试述轨道交通综合监控系统调度管理的应用

试述轨道交通综合监控系统调度管理的应用（精选7篇）

1.试述轨道交通综合监控系统调度管理的应用 篇一

城市轨道交通综合监控系统组网及集成

为解决城市轨道交通监控系统中的`自动化孤岛问题,必须建立综合监控平台以实现各个监控系统间的信息共享.分析了城市轨道交通综合监控系统的构架,给出了系统组网的原则、网络的基本构成,并提出了适用于国内现状的集成方案,描述了系统的构成、主要功能及各子系统的整合方法.

作 者：王芳 季军 WANG Fang jI Jun 作者单位：王芳,WANG Fang(上海电机学院,电气学院,上海,40)

季军,jI Jun(上海贝尔阿尔卡特股份有限公司,上海,200234)

刊 名：上海电机学院学报英文刊名：JOURNAL OF SHANGHAI DIANJI UNIVERSITY年，卷(期)：12(2)分类号：U231.92关键词：城市轨道交通 综合监控系统 系统组网 系统集成

2.试述轨道交通综合监控系统调度管理的应用 篇二

目前, 城轨交通综合监控系统主要有两种构成方式:一种是在各条线路综合监控系统的基础上, 将各线的OCC (控制中心) 联网, 形成集中监控中心网络, 在此网络的支持下, 建立一个集中监控管理中心, 使各条线路与运营相关的信息共享, 实现各条线路的协调管理, 实现整个城轨交通的统一指挥调度;另一种是在各条线路分立系统的基础上, 现将多条线路的统一子系统连接起来, 在集中监控中心设立各专业的总调度中心, 实现对各条线的协调管理。无论是哪种方式, 综合监控系统均包含了多个子系统, 每个子系统有多个节点。每个节点的自带时钟都按照自己的频率运行, 如果没有统一的标准来强制这些子系统的时钟同步, 那么随着时间的推移, 各节点的时间误差就会越来越大, 将会影响到整个综合监控系统的协调工作。因此, 高精确性、高稳定性及统一性的时钟同步系统对整个城轨交通的正常运营有着极其重要的作用。

1 时间同步系统的工作原理

在城轨交通综合监控系统中, 时钟同步系统为通信、信号、防灾报警、机电设备、电力监控等专业系统提供统一的定时信号为车站车场等各部门工作人员提供统一的时间信息, 并且为广大乘客提供统一的标准时间信息。

在城市轨道交通运营自动化控制中, 不是利用GPS的精确定位技术, 而是利用其精确时间信息来选择GPS接收器的, 这种接收器由主机、电源和天线组成。主机的核心部分是微型计算机和高准确度的晶体振荡器, 还有相应电路的接口。接收器在任意时刻都能同时接受到其视野范围内的4～8颗卫星信号, 通过对接收到的信号进行解码和处理, 从中提取并输出两种时间信号:一是间隔1s的脉冲信号1pps, 其脉冲前沿与国际标准时间的同步误差不超过1μs;二是经RS-232串行口输出的与1pps脉冲对应的国际标准时间和日期代码 (即时、分、秒、年、月、日) 。GPS接收器提供的1pps信号是以秒为单位、精度为1μs的国际标准信号, 这种信号在全球任何地方都能可靠地收到。

因此, 若以该信号为标准时钟源去同步城轨各专业子系统中运行的时钟, 就能保证各专业子系统时钟的高精度同步运行, 这就真正解决了城市轨道交通分立式监控系统时间统一的难题。

2 时间同步系统在城轨交通综合监控系统中的架构

根据城轨交通分布的特点, 以及时间同步系统在城轨综合监控系统当中的作用实现如下架构:

(1) 时间同步系统在OCC设置一个中心母钟, 在各车站及车辆段通信设备室设置二级母钟, 在OCC大楼、变电所、车辆段及各车站的办公区及公共区根据实际需要安装子钟向工作人员及乘客提供标准时间显示终端。

(2) 在实现 (1) 中架构的同时, 为保证整个城轨交通时间标准的统一性, 保证其正常运营, 中心母钟还会设置多路标准输出接口, 向通信系统 (传输子系统、公务电话子系统、专用电话子系统、广播子系统、闭路监视子系统、无线子系统) 及各专业自动化监控系统 (电力监控系统、列车自动监控系统、自动售检票系统、环境与设备监控系统、火灾报警系统及乘客资讯系统) 等提供统一的标准时间信息。

(3) 与集中报警终端进行通信, 对系统自身的主要设备进行实时监测, 上传系统主要设备的自诊断信息, 实现全系统设备的集中管理, 如图1所示。

3 现有时钟同步系统在城轨运营中的几点不足

(1) 城轨现有时钟同步系统的时钟同步原理就是按照接收到的时间来调控系统内各节点时钟和时刻, 使其与协调世界时间UTC同步。时钟同步接收非连续的时间信息, 非连续调控设备时钟。当时间服务器的GPS信号缺失时, 系统缺少本地标准时间, 造成网络时间服务器的可靠性不足。

