轨道交通综合监控系统概论.ppt

综合监控系统技术(ISCS)概论2009年11月2日,提 纲,综合监控系统的概念及必要性综合监控系统的体系结构及组成综合监控系统的接口介绍综合监控系统各子系统功能介绍综合监控系统的数据流介绍综合监控系统的联动综合监控系统工程的特点综合监控系统的趋势及展望,综合监控系统工程现状(国外),西班牙毕巴尔巴额地铁法国巴黎14号线墨西哥城地铁线西班牙马德里地铁新加坡东北线,综合监控系统工程现状(国内),北京地铁5、8、10号线，机场快轨广州地铁3、4、5号线上海地铁10号线香港地铁将军澳线香港地铁迪士尼线西安地铁2号线,什么是SCADA,SCADA系统是利用通讯通道上的编码信号控制RTU（Remote Terminal Unit：远程终端单元）设备的系统；又是将数据采集功能和通过通信通道获得RTU设备状态的显示或记录信息功能结合在一起的监管系统,SCADA的应用领域,方圆数千公里的电力传送系统。SCADA系统监测线网负载状况，控制开关并响应线网负载变化。小水电站群监管系统。SCADA系统响应用户需求对远程的发电机启停，快速响应电网对小电站的供配电需求。分布在较大范围的油、气生产实体，包括：油井，气井，油、气采集系统，流量测量设备、泵站等。SCADA系统采集计量信息，控制电机的启停对整个油、气田范围作出快速的调节。,大型SCADA系统的发展,以通用的、非专利的PLC取代专利的RTU。以开放系统、以工业标准组件和部件、以智能化的远程PLC取代传统的专利的SCADA结构模式。在SCADA系统中引入以Web为基础的技术，应用Web浏览器，在SCADA操作员站上显示包含动态实时数据的HTML页面。,分立自动化系统的缺点,不同的子系统所采用的硬件设备及软件一般随设备供应商的不同而不同，设备维护种类多、工作量大 各子系统的人机界面（图形风格、设备监控操作方式、报警管理、实时历史数据管理等）由于子系统的不同监控性质而互不相同,分立自动化系统的缺点,无法在通用的、可互换的操作员工作站上实现对地铁所有运营数据做全面的综合监控，信息无法全面共享分立的子系统较难实现仅按权限登录即可监控任意子系统的运营需求各子系统较难实现直接、快速的数据交换，不利于地铁运营对所有地铁运营系统全面监控的实际需要，无法实现更为复杂、实用的联动功能需要的维护人员很多，维护成本很高,综合监控系统的概念,综合监控系统是一个地理上分散、多专业关联、包含多种接口协议（Modbus,IEC104,CIP,现场总线），并以综合自动化技术为核心的大型SCADA监控系统。综合监控系统是计算机技术和网络技术进步的必然结果以综合自动化技术为核心的综合监控系统是轨道交通发展、信息技术发展的必然趋势信息集成和数据库建设是地铁信息化的基础，信息的有效整合才能使信息及时、准确、可靠地在系统内流通，并为有关部门共享和领导决策所用,综合监控系统的必要性,实现资源共享，信息互通，提升自动化水平，提高地铁运营效率提高自动化系统的安全性、可靠性及快速响应能力实现高性价比、减少重复投资和后期维护成本为地铁运营管理提供信息集成平台上述特点使地铁运营选择综合监控系统成为趋势,综合监控系统实施条件,综合自动化系统集成一般是人、技术、管理三者的有机结合人：“一把手工程”，包括领导和企业/公司各个层面的人愿意且能够接受信息化改造技术：设计单位、供货商必须具备实施综合自动化系统的丰富经验管理：建设单位能够对整个项目进行有效管理运营单位确实能够有效利用综合监控系统实现提高运营效率和可靠运营的目的,综合监控系统实施条件,业主需具备一定的运营经验和具有高效的管理体系必须有建设单位、设计单位、供货商(施工单位)多方面的密切配合子系统众多，需各个子系统厂商能够在综合监控系统的框架下配合综合监控系统接口工作，实现相应的功能需要有成熟应用经验的软件供货商的支持业主能够有效协调工程各方，综合监控系统供货商必须具备丰富的系统集成和项目管理经验业主的协调能力和系统集成商接口集成能力是整个工程成败的关键(系统级、设备级、管理级),地铁运营对自动化系统的基本要求,列车运行管理对列车的运行调度指挥，保证行车安全和准点的信号控制管理系统。