，首先对数据库进行了分散的同时，还重视了操作控制系统的重要性;（2）操作控制中心和车站的监控功能比较固定，能够在故障发生时灵活指定，确保核心任务能够顺利完成，兼顾分布和集中;（3）以车站为标准划分了几个综合控制中心，各中心相对独立，每个控制中心都有完善的硬件设施，能够高效、可靠、合理的完成日常运行任务;（4）综合控制中心和车站级综合控制中心会受到车站子服务器的参数影响，产生较小的网络数据流量信息;（5）与其他系统的连接更加方便，能够实现车站之间的联动;（6）系统有着极为灵活的机构，可以在操作控制中心和车站中集成子系统;（7）综合控制中心拥有一套完备的网络服务体系，能够独立高速的对数据进行分析上传以及储存，所以能够使用于比较复杂。多样有着较高集成度的工程;（8）但由于系统所拥有的较多网络设备以及服务器，导致成本较高。而且由于子服务器会分散至各个车站，导致数据信息的完整性会较低。由于各服务器的实时数据信息是先送到车站，在送至操作控制中心，所以可以将数据分两部分，分别送至车站和操作控制中心，这样就可以对上述情况进行解决。
3结束语
总之，城市轨道交通自动化监控系统的集成模式各有优劣，还是要根据具体情况进行实际应用，保证我国城市道路交通自动化监控系统的长效发展。
参考文献
[1]魏晓东.城市轨道交通自动化系统与技术[M].北京：电子工业出版社，2004.
[2]王开满，张慎明，江平.轨道交通自动化监控系统的特点及其发展趋势[J].城市轨道交通研究，2006（2）：1.
[3]吴新平，董德存.城市轨道交通信息集中监控系统的设计与实现[J].城市轨道交通研究，2005（4）：47.
[4]王开满，姚建国，苏强.分布式对象技术及其在实时数据库中的应用[C].∥中国电机工程学会电力系统自动化专业委员会. 2004年全国电力系统自动化学术交流研讨大会论文集.南京：国电自动化研究院，2004：122.
[5]徐杰，刘春煌，李平.城市轨道交通系统信息共享平台研究[J].城市轨道交通研究，2005（2）：35.
[6]湛维昭.地铁机电系统综合集成平台的设计[J].都市快轨交通，2006（2）：81.
关键词：城市轨道交通;综合监控系统;操作控制中心;集中式
1城市轨道交通综合监控系统的特点
1.1监视范围广
城市交通线路的分布是由许多因素决定的，经济发展、地理环境以及政治因素都会对城市交通路线产生因素。形状分布大小不一，有直线、环状以及蜿蜒不断。车站间隔也互不相同，其中专业的设备会分布在停车场、变电站等地。综合监控系统需要对这种距离较远、难以控制的位置应该纳入监控范围。
1.2数据量大
数据库容量是决定监控规模的主要参数，以电力监控系统为例，一般变电站处理的I/O点数在3000上下。加上其他系统内部点，电力监控系统的数据库规模可以达到一万以上。
1.3通信复杂
通讯复杂的主要体现在通信网络复杂，城市轨道交通线路没有固定的地区，分布叫我分散，车站内部的局域网、广域网等线路复杂多样。其次是网络信息复杂，各种信息交叉、包括音频、视频等流媒体。
1.4二级调度三级控制
二级调度是指中心和车站二级的调度。 三级控制是指中心、车站和原地三级的控制。纵膈监控系统一般不对其控制，而是由中央和车站进行两级调控。城市轨道交通与一般监控数据采集系统不同的是它能够将与车站附近的区域中心共同管理，形成城市轨道交通管理网络，并出现几条数据路线的控制指挥中心。作为控制中心。操作控制中心负责将整个线路统一管理、运营，将上一个阶段与下一个阶段完善的连接起来，是城市交通轨道的管理中心。
2综合监控系统的集成模式
2.1概要
城市轨道交通的人性化、安全化以及现代化随着信息技术的发展越来越完善。人们对于城市轨道交通的要求也随着升高。为了能够更加直接的了解整个系统的运行情况，管理者提高城市轨道交通自动化系统对全部路线的信息进行收集掌握。但是这些数据的展现形象需要有一个适当的方式。能够更加直接、明显的展现给管理工作人员，以便更好应对突发状况，进行优化升级。当今城市轨道交通自动化的主要变化可以用信息和集成两个词来概括。综合监控系统不仅能够对数据进行收集和综合还可以对信息进行综合管理。
综合监控系统不仅包括传统的监控功能，还包括数据库管理、I/O处理、设备状态和报警指示、控制功能、处理优先级、计算、报警管理、事件记录等功能。 城市轨道交通自动化系统的之间的信息共享、数据上传等，实现全面信息交流，将整个系统联动起来是综合监控系统的主要目的。这样不仅减轻了系统的运行成本，将整个线路串联起来，实现了信息传输的安全、高效、系统以及时效性。作为综合监控系统的中心，数据库主要分散在车站等分服务器上，用于储存实体数据。现阶段主流的综合监控系统有集中式、分布式以及分层分布式。
2.2集中式
在这种架构中，通常在操作控制中心配置中心服务器中用于实时数据库的驻留，在车站不设置服务器，各相关子系统直接与中心监视系统交换信息。中心实时数据服务器是系统的核心，具有全线数据的分析、处理和存储能力。车站工作站通过MBN访问中心服务器。通过权限的灵活配置，办理车站值班业务。车站只能对本站管辖范围内的设备进行实际操作和管理。