(2) 城市轨道交通运营中, 各专业系统所采用的通信规约是不同的, 因而对时精度不一致, 而且对时协议不能统一, 不利于各专业系统的集成, 不利于实现城轨运营中各专业的综合自动化控制。

(3) 现有时钟同步系统的校时端无法同时应对多个时间服务器, 在出现故障时服务器缺少冗余备用功能, 降低时钟同步系统的安全综合水平。

4 建议

提供精确的标准时间信息对城市轨道交通运营管理具有重要的意义, 但城市轨道交通时钟同步系统还有不足之处。通过对城轨交通在用时钟同步系统的应用分析, 给出以下建议:

(1) 在城市轨道交通综合自动化控制系统中建立统一的网络时间同步网目前在广域网中时间同步效果最好的是采用网络时间协议 (NIP) , NIP是用于国际互联网上使用不同的机器维持相同时间的一种通讯协定。

(2) 建立以网络时间服务器为核心的综合监控系统时间同步网, 通过一级网络时间服务器得到的标准时间为整个网络提供统一时间, 利用NTP协议使所有网络节点向网络时间服务器取得标准时间, 解决了分立式监控系统采用不同规约独立对钟, 精度各不相同的问题;提高了时钟同步系统的工作可靠性和系统安全的综合水平

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]PT10.GPS卫星时钟说明书[R].

[3]李兵, 陈小鸿.交通实时信息采集系统中时间同步问题研究[J].交通与计算机, 2008, 26 (2) :50-52.

[4]孙娜, 熊伟.分布式网络系统中时钟同步的实现[J].计算机工程, 2003, 29 (14) :136-138.

[5]沈燕芬.用于网络时间同步的NTP协议[J].现代计算机, 2004 (4) :54-56.

[6]北京城建设计研究总院.GB50157-2003, 地铁设计规范[S].北京:中国计划出版社, 2003.

3.试述轨道交通综合监控系统调度管理的应用 篇三

乘客信息系统在城市轨道交通中的应用浅析

介绍了乘客信息系统的组成和功能,指出了该系统在城市轨道交通中的`重要作用.

作 者：刘伟中 Liu Weizhong 作者单位：中国铁路通信信号上海工程有限公司,上海,56刊 名：铁路通信信号工程技术英文刊名：RAILWAY SIGNALLING & COMMUNICATION ENGINEERING年，卷(期)：6(3)分类号：U2关键词：乘客信息系统 城市轨道交通 功能 组成 重要作用

4.试述轨道交通综合监控系统调度管理的应用 篇四

由于城市轨道交通工程建设场地位于城市, 城市中众多的高层建筑物、拥挤的人流、复杂的地下管线等风险因素使得城市轨道交监控量测工作非常重要。城市轨道交通工程监控量测项目较多, 共46个监测项目。结合城市轨道交通工程的自身特点, 其监控量测存在如下问题: (1) 监控量测众多的数据如何及时的处理和分析, 及时的判定预警状况并将预警信息传达; (2) 海量监测数据的存储和管理方式对数据的调用是否高效、快捷, 包括对先前数据的利用如:工程量统计、数据查询、预警状况统计等; (3) 数据的预警模式单一, 缺少综合安全评价; (4) 由于监测项目较多, 内业资料的工作量很大, 如何减轻劳动量节约劳动力。

目前国内尚无很好的对数据的管理和分析方面, 并对地铁建设和运营提供安全评估方面进行数据管理与后处理软件, 因此, 对城市轨道交通监控量测信息管理系统进行研究显得尤为重要。

1 系统特点

城市轨道交通监控量测信息管理系统具备如下特点: (1) 满足规范要求。系统完全按照《城市轨道交通工程监测技术规范》GB50911-2013等最新规范编制, 包括:监测项目及监测代号、预警等级划分原则、变形监测控制值、测量表格式等。 (2) 结合工程实际。涵盖了规范中所有的监测项目 (共46项) , 同时根据监测实际需求增加了20项监测项目, 例如添加了隧道监测的左、右线的监测项目等 (规范中没有将左右线分开, 工程实际中左右线分开居多) 。 (3) 稳定实用。系统的设计与开发均根据工程需求, 并且在工程中进行运用、修改、补充, 使得系统具有很强的稳定性和实用性。

2 系统的架构和功能

本软件利用VB+sql server 2000开发, 将轨道交通工程监控量测数据进行录入、整合, 从而得到轨道交通工程监测项目的变化数据、变化规律、工程安全状态、发生灾害的原因。其系统结构示意图如图1-1所示。