车站站务管理车站秩序管理、票务管理和安全管理，保障乘客上下车和列车到发的安全和准点，避免站内发生意外事故设备运转管理设备运转的管理以机电设备管理为主，主要是供电系统和地下车站中的通风和空调系统,地铁运营对自动化系统的基本要求,列车运行管理主要由信号系统及行车调度系统支持实现车站站务管理、设备运转管理是在列车运行管理地基础上，综合机电设备监控系统等各专业子系统的信息来实现的,地铁运营对自动化系统的基本要求,列车运行系统：隧道、站台、线路、车辆、牵引供电、信号、控制中心、车站行车等客运服务系统：车站及照明、售检票机计算中心、导向及预告措施、消防、环控、自动扶梯、电梯、车站服务等检修保障系统：为保障上述设备性能良好、能随时启动重新投入运行而具备的检修手段能力等,综合监控系统的体系结构,典型的大型分层分布式监控系统具有典型的CIMS(Computer Integrated Manufacture System)结构特点ISCS(Integrated Supervision and Control System)or MCS(Main control system)“三层两库一支撑”体系结构三层：中心综合监控系统、车站综合监控系统、现场控制系统两库：实时数据库、关系数据库(历史数据库)一支撑：计算机网络,深度集成的基本概念,深度集成综合监控系统使用同一软件平台将被集成子系统完全集成在系统之内数据库对数据库的对接变为数据库的映射和包含关系减少了不必要的中间环节，保证了系统的远动特性,深度集成,系统结构的深度集成软件的深度集成硬件的深度集成工程实施的深度集成,ISCS系统构成原则(I),综合监控系统应围绕列车安全稳定运行、地铁经营效率提高、机电设备良好运转、旅客服务完善等目标进行设置。综合监控系统面向OCC电调、环调、行调、维调、总调及车站值班长和值班员，满足这些岗位功能需求。综合监控系统采取分层分布式结构，由中心监控中心级(OCC)中心监控系统、车站级车站监控系统以及车站内的基础自动化(设备自动化)系统组成,三层网络、三层管理。,ISCS系统构成原则(II),系统须采用先进的计算机网络构建硬件平台，并设置网络管理系统提供对网络的性能管理、配置管理和故障管理。系统须采用先进的计算机集成系统软件体系对各子系统进行集成。软件体系支持所有子系统的功能要求，支持综合自动化监控系统高性能指标的实现。系统必须具备完善的人机界面体系支持综合监控功能实现。,ISCS系统构成原则(III),综合监控系统须采用可靠性设计，系统设备和系统构成应安全可靠。硬、软件技术先进成熟、能够高可靠高稳定运行。热备冗余分层分布结构，尽可能采用光纤传输介质。系统须采用行之有效的抗干扰措施。车站内的子系统一般采用工业控制网络或现场总线，分散控制结构，自律式控制器保证基础自动化层的安全可靠。,ISCS系统构成原则(IV),综合监控系统应为开放系统，硬件设备通信接口、网络协议、数据库等均采用国际标准，具有ODBC、OPC标准接口功能系统应具有较大的扩展能力，支持分期施工。系统可采用多媒体技术为地铁工程提供更强的功能系统提供较广阔的集成平台，能接入其他的系统也能对地铁工程进程中新出现的项目进行集成系统具有集成第三方设备和软件的能力,ISCS系统构成原则(V),综合监控系统须采用先进的计算机集成系统软件对各相关系统进行无缝地接口。系统软件支持所有相关系统的功能要求，支持综合监控系统性能指标的实现。各被集成或互联的子系统保证相对独立工作。当出现异常情况由正常运行方式转为灾害运行方式时，综合监控系统能迅速转变为灾害模式，为防灾、救援和事故处理的指挥提供方便。,ISCS系统构成原则(VI),综合监控系统采用工业级产品，保证能全天候724小时不间断地远行。综合监控系统采用模块化设计，易于扩展。综合监控系统不仅满足线路本身运营和管理的要求，并能为今后线路的扩展以及其它线的接入和与更高一级管理系统连接预留一定的条件。综合监控系统须在信息的处理上坚持实时监控信息和事务信息严格分开的原则，保证信息安全和网络安全。综合监控系统需采用深度集成模式构建，采用同一软件平台集成子系统、实现综合监控和联动控制。,第一层 中心级ISCS系统,中心级ISCS系统包括中心ISCS系统(CMCS)、网络管理系统(NMS)、培训管理系统(TMS)、综合显示屏(OPS)、软件测试平台(STP)。设置冗余实时服务器、冗余历史服务器、历史磁盘阵列、各类调度员工作站(如电调、环调和总调等)、网管服务器、网管工作站、事件打印机、报表打印机、彩色图形打印机、冗余网络交换机、通讯控制器(负责中心互联系统的接入)、弱电系统不间断电源UPS。,第二层 车站级ISCS系统,包括车站级ISCS系统(SMCS)、车辆段ISCS系统(DMCS)、车辆段维修管理系统(DMS)。