0、综合监控系统简介课件

综合自动化系统简介（20120222）一、综合自动化系统简介1、自动化系统在地铁所担当的角色随着科学技术的不断发展，目前城市轨道交通的建设不论是勘测、设计、施工以及设备安装等都已全面的走向了自动化，数字化和高智能化，其中自动化技术在各不同专业中承担了重要角色。在城市轨道交通线路建设的同时，需要建设一个综合信息共享的平台，这个综合信息平台为运营管理者、设备维护人员提供一个可靠的、实时的、能反应真实现场及设备运行的信息数据。我们所说的信息平台是综合了与线路运营有关的信息、与乘客有关的信息、与各专业设备运行状态有关的信息，这些综合了各个专业系统的信息资源经过处理及互连互通，为运营管理者、维护者提供了大量的共享信息，有力的支持了地铁现代化的运营管理，很好地改善了环境、提高了运营的安全度、及对乘客的服务水平，为地铁科学高效运营提供了有力的保证。2、综合自动化系统平台的要求全数字信息；信息平台是高可靠性、安全性的系统；信息平台可无缝接入地铁各子系统；信息平台具有良好的纠错容错性、可操作性。信息平台是开放系统；信息平台具有良好的扩展性；3、各专业自动化系统的内在关联地铁各专业自动化系统之间，由于运营的高安全、高可靠性、高效率的要求，其各专业子系统之间的一些重要信息有着必然的内在联系。这些联系就是：信息联系、资源共享。例如：火灾自动报警系统中的火灾报警信息，就需要传送到相应的环控子系统、AFC等子系统中，去触发和调用相关各子系统的灾害模式；当火灾发生时，火灾自动报警系统发出火灾自动报警信息，它将影响所有自动化系统，使这些系统进入防救灾模式，所有系统动用一切资源进行防灾救灾。又如：列车在区间发出阻塞信息时，也需要将信息传送到相应的电力子系统、环控子系统、乘客向导信息等子系统中，也会触发和调用各子系统的阻塞模式。当列车在不同位置受阻，发出列车阻塞信息，此信息将传给环境与设备监控系统、自动售检票系统、乘客信息系统，这些系统启动阻塞模式，为乘客安全疏散，正确导向服务。再如：当车站乘客出现异常大客流信息时，需要将信息传送到相应的行车信号系统、环境监控系统、自动售检票系统、乘客信息系统等，这些系统将利用一切资源信息、组织可行的运行方案，为乘客的安全乘车和地铁正常运营服务。(限流)因此我们讲：轨道交通综合自动化系统很好的解决和完善了这些单一子系统在特殊运行环境下的信息关联和资源共享，使地铁运营中的不同突发事件的综合应变处理能力得到了很大的提升。二、综合监控系统结构目前国内国外的综合自动化监控系统的形式是多种多样，集成的程度也有较大的差异。ISCSATSAFCFASPSCADABASPSDCCTVPACLKRADIO传输PISATSAFCFASPSCADABASPSDCCTVPACLKRADIO传输PIS图2.14.2集成后联动图2.14.1各系统独立时联动其主要原因就是：依据现实的技术状况和所在国的技术发展水平，管理水平、运营水平、资金来源、资源供给等情况，这些综合条件决定了监控系统集成范围的程度。有的将主系统与辅助系统分开集成，有的是全部集成在一起。但无论集成深度是多少，系统大都尽量采用统一平台，尽量地将子系统互连，实现资源共享，信息互通互用。现在北京市轨道交通系统采用了线路中心综合监控系统（OCC），以及多线路集中监控中心系统（TCC轨道交通指挥中心），之所以要发展和建立多线路集中监控中心系统。是因为大都市的城市轨道交通网形成之后，多条线路运营必须协调，整个城市轨道交通体系必须更加安全、可靠，运行必须更加高效率。因此就需要有一个城市轨道交通管理体系来全面的掌控各线路运营情况，并在地面交通、地下交通发生紧急情况下进行全面的综合协调指挥应急处置。