这种集成模式的优点是：
（1）没有在各分站配置相关服务器，减少了投资成本;（2）整个信息构成简单，前期安装、后期维护、调试工作方便，进行控制的方面较少;（3）管理工作人员工作量不大，减轻了运行成本，提高效率;（4）中心服务器统一处理实时数据，保持数据完整性，更好的实现数据上传保存;（5）操作控制中心的重要性在这种模式中得到了极大的重视，中央级综合监控整体在实时性和硬件应用中都有很重要的应用。
这种集成模式的缺点也很明显：（1）中心服务器是整个体系的核心，一旦损坏就无法机械数据共享和信息传递，造成服务器停滞;（2）车站街综合监控系统没有实时数据库，无法随时对数据库进行更新和访问;（3）由于信息数据都集中在中心服务器中，对数据库的各项要求都非常高，需要定期进行维护;（4）由于车站级综合监控系统有较高的耦合度，系统扩展难以进行。所以这种监控系統主要适用于控制对象单一、没有较大投资成本的过程。
2.3分布式
在这样的架构中，操作控制中心中没有配置全局实时数据库，各站配置了具有主、备冗余性的实时数据库，存储了该站的所有实时信息。 特点是：（1）分布性较强，在车站或者操作控制中心都有分布，且可以进行灵活配置;（2）由于综合监控系统的测量点较多，所以就会产生较多数据，造成数据库信息量大，可能会达到数十万点，而分布式对于实时数据库的要求较低，能够将实时数据库分散到各个分站，减轻了中心服务器的负担;（3）由于综合监控系统的实时数据只再一个地方存在，所以各子服务器可以将数据发送至数据库中，保证了数据的完整;（4）由于操作控制中心缺乏数据实时数据库，所需要的数据是从各个子服务器中获取，减慢了获取实时信息的速度;（5）这种集成模式没有对重视操作控制中心，每个车站都存在操作控制中心的部分功能，能够随时降级运行。所以国内采用这种集成模式的城市轨道交通自动化系统不是很多。
2.4分层分布式
综合控制系统结合当前互联网信息的发展，采用物理和逻辑相分离的数据模式，能够完成多种灵活的数据库建立。分层分布集成式是指将分布式和集成式运用现代科学技术水平相结合，控制中心和车站都分布服务器。结合了上述两种模式的优点，并对不足进行了改正。车站具有的综合监控服务器是与集中型最大的不同，能够对整个车站的运行和安装进行管理。另外，操作控制中心知识存储所需要的部分实时信息，并步存储所以实时信息，其余设备与集中式区别不大。操作控制中心能够在发生事故时在任何车站降级运行。车站级综合控制中心能够将全线监控的重要对象的各项数据提出多种形式显示在大屏上，供调度器控制。这种集成模式的特点是：
（1）对之间两种模式进行了改进，首先对数据库进行了分散的同时，还重视了操作控制系统的重要性;（2）操作控制中心和车站的监控功能比较固定，能够在故障发生时灵活指定，确保核心任务能够顺利完成，兼顾分布和集中;（3）以车站为标准划分了几个综合控制中心，各中心相对独立，每个控制中心都有完善的硬件设施，能够高效、可靠、合理的完成日常运行任务;（4）综合控制中心和车站级综合控制中心会受到车站子服务器的参数影响，产生较小的网络数据流量信息;（5）与其他系统的连接更加方便，能够实现车站之间的联动;（6）系统有着极为灵活的机构，可以在操作控制中心和车站中集成子系统;（7）综合控制中心拥有一套完备的网络服务体系，能够独立高速的对数据进行分析上传以及储存，所以能够使用于比较复杂。多样有着较高集成度的工程;（8）但由于系统所拥有的较多网络设备以及服务器，导致成本较高。而且由于子服务器会分散至各个车站，导致数据信息的完整性会较低。由于各服务器的实时数据信息是先送到车站，在送至操作控制中心，所以可以将数据分两部分，分别送至车站和操作控制中心，这样就可以对上述情况进行解决。
3结束语
总之，城市轨道交通自动化监控系统的集成模式各有优劣，还是要根据具体情况进行实际应用，保证我国城市道路交通自动化监控系统的长效发展。
参考文献
[1]魏晓东.城市轨道交通自动化系统与技术[M].北京：电子工业出版社，2004.
[2]王开满，张慎明，江平.轨道交通自动化监控系统的特点及其发展趋势[J].城市轨道交通研究，2006（2）：1.
[3]吴新平，董德存.城市轨道交通信息集中监控系统的设计与实现[J].城市轨道交通研究，2005（4）：47.
[4]王开满，姚建国，苏强.分布式对象技术及其在实时数据库中的应用[C].∥中国电机工程学会电力系统自动化专业委员会. 2004年全国电力系统自动化学术交流研讨大会论文集.南京：国电自动化研究院，2004：122.
[5]徐杰，刘春煌，李平.城市轨道交通系统信息共享平台研究[J].城市轨道交通研究，2005（2）：35.
[6]湛维昭.地铁机电系统综合集成平台的设计[J].都市快轨交通，2006（2）：81.