车站级ISCS系统包括冗余的实时服务器、历史服务器、工作站、事件打印机、冗余的带路由功能的网络交换机、综合后备盘(IBP)和不间断电源UPS等。,第三层 现场级ISCS系统,包括深度集成的电力监控系统(PSCADA)、环境与设备监控子系统(BAS)和通信控制器(网关)互联的其它专业车站级子系统。PSCADA：由变电所内管理层、网络通信层、间隔设备层组成BAS：由监控管理层、现场设备层组成,数据库系统,实时数据库起到了连接底层的设备监控和上层的运营管理的桥梁作用，促使监控数据和管理信息在整个综合监控网中有序的流动。历史数据库对统计数据进行存储，以备操作员对历史纪录进行必要的查询和分析。,通讯传输网,轨道交通综合监控系统对通讯网的可靠性、可扩展性、透明的、高速、网络通讯质量有着较高的要求。要求无单点故障和适应地铁分期、分段建设的特点。,通讯传输网络,控制中心ISCS通过交换机上冗余的1000Mbps网络端口，连接中心实时服务器和中心历史服务器，通过冗余的100Mbps网络端口连接工作站、远程终端单元(FEP)、综合显示单元、软件测试平台(STP)、网络管理系统(NMS)和打印机等车站ISCS通过车站以太网交换机上冗余的100Mbps网络端口，连接车站服务器、车站值班站长工作站、打印机、远程终端单元(FEP)、PSCADA综合自动化子系统控制信号盘、BAS控制器等设备。,ISCS系统的典型构成,中心ISCS系统(CMCS)车站ISCS系统(SMCS)车辆段ISCS系统(DMCS)深度集成的子系统(PSCADA、BAS)维修管理系统(DMS)网络管理系统(NMS)车辆段培训管理系统(TMS)软件测试平台(STP)互联系统(通讯系统、信号系统等)骨干网(MBN),综合监控系统层次结构示意图,系统构成,中心综合监控系统：CISCS、BAS、PSCADA、OPS、NMS、TMS、STP、UPS车站综合监控系统：SISCS、BAS、PSCADA、IBP、UPS车辆段综合监控系统：DISCS、UPS、IAS、DMS、,中心综合监控系统CISCS,中心监控网OCC实时服务器历史和事件服务器磁盘阵列磁带记录装置各类操作员工作站中心RTU、UPS、OPS、打印机、机柜和附件等部分组成,网络管理系统NMS,可对ISCS的全部网络设备进行配置、监视和控制。这些管理的设备包括：ISCS网络上的所有交换机、所有的服务器、工作站、远程终端单元(RTU)、磁盘阵列、磁带机、UPS、大屏幕系统等。,网络管理系统NMS,大屏幕系统OPS,控制中心大屏幕投影系统(OPS)由投影拼接墙体、多屏处理器及显示墙应用管理系统(VWAS)软件等构成，投影墙划分为三个显示区域，供ISCS、CCTV及ATS三个系统分别使用。OPS的规模和处理器主从模式随项目不同差异较大,OPS,软件测试平台STP,用于在现场实际运行前，配置、测试和检验数据库和软件组件(集成互联系统的硬件接口、软件协议测试)。在新的数据库和软件组件投入实际使用之前，对其进行配置、测试和验证。生成/修改和测试新图片。测试新版RTU、工作站和车站及OCC服务器软件。将测试好的配置分发系统的各个部分。与子系统进行接口测试。在STP服务器上运行车站和OCC应用程序。,软件测试平台STP,培训管理子系统TMS,TMS系统用于培训新的操作人员，TMS服务器软件启动后，可以支持车站或中心的培训操作,培训管理子系统TMS,车站综合监控系统SISCS,SISCS包括：冗余的车站网络交换机冗余的车站服务器RAID5磁盘阵列车站双屏值班站长工作站车站RTU车站打印机综合后备盘(IBP)不间断电源(UPS)车站机柜及附件,综合后备盘IBP,IBP物理结构包括以下三部分：IBP盘体(包括马赛克盘面)落地柜体操作台在中心一级发生通信故障或在车站一级人机接口发生故障时，保证车站具有紧急后备装置，以免影响安全,综合后备盘IBP,车辆段综合监控系统DISCS,车辆段DISCS包括：冗余的车辆段网络交换机(带路由功能)冗余的车辆段实时服务器RAID5磁盘阵列车辆段双屏值班站长工作站车辆段RTU车辆段打印机不间断电源(UPS)车辆段机柜及附件,集中告警系统(IAS),IAS对全线重要设备报警信息进行收集，并通过相应的维护工作站提示维修信息。主要报警信息包括：ISCS系统设备供电设备变频器应急照明电源通风空调给排水设备自动扶梯FAS设备ACS设备PSD设备,集中告警系统(IAS),综合监控系统的接口,对接口技术的成功掌控是综合监控系统成败的关键所在。