1、综合监控的集成形式以行车调度指挥为核心的集成方案以电力调度指挥为核心的集成方案以环控调度指挥为核心的集成方案以电力、环控调度指挥为核心的集成方案2、综合监控集成形式汇总表序号集成形式项目以行车为主以电力为主以环控为主电力环控为主集成互联集成互联集成互联集成互联1电力监控系统（PSCADA）√*√*2机电设备监控系统（EMCS）√√**3屏蔽门（PSD）*√√*√4防淹门（FG）√√**5火灾自动报警系统（FAS）√√√√6广播系统（PA）**√√7闭路电视系统（CCTV）√√√√8车载信息系统（TIS）*√√√9车站(乘客)信息系统SIS(PIS)*√√√10自动售检票系统（AFC）√√√√11信号系统（SIG）*12时钟系统（CLK）√√√√13门禁系统（IAS）**14人防系统15传输系统16无线通信系统17公务电话系统18专用电话系统3、集成与互联内涵集成---是指综合监控系统与子系统之间存在着紧密的耦合关系，子系统本身不需要提供可操作界面，所有对子系统的操作，完全通过综合监控系统的操作界面完成，在正常情况下被集成的子系统依赖于综合监控系统实现正常的操作与调用功能。互连---是指综合监控系统与子系统之间的关联采用的是松耦合结构，子系统具有完整的操作界面和全套设备，可以脱离综合监控系统独立运行，完成正常和紧急操作。集成和互连在具体的数据接口协议上并不存在区别，区别在于综合监控系统与子系统的功能分配上。4、监控系统结构分类1)集中式监控系统所谓集中式监控系统就是在控制中心(OCC)设置全局实时数据服务器，将全线路各车站级的所有被控对象的数据实时地传送到中央级进行统一处理、统一存储、统一管理。由于监控中心需要处理的数据量很大、对每一事件的处理分析复杂，因此需要中心配置多台应用服务器、数据库服务器和磁盘阵列、磁带机等运算存储设备，以便对大量数据进行及时的响应和存储。集中式方案的优点是系统的造价低，便于系统维护管理和软件开发。其缺点是可靠性较低，数据处理和保存集中在OCC，当OCC的服务器出现故障时或网络出现重大故障时，全系统瘫痪，由于数据的实时传输、主干网络的负荷重，控制中心服务器的负荷更是十分繁重，控制中心的服务器配置要求较高，从监控软件开发平台来讲，能容纳和处理30万点以上的平台很少，而且价格十分昂贵。2)分布式监控系统在分布式监控系统中，车站级作为数据收集、处理和保存的核心，中央级不设置全局的服务器，仅需配置一套简单的冗余服务器，既起到中心应用服务器的作用，同时也作为OOC的数据服务器。中心数据库中不收集、保存和管理全局数据，仅保存控制中心所需的、常用的、或重要的数据参数，一般数据和参数根据调度员所需临时访问各车站数据库，为了方便历史数据的管理，在中心设置磁带机，统一转储历史数据。分布式方案的优点是单点故障只影响局部监控，不会导致全局瘫痪，中央级的监控软件可以与车站级的完全相同，可节省软件开发平台的费用，数据按需要传送，减少了主干网络的负荷。其缺点是中央级对全局的实时监控能力降低、对车站级设备要求较高，车站级设备造价较高。3)集中分布式监控系统集中分布式监控实际上是集中式和分布式的联合系统。中央级与集中式监控系统相似，设置全局实时数据服务，用于收集、保存和处理全局数据，同时设置历史数据服务器，统一转储历史数据。故障时保障数据的实时性。车站级的构成与分布式监控系统相同，但车站不作为数据的采集、保存和处理的核心，因此车站级服务器的可靠性没有分布式那么高的要求。此方案的优点是系统的可靠性最高，数据分类传送减少主干网网络的负荷，合理划分中央级和车站级功能，可以适当降低车站级设备的配置要求以节省费用，中央级的监控软件可以与车站级的完全相同，可节省软件开发平台的费用，有利于实现集中监视分散控制。其缺点是要求中央级的监控软件具有较高的数据处理能力、同一数据存在双重备份，需要保证数据的一致性。4)系统构成综合监控系统一般由三级组成，中央级监控系统层、车站级监控系统层、现场级监控系统层。中央级与车站之间通过主干网互联，车站级综合监控系统与各子系统的现场级通过局域网互联，中央级、车站级、中央级与车站级采用客户/服务器（C/S）结构，网络协议采用TCP/IP，软件系统采用统一的操作系统平台和统一的数据管理平台。