地铁机电设备监控系统研究

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摘要：地铁机电设备监控系统将所有的地铁机电设备集成在同一个平台上，将地铁机电设备的运行信息实时的提供给地铁运营管理人员，不仅提高地铁管理的效率，而且也提高了地铁设备运行的可靠性。因此，研究地铁设备监控系统有十分重要的意义。

关键词：地铁；机电设备；监控系统

1前言

随着机电技术与自动控制技术的持续进步，机电设备在地铁系统中的应用越来越普遍，无论是地铁机电设备的种类还是数量都达到了空前的规模，这就给地铁系统的可靠性提出了越来越高的要求。地铁机电监控系统能够可靠地监控地铁机电设备的运行状况，协调机电设备之间的工作，从而保证地铁系统的正常运营。近年来，地铁机电设备监控系统已成为轨道交通相关研究机构研究的重点。针对这样的发展趋势和应用现状，本文主要研究地铁机电设备监控系统。

2地铁机电设备监控系统的监控对象及系统功能

地铁系统中的机电设备可分为通用机电设备、车载专用设备、车站专用设备。通用机电设备可用于机车和车站，包括供电系统、灾情报警系统、照明系统、广播系统、闭路电视系统、信息显示系统、给水排水设备、消防设备等。车站专用设备包括车站环控系统、区间环控系统、电梯和扶梯、自动售票系统、自动检票系统等。车载专用设备包括屏蔽门系统、门禁系统、车载空调、动力设备、道岔转辙设备等。地铁机电设备监控系统采用通用的、符合国标的、可靠的工控机、交换机和服务器等来实时集中监测这些地铁机电设备的运行状态信息，控制并协调系统各机电设备的运行，从而保障整个地铁系统的正常运行。现代的地铁运营要求地铁系统能够实现信息实时共享和交互，故地铁机电设备监控系统的功能主要分为两大部分，一方面用于实时集中监控各机电设备的运行状态，另一方面用于协调不同机电设备系统的运行。地铁机电设备监控系统通过实时集中监控功能，使中央调度部门和各分部门能够通过对应层次的监控系统方便的获取各自关注的信息，从而能够采取针对性的措施控制地铁通用机电设备、车载专用设备、车站专用设备的运行。正常运营、夜间停止运营和紧急运营是地铁系统的三种基本运行状态，通过地铁机电设备监控系统的协调功能能够控制不同机电设备的工作顺序，保证地铁系统在日间正常运行期间、夜间停运期间和紧急状态下的正常、高效率的运转。

3地铁机电设备监控系统的结构组成

地铁机电设备监控系统的结构组成分为硬件和软件两大部分。系统硬件使用的是性能可靠的工业级控制器、交换机和服务器，系统软件使用的是模块化的软件平台开发的，使用硬件接口将各个功能模块按集成或互联的方式组到监控系统中。这些功能模块由ISCS控制模块、车站级ISCS控制模块、车辆段ISCS控制模块、MMS维护管理模块等模块组成，各模块之间按照通信协议完成信息交换，最终完成地铁机电设备运行信息的实时监控功能和不同设备之间控制协调功能。地铁机电设备监控系统的硬件部分采用层次化的设计，分层介绍地铁机电设备监控系统的硬件构成。地铁机电设备监控系统硬件部分的第一层是中央级监控系统，由服务器、外部磁盘阵列、磁带机、调度员工作站、打印机、网络交换机、FEP、OPS、UPS等组成，其中服务器又可分为实时服务器和历史服务器两类，调度员工作站又可分为电调工作站、总调工作站、维调工作站、环调工作站等，打印机有用于报表的，也有用于打印彩色图形的。地铁机电设备监控系统硬件部分的第二层由车站级监控系统、车辆段监控系统组成，其硬件组成与中央级监控系统组成类似，也分为实时服务器、调度工作站、前端处理器、IBP等，不同系统的配置并不完全相同。所有硬件都采用冗余设计方式，以提高系统运行的可靠性。地铁机电设备监控系统的软件部分也采用层次化的设计，按照数据流程可分为数据接口层、数据处理层和人机接口层。数据接口层一般采用嵌入式操作系统，主要用于驱动前端处理器FEP，负责收集从外部输入的数据并进行初步加工。数据处理层主要用于驱动各级服务器，负责完成第二次和第三次的数据收集和处理，并将处理结果显示在用户终端，用户根据这些信息采取相应的操作。值得注意的是，不同级别的服务器处理的数据范围是不同的，车站服务器处理的是车站范围内的数据，中心服务器处理的是全线范围内的数据。人机接口层主要用于实现人机交互，向用户提供机电设备的信息，向设备输入操作指令，以实现地铁机电设备的远程监测和控制。

4地铁机电设备监控系统接口设计

接口是地铁机电设备监控系统的关键技术，监控系统与集成在系统中的各机电设备通过各种接口完成信息交换，常用的数据接口有串口、局域网CAN接口、RS232接口、RS485接口等。地铁机电监控系统通过接口介绍输入系统的数据，也能向各机电设备发送控制指令。为了保证数据交换的可靠性，地铁机电设备监控系统的接口采用冗余设计的方式，当默认的接口设备无法工作时使用备用接口。根据功能的不同，地铁机电设备监控系统接口可分为系统级接口、设备级接口和管理级接口。系统级接口用于中央控制系统和各级子系统之间的数据传输，从系统层面处理数据，解决数据存储、信息组织、数据传输等问题。系统的设备级接口用于采集仪器和传感器收集的现场原始数据，涉及多厂商的各种设备。管理级接口用于规范接口信息，统一协调和管理不同厂家、不同设备的信息。

5结论与展望

综上所述，地铁机电设备监控系统对提高地铁运营和管理的效率有巨大的作用。本文在概述了地铁机电设备监控系统的监控对象、系统功能的基础上，详细介绍了地铁机电设备监控系统的硬件构成和软件构成，最后简要介绍了地铁机电设备监控系统的结构设计，为地铁机电设备监控系统的进一步研究打下了基础。

作者:郑峰 单位:重庆三峡职业学院

参考文献：

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