业主对其重视程度，集成商对接口技术的把握能力的重要性怎么强调都不为过。,综合监控系统接口类型,ISCS与相关系统的接口主要包括：串行数据接口、局域网数据接口、硬线接口等类型。串行数据接口采用标准的RS422/485/232接口，支持通用、开放、软件解码的协议。局域网数据接口采用10Mbps/100Mbps自适应IEEE802.3以太网接口，支持TCP/IP接口，支持通用、开放、软件解码的协议。,接口设计原则,集成和互联的概念顶端集成和深度集成接口范围的区别接口设计原则,接口管理,内部接口,深度集成的综合监控系统ISCS,传统集成系统PSD/FG,互联系统FAS/PA/CCTV/ACS,PSCADA间隔层设备,综合监控系统设备房间接线箱端子排外侧,BAS底层环控设备和机电设备,深度集成接口,接口设计深度集成系统,变电所综合自动化系统(PSCADA)机电设备监控子系统(BAS),接口设计集成系统,屏蔽门(PSD)防淹门(FG)门禁系统(ACS),接口设计互联系统,信号系统(ATS)自动售检票系统(AFC)广播系统(PA)闭路电视系统(CCTV)火灾报警系统(FAS)乘客信息显示系统(PIS)集中告警系统(IAS)时钟系统(CLK),深度集成接入方案,深度集成是地铁综合监控系统的发展方向和核心技术深度集成综合监控系统使用同一软件平台将被集成子系统完全集成在系统之内，典型的深度集成方案：PSCADA/BAS的深度集成。,ISCS/PSCADA接口,ISCS/BAS接口,互联子系统接口,ISCS/FAS接口,ISCS/PSD接口,ISCS/ACS接口,ISCS/PA接口,ISCS/CCTV接口,ISCS/FG接口,ISCS/PIS接口,ISCS/ATS接口,ISCS/CLK接口,PSCADA系统结构,综合监控系统各子系统功能,综合监控系统各集成系统功能综合监控系统各互联系统功能,PSCADA系统功能,实现对地铁各变电所设备进行实时控制、监视和数据采集。调度人员通过监控系统实时地监视着供电系统设备的运行情况，及时掌握供电系统的各种事故和警报事件，准确实施调度指挥、事故抢修和事故处理，保证供电的安全性和可靠性。,PSCADA 中心功能,控制功能遥信及信息处理功能遥测及数据处理功能遥调功能报警(事故、预告告警)处理调度事务管理功能供电系统运行情况的数据归档和统计报表功能信息查询功能用户主要画面显示功能数据打印及画面拷贝功能大屏幕投影显示功能对各种重要命令和操作设置超时监视,PSCADA 车站功能,控制方式采用控制中心远方操作/所内控制信号盘上集中操作/开关柜当地操作三级控制方式在各车站不设电力调度值班员，车站级综合监控系统不设对变电所的控制功能，可设本车站管辖范围内的变电所设备、接触轨设备运行状态和运行参数的实时监视功能主要有遥信功能、遥测功能、用户画面显示功能、数据打印及画面拷贝功能等,BAS系统结构,BAS中心级功能,中心级功能设计面向地铁运营和维护，突出日常调度和防灾指挥功能，支持全局性的监控和管理，并实现于调度和运营管理的数据设备、关键设备的遥控、组控及模式控制等功能为OCC环调及维调提供用于运营管理的、全局的各类高效实用监控手段,BAS控制中心功能,监控功能显示功能故障显示运营统计,BAS车站功能,正常工况下，提供全面的监控方式与手段实现对车站环控系统及其他机电设备的监控操作、实时控制、并通过控制算法和策略达到节能和优化控制的目的在非正常情况下，提供协调和调度监控手段应对特殊的工况，并根据调度及触发命令完成模式控制。如：数据采集与处理功能、安全监视功能、控制与调节功能,BAS车站功能,数据采集与处理功能安全监视功能控制与调节功能报警处理功能通讯功能运行指导功能自诊断功能操作密码保护功能,FAS系统结构,FAS中心级功能,接收并储存全线FAS系统设备的主要运行状态；接收全线各车站、车辆段、主变电站的火灾报警并显示具体报警部位。火警时，操作员工作站应自动弹出相应火灾报警区域的平面图，火灾报警具有最高优先级，当同时存在火灾及其它报警时，优先报火警，并自动弹出相应报警区域的平面图。进行火灾报警及故障数据的存储。进行报警信息、状态信息的报表分类查询及打印。,FAS车站功能,监视、报警、控制以及与其它系统的联动，车站级FAS由信息管理层、FAS控制层构成，FAS控制层由设在车控室、消防控制室或值班室的设备(如火灾报警控制器及消防联动柜等)组成控制层能够相对独立的工作，即控制层脱离信息管理层时，仍能独立运行。