为了保证系统的可靠性，服务器和网络均采用冗余配置。5)中央监控级中央级监控系统包括服务器、总调、行调、电调、环调、维调工作站、综合显示系统、打印机、数据存储设备及网络设备等组成中央级监控系统。中央级综合监控系统通过全线主干网将各车站级的综合监控系统信息汇集到控制中心，从而实现多系统的综合监控。中央级预留与TCC的通信接口，以实现与北京地铁其它线路的互连，实现各条线中央级信息的交换与共享。6)车站级综合监控系统车站级综合监控系统由服务器、工作站、打印机、网络设备等组成车站级综合监控系统。车站级综合监控系统通过车站局域网络将现场级的信息汇集到车站级综合监控系统，从而实现车站级的综合监控。7)现场级综合监控系统由各子系统的现场级设备组成，这些系统对下直接连接各种智能监控对象和非智能监控对象，与车站级互联。各生产企业提供的现场级设备应满足综合监控系统的总体结构、接口要求和协议要求。5、监控系统通信网络结构综合监控系统网络由三层组成，即主干层、局域层和工控层。1)主干层：用于控制中心与各车站、车辆段、停车场局域网的互联。主干层可以由综合监控系统单独构建，也可由通信专业构建。2)局域层：包括：控制中心、各车站、车辆段、停车场的局域网，控制中心均为冗余的交换式100/1000Mbps以太网；车站、车辆段、停车场为冗余交换式10/100Mbps以太网。(1)中央级局域网中央局域网为双冗余的100/1000Mbps交换式以太网，符合IEEE802.3标准，采用TCP/IP协议。中央采用千兆以太网交换机，分别配置千兆以太网接口模块和百兆以太网接口模块。千兆口分别连接中央级实时服务器、历史服务器以及主干网络。百兆以太网口连接其他中央设备。在中央级集成和互连系统通过100/1000Mbps以太网接口综合监控系统的交换机。(2)车站级局域网车站级局域网为双冗余的快速交换式以太网，符合IEEE802.3标准，采用TCP/IP协议。车站级采用快速以太网交换机，通过千兆口连接主干网络，通过百兆口连接车站级综合监控系统服务器和其他设备。各集成和互连子系统通过10/100Mbps以太网口接入交换机。3)工控层：即各子系统执行层面上的网络，包括BAS、FAS、AFC、PSD等子系统，一般采ISCSATSAFCFASPSCADABASPSDCCTVPACLKRADIO传输PISATSAFCFASPSCADABASPSDCCTVPACLKRADIO传输PIS图2.14.2集成后联动图2.14.1各系统独立时联动ISCSATSAFCFASPSCADABASPSDCCTVPACLKRADIO传输PISATSAFCFASPSCADABASPSDCCTVPACLKRADIO传输PIS图2.14.2集成后联动图2.14.1各系统独立时联动用工业控制网络或现场总线，分散控制结构。6、综合监控系统结构实例图1)地铁某线综合监控系统结构图（5号线）2)地铁某线车站综合监控系统结构图（13号线）3)地铁某线车站综合监控系统结构图（昌平线）大楼其余站OCC3站2站立水桥北站1站太平庄站太平庄北车辆段太平庄北站大羊坊站大屯站立水桥站工作站报表打印机FEPFEP服务器综合监控专业打印机磁盘阵列OCC交换机交换机宋家庄站通信专业维修调度工作站冗余实时服务器中心机房路由交换机FEP中央调度大厅冗余100/1000M以太网1000M1000M冗余历史服务器报表打印机彩色图形打印机彩色事件打印机中心调度大厅路由交换机磁盘阵列CCTVPACLKFEPPISAFCATS通信告警系统中心环调操作站中心电调操作站中心行调辅助操作站值班员工作站1FEPCCTVPACLKFASFEPBAS变电所自动化系统值班员操作站2至通信传输系统服务器PSD三、综合监控系统（ISCS）基本功能1、系统监控的优先级功能系统监控的优先级总的原则是：越靠近现场设备监控优先级别越高，靠近现场的监控操作视事件的紧急情况分级进行监控。监控点控制优先级由高到低的顺序是：现