信息管理层与FAS控制层通过工业级以太网接口连接,FAS车站功能,接收车站级FAS系统设备的主要运行状态；接收车站级火灾报警，并显示具体报警部位。当发生火灾时，根据火灾模式，自动启动广播系统进入消防广播状态。车站级FAS直接向车站级综合监控系统发送火灾模式信息；车站综合监控系统监视FAS发来的火灾模式。火灾报警及故障(本系统设备及被控设备)数据的存储时间根据要求而定。进行报警信息、状态信息的报表分类查询及打印。,FAS车站功能,监视车站及所辖区间(包括区间隧道风机房和区间跟随式降压变电所)专用火灾报警设备的运行状态。监视车站及所辖区间火灾报警，并显示报警部位。通过车站级火灾报警控制器的接口向BAS发出火灾模式指令，由BAS启动消防联动控制设备。FAS在车站按FAS与综合监控系统达成协议所规定的格式将信息发送给综合监控系统。在控制中心、车辆段、主变电站火灾时，FAS自动切断与消防无关的电源，同时反馈其状态信号，并自动将广播系统切换到应急广播。控制车站防火分隔的防火卷帘下降，并接收其状态反馈信号。由FAS在车辆段、主变电站设消防联动控制盘，实现手动硬线控制消防设备。,互联系统功能 PA,控制中心ISCS操作员工作站(含行调、环调、总调)具有中心调度员广播功能。可实现对所有车站的广播区域的特定组合进行广播和监听，并显示广播区域的占用/故障状态。车站综合监控系统实现的PA级功能作用域限定在本站。综合监控系统和PA系统后备操作台实现互锁操作，PA操作台优先级高于综合监控系统。,互联系统功能 CCTV,控制中心ISCS为调度员工作站（行调、环调、总调）配置CCTV监视功能。ISCS调度员工作站之间的操作相互独立、互不干扰，调度员能控制、选择本操作台选择输出全线范围内视频。在行调工作站上可控制、选择设置在中心控制室内综合显示屏上的CCTV监视区域。显示内容和方式可根据运营要求进行设定。车站ISCS在操作员工作站上可显示本站摄像机图像，并对本站范围内的摄像机进行遥控。综合监控系统和CCTV后备操作台实现互锁操作，CCTV操作台优先级高于综合监控系统。,互联系统功能 ATS,综合监控系统互联ATS系统，ISCS在控制中心将实时监视如下ATS信息，ATS将在正常运营情况下提供以下信息：正线上列车(轨道位置编码)的实时位置信息及相关列车识别信息:,互联系统功能 ATS,列车识别号(列车ID)，包含列车服务号、序列号、乘务组号列车方向(在轨道上的运行方向)列车目的地编号列车在车站停留时间每一个站台的下一列乘客列车到达的时间或列车直接通过车站以及目的地全部区域牵引供电信息列车阻塞信息。当列车在隧道中停留超过2分钟，ATS将开始向ISCS发送阻塞状态,互联系统功能 ATS,ISCS所要监控的主要的信号报警类型包括：COM服务器主机故障FEP故障转辙机故障信号机故障计轴器故障无线总故障信息 ISCS将为ATS提供综合显示屏控制器，显示屏控制器多媒体控制器通过快速以太网与ATS相连。,互联系统功能 ATS,当车控室IBP盘上的某一站台紧急停车按钮被按下后，列车将不允许驶进、驶出站台，相应的紧急停车指示将显示在车控室IBP盘上。ATS将实现紧急停车/紧急停车取消功能。当车控室IBP盘上的某一站台扣车按钮被按下后，列车将停留在站台不允许离开，直到放行按钮被按下。相应的扣车指示将显示在车控室IBP盘上。ATS将实现扣车/放行功能。ISCS提供在车控室IBP盘上的开关按钮及状态指示灯。,深度集成解决方案的优化,内部接口取代了外部接口 综合监控系统将PSCADA、BAS纳入本系统中，采用了一体化的软件体系，因此，SOMS与PSCADA和BAS的接口成为系统内部的接口，软件体系成为完整的整体，数据采集、数据处理和数据服务的软件三个层次浑然一体。将PSCADA、BAS作为内部接口，使接口开发变得较为简单、方便，在一个软件平台下完成SOMS和 PSCADA、BAS连接使接口实施工作过程极大简化。如果，将PSCADA、BAS作为单独的子系统与综合监控系统全面数据互联，它们之间的接口是两个系统的数据表示层间接口，某种意义上讲，相当于在软件的数据服务层由两个系统集成商去完成，此种情况下，接口工作较为复杂，双方的接口点表需要不断地核对和协调，接口开发和实施的工作量极大。,软件平台的选择原则,轨道交通综合监控系统的软件主要由以下因素决定：该软件的成熟度系统集成商对综合监控系统软件的把握能力应用能力,综合监控软件的成熟度,软件系统的稳定性与成熟性 软件系统的开放性 软件系统的基本性能指标 软件的表示层展示系统的人机界面水平 综合监控软件应可进行深度集成的软件体系 系统软件的功能实现成熟度,软件系统的稳定性与成熟性,综合监控系统软件平台的稳定性不仅取决于操作系统(Windows/Unix)的稳定性，更多地取决于建立在操作系统平台之上的系统软件以及装配的硬件和相关驱动程序是否成熟和稳定。系统软件、应用软件和相关的接口驱动程序对操作系统的匹配性，运行的工程成功经验对软件系统而言更为重要。不宜轻易地否定某种操作系统和以某操作系统为基础的整体软件体系。不仅要考察软件在系统开通后的运行稳定性和有效性业绩，更要考察其应用水平，给地铁运营带来的效益、给地铁设备维修与维护带来的好处，给乘客服务带来的好处以及系统的扩展能力的实际表现。,软件系统的开放性,系统软件的基础平台应是一个开放系统，即它是由稳定的、成熟的操作系统，集成了商用的中间件和软件组件构成。软件平台的专利组件愈少愈好。数据库的通用性愈强愈好。开放性带来的是系统性能价格比的提升。开放系统支持简约的系统结构和合理适度的设备配置。,软件系统的基本性能指标,软件系统必须有效支持冗余配置以提高系统的可靠性，系统有效性不低于99.99%。软件系统支持深度集成以提高响应性，上行和下行数据的响应周期分别在2秒内。软件的集成规模和能力以及深度集成的范围，软件机制对通信负荷率的影响也是重要的性能指标。,系统的人机界面水平,综合监控系统人机界面体系是洞察软件水平与功能的窗口。系统软件必须提供符合工程要求，符合运营操作人员要求，满足维护人员需求的人机界面体系。人机界面体系应全面反映出系统的综合监控功能，并能做出全面的展示。已运行工程中人机界面为用户接受的程度和人机界面运行效果是对软件系统的重要考察标准。,可进行深度集成的软件体系,综合监控软件应能对各机电子专业进行深度集成。综合监控系统软件应是一体化的软件体系，将数据采集、数据处理和数据服务的软件三个层次浑然一体地完整地构建在一个软件体系中，软件对系统集成的范围可直接到控制器的端子排。软件平台可将PSCADA、BAS的软件集成在内，PSCADA、BAS与软件平台的接口成为平台内部接口。PSCADA、BAS、FAS成为综合监控系统本身的系统组成。,系统软件的功能实现成熟度,系统软件对重要功能具体实现方法的展示是其软件成熟度的重要标志。系统软件的成熟性表现在对集成系统的深度集成上，同时也表现在所展示出的对机电设备监控管理功能上。,综合监控软件的把握能力,对系统软件平台的把握开发应用软件的能力 系统集成商对软件的把握能力还表现在实施系统的活动中,对系统软件平台的把握,集成商即可以采用独立开发的软件平台系统，也可以采用第三方的成熟的软件平台系统，不应限制系统平台的供货选择范围。系统集成商独立开发的软件平台更便于把握。必须要求国内集成商对第三方软件供应商有足够的控制能力，且该集成商应在国内相关工程有众多的业绩，丰富的经验，是整个综合监控系统成功的前提。,开发应用软件的能力,系统集成商必须能够熟练地开发具体应用软件满足工程要求系统集成商须熟知与把握系统软件和应用软件对操作系统的匹配系统集成商须熟知与把握对应用软件的工程适应性开发熟知与把握接口驱动程序的开发以及与系统的匹配,项目实施系统的活动,对系统软件的调试能力以及构建系统时的总联调能力也是对软件系统把握的能力。综合监控的应用能力软件系统调试和维护能力对软件的应用能力也表现在对软件的再开发能力，在已有的软件平台上利用共享信息可开发更多的功能,轨道交通软件的应用开发能力,领域专家/应用设计人员主导负责设计，软件人员配合开发出应用软件包，购筑综合监控系统的关键层次。综合监控系统应用功能的实现更为关键。综合监控系统建成之后，重要的是它的应用。,国内外综合监控系统平台评价,国内系统集成商开发的并在地铁综合监控工程中运用成功的软件体系。国外系统集成商开发的并在地铁综合监控工程中运用成功的软件体系。一般讲，无论是国内软件平台还是国外软件平台，都是选用了通用的COTS软件，例如，操作系统选用Windows或Unix，中间件CORBA或DCOM。,国内外软件平台,国内综合监控软件平台已在北京地铁13号线和深圳地铁一期工程应用成功。采用了深度集成的体系结构。国内软件商对国内工程的适应性极强。国内软件的性能价格较好。,综合监控系统国产化基本特征,面向对象层次化模型模块化结构分布式数据处理大容量的实时数据库和历史数据库具有开放式系统配置能力，可订制用户数据、操作界面、统计分析具有对不同制造商产品的集成能力(协议、数据、工作模式等)具有成熟、稳定的软件系统内核框架，允许在此基础上完成定制功能组件的模块化扩展对地铁扩站、扩线、线网的发展需求具有极强的适应能力,面向对象实时数据库,图模一体化,图模一体化技术是指基于设备图形库(静态图库、动态图库、对象图库)的建库与编辑(可以用户自定义设备类的图形动态特性、操作控制等)，通过设备类实例化定义(设备类名、设备编号、对应的IO点)以及图形定义(流程图、系统图上的设备位置定义与关联连接)，建立设备实例的设备类、设备编号、IO点及图形映射关系，将数据库和图形库无缝结合，从而保证了MMI全部画面对同类型设备表现行为的一致性。图形重用度高、易于修改和维护，能有效提高工程实施的效率和正确性,以事件驱动为处理核心的大容量分布式数据库,事件驱动特征分布特征内存数据库特征,主要软件构成,数据接口层：完成外部设备和子系统的接入 数据处理层：完成数据的采集和加工处理、报警判断和记录、历史数据的收集和报表生成 数据展现层：MMI由画面配置与显示、报警监视、趋势显示、报表等组件组成。,系统软件平台,电力软件包,环控软件包,FAS软件包,电力组态,环控组态,FAS组态,地铁专业应用,应用设计,工程设计,其它软件包,其它组态,平台设计,数据流图,简称DFD，采用图形方式来表达系统的逻辑功能、数据在系统内部的逻辑流向和逻辑变换过程，是结构化系统分析方法的主要表达工具。,PSCADA,BAS车站环控设备隧道环控设备非环控设备,FAS,综合监控系统的联动功能,联动功能改进各专业之间的协调避免误操作的可能性提高应急处理能力降低劳动强度增加乘客及系统的安全性为乘客提供足够、准确且及时的信息和服务有助于提高地铁的综合运行水平有助于提高运行质量,ATS,AFS,SCADA,通风空调,电/扶梯,照明,车辆,给排水,结算中心,供电局,防淹门,消防水系统,消防局,气体灭火系统,消防联动设备,通信系统给排水,BAS,ATS,AFC,PSCADA,PSD,ACS,SIS,PIDS,TIS,CCTV,FAS,PA-DLTS,CLK,DDS,综合监控系统联动功能,有综合监控系统接口数：n,无综合监控系统接口数：n(n-1)/2,中心联动功能,车站联动功能,可靠性保证,重要硬件设备采用成熟、可靠的、可扩展的、符合工业级标准的知名品牌设备软件平台采用经过长期考验、成熟可靠的软件平台产品关键设备均采用冗余设计北京10号线综合监控系统中，对系统的三级网络(MNS、中心监控网、车站监控网、现场总线)CISCS服务器、SISCS服务器、RTU、操作员工作站以及变电所综合自动化系统的总控单元、环境与设备监控子系统的PLC进行了双重冗余设计 系统可用率99.95%,系统规模,系统规模,换乘站监控点数按典型站的2倍考虑，车辆段的点数按典型站的70考虑。为了保证系统的性能和将来扩充，服务器、网络和软件平台的处理能力必须预留30以上的裕量。,系统响应性,深度集成系统保持了从顶到底的完整结构，可保证实现高响应的远动功能，遥控时间与遥信时间可保证在2秒之内。深圳地铁总验收的实测值为：遥控时间0.66秒，遥信时间0.66秒。一般国外的综合监控系统在车站级将系统拦腰截断，采用软件平台对接方式将综合监控的两级系统连接起来，使系统结构极不合理，数据处理无谓地增加了层次，使综合监控系统的远动性能极大降低。按理论值计算，遥控时间3.5秒，遥信时间3.5秒，超出了我国电力规范的要求。,画面/设备选择和更新,在操作员请求后，操作员操作站屏幕上动态图形(1000个对象)显示完毕不超过1秒钟，且可在1秒内完成动态刷新。ISCS的大屏幕系统(OPS)画面提供SCADA、BAS、FAS等主要信息。在操作员请求后，大屏幕的所有显示单元显示整幅画面的刷新时间不超过3秒，单个显示单元的刷新时间不超过1秒。当操作员使用光标选择菜单、对话框、符号、图标后，系统即时响应。在操作员操作站选择历史数据查询命令时，相应的查询结果可在5秒钟内显示在屏幕上。,系统可用性,可用性：99.99%系统平均故障间隔时间(MTBF)：10,000小时平均修复时间(MTTR)：30分钟,系统可靠性,实时服务器、前置机的主机、备机的切换时间不大于5秒钟，切换时间从软件或硬件被检测出故障开始算起，到ISCS完全可用为止。历史服务器的主机、备机的切换时间不大于30秒钟。缓存区已满不引起ISCS的崩溃。任何网络设备，包括操作站、服务器、交换机等，如发生单点故障，不影响ISCS的正常工作。,系统的可靠性保证措施,冗余、热备CISCS服务器，切换对OCC操作员完全透明冗余系统网络冗余、热备FEP带有操作员权限管理的操作员工作站软件开发和实施过程进行严格质量控制,系统扩展性,IO扩展：数据采集层的驱动程序可灵活配置和扩充。数据库扩展：服务器层数据库可实现灵活的扩容。界面层扩展：人机界面层可根据用户的需求采用ActiveX灵活定制开发。,系统的扩展形式,增加新站：单独调试新站的车站ISCS，在完成后，将该站本地ISCS网络连入骨干网，将该站数据库配置组态数据加入控制中心数据库，在中心操作站增加新站画面。增加换乘站：修改数据库，增加被监控设备的组态配置数据，通过开放的数据接口获得新建部分的数据，同时向另一条线路的ISCS提供既有系统的信息，在车站和中心增加部分画面。后通段接入：通过扩容服务器，修改数据库，升级用户画面，将后通段数据和应用无缝接入首通段工程中来。ISCS系统投标配置的服务器可以满足至少50个车站的监控需要，在不增加CPU和内存的前提下，可以监控超过50万点数据。,设备负荷要求,系统软硬件裕量,整个ISCS具有可接50个站点的能力。实时数据库、历史数据库的配置余量为50%以上，并具有100%的扩展能力。相同设备的硬件配置(如计算机内存、磁盘容量、接线端子等)，在满足系统性能指标的基础上，留有20的余量，并具有扩展能力。在OCC的ISCS配置具有可接50个操作站的能力，在车站ISCS配置具有可接4个操作站的能力，在车辆段/备用中心ISCS配置具有可接12个操作站的能力。,综合监控系统的工程执行特点,涉及专业面广、重点功能突出工程实施周期长用户需求的不确定性大、变更较多国外先进软件需要适应国内工程的特殊情况，如：工期紧张、变更频繁、供应商竞争激烈合作执行、相互磨合、及时经验总结,综合监控系统的工程执行要素,充分沟通：沟通内容、量巨大,ISCS业主,ISCS设计,子系统供应商,ISCS供应商,子系统设计,子系统业主,子系统安装商,ISCS安装商,监理、项目管理,ISCS运营分部,其它专业专业运营分部,工程执行重点,严格控制工程节奏：设计，1年或更多测试，半年现场调试：1年原则：重视设计联络会，重视测试重视点到点测试及出厂前的软件功能测试渐进的软件功能设计与制造工程实施阶段：设计、确认、制造、验证,工程执行重点,综合监控系统顺利实施的重要因素：控制点表质量控制变更数量，包括图形、点表运营尽早介入设计过程，充分明确用户需求业主管理层的协调与关注面向通用、开放的接口通讯协议严格控制软件功能的升版一般需要在子系统完成自身功能的3个月后，ISCS完成相应的主控功能。主控的成功依赖于子系统的成功。,综合监控发展趋势及展望,深度集成PSCADA、BAS等进一步丰富联动功能/决策支持系统区域控制区域内(2-3个车站)共用1个区域综合监控系统线网调度指挥中心,互联互通建议,在城市轨道交通网形成后，为适应线网的发展，构建一个保证轨道交通网络安全、高效、经济、有序流动、有权威性的线网指挥中心是十分必要的。线网中心指挥轨道交通网络中各条线路协同运营，并协调轨道交通和其他交通方式的联合服务，以提高”大都市”的交通运输立体化、网络化的服务水平。,应对紧急突发事件,轨道交通在构成网络后，各线路已不再成为孤立的线路，而成为网络中的骨架，任何一点紧急突发事件，都将对整个轨道交通网络的运行产生影响。建立轨道交通指挥中心可以为相关部门提供一个坚实整个轨道交通网络运行状态的技术平台，以便根据需要发布启动预案的命令。轨道交通指挥中心成为线网的应急指挥中心。,提高城市交通体系管理水平,政府不仅在平时要了解地铁网的运营情况，以便为政府与各线运营主体签订安全、合理、高效的运营合同提供依据。有必要建立一个基于计算机、网络和通信技术的高科技平台，提供各条线路、各个车站设备系统以及人流情况的综合信息。,轨道交通深度集成条件,1）系统须采用简约结构，被集成子系统的主控制器直接接入车站监控网络无须通过FEP。2）中心综合监控系统与被集成子系统采用同一软件平台。3）综合监控系统具有SCADA系统远动功能，遥控时间与遥信时间小于2秒。,综合监控系统展望,全数字信息信息平台为开放平台信息平台为高可靠性平台信息平台具有良好的扩展性信息平台可无缝介入地铁各子系统信息平台具有良好的易用性,国内地铁主控工程的发展,深圳地铁广