(1) 数据管理方面, 提供了以下功能: (1) 数据库的管理。提供对数据库的新建、添加、删除、备份等管理功能, 确保数据库灵活操作及数据安全性; (2) 工点管理。以监控量测工点为数据基本管理单位, 提供工点新建、修改功能; (3) 工程数据管理 (添加、删除、查找等) ; (4) 工程数据录入与导出。不需人工手动输入, 一键Excel批量导入、导出。预警等级及控制值设置。

(2) 在数据处理方面, 提供了以下功能: (1) 日报、周报、月报、年报的数据处理功能 (监测数据按监测项目或单个测点分析、预警测点分析与预警等级判断、未上传控制值测点提示等) ; (2) 位移曲线图自动生成; (3) 报表自动输出; (4) 工程量统计 (包括每个测点或测项监测总次数、初测时间、最近监测时间, 工程量百分比等) ; (5) 预警测点统计 (红橙黄三色预警次数、各色预警比例等) ; (6) 测量表自动生成; (7) 异常数据分析; (8) 与施工方数据对比; (9) 整体安全评价; (10) 数据趋势预测。

3 系统的实现

系统的主界面如图3-1所示:

由于篇幅所限, 仅介绍系统部分功能。

3.1 测量表与图表自动输出

测量表格式严格按照规范, 具有通用性, 设置参数后调用数据库数据自动批量生成Excel测量表格, 然后自动批量打印。根据所选的时间, 一键生成所选时间区间内的监测数据时空变化曲线图。图表包含:测点标题、累计位移、变化速率、起始日期、截止日期、经过时间等, 红色曲线代指累计位移变化, 绿色曲线代指速率变化。测量表、图表自动输出如图3-2所示。

3.2 数据处理和统计功能

在报表 (日报、周报、月报、年报) 中的数据处理部分包括:数据极值情况、数据预警情况、未上传控制值提醒等。

工程量统计内容包括:工点名、测项代号、测点数、监测总次数、最早监测时间、最近监测时间、监测总天数、测项名称等。

数据处理和工程量统计结果见图3-3、3-4所示。

由于系统采用数据库对数据进行存储和管理, 使得数据调用高效、快捷。同时避免传统数据管理方式中, 先前数据无法应用的情况。

4 结论

本文简要介绍了城市轨道交通监控量测信息管理系统的开发与应用, 系统通过对监控量测数据进行数据类型格式检验、整合并存储在数据库。通过对数据库数据的调用, 进行数据分析、图表输出、测量表生成、工程量统计、预警等。系统开发结合工程需要, 功能的设计适用且高效, 并且紧贴国家规范使系统具有通用性。

摘要：研究的城市轨道交通监控量测信息管理系统基于VB+SQL Server 2000。通过城市轨道交通工程的监测, 对其监控量测数据进行存储、管理、计算分析, 监控量测内业工作所需的资料系统自动生成, 同时通过系统的预警模块判断监测数据是否预警, 通过对数据的综合分析判定工程的风险等级, 及时了解轨道交通工程的安全状况。

关键词：城市轨道交通,地铁,监控量测,信息管理系统

参考文献

[1]潘国兵, 曾广燃, 吴森阳.基于GPS与GIS的土石坝自动化监测预警系统研究[J].长江科学院院报, 2013 (9) :110-113.

[2]杨松林, 王梦恕.城市地铁安全施工第三方监测的研究与实施[J].中国安全科学学报, 2013 (9) :110-113.

[3]李天辉.城市轨道交通综合监控系统的技术发展[J].自动化博览, 2013 (10) :62-63.

[4]濮卫兴, 车兆建.城市轨道交通综合监控系统的RAMS管理[J].城市轨道交通研究, 2011 (8) :34-35.

[5]GB/T50911-2013, 城市轨道交通工程检测技术规范[S].

5.试述轨道交通综合监控系统调度管理的应用 篇五

轨道交通综合监控系统是面向城市轨道交通行业的大型自动化监控系统, 系统采用先进的计算机技术和通信技术, 按照统一规划、分散监控、分层布置的原则, 各专业共享统一的调度指挥主站平台, 统一部署通信系统、各专业的智能终端也尽可能共享。系统采用实时监控软件平台技术, 架构横向不同专业应用和纵向工程过程应用系列产品群。充分考虑到轨道交通实时监控对可靠性的极高要求, 采用关键结点双冗余热备用, 运行方式实现容错模式。即使整个系统处于极端情况下, 仍能保证实时监控功能的正常工作, 最大限度地保证系统的可用性。

1 服务器冗余方法

在实时监控系统中服务器是24 h不间断工作, 而服务器冷启动时间较长。因此服务器采用热备的冗余运行模式。这种冗余技术实现简便、可靠性高。正常时只有主服务器对外提供数据和服务, 备服务器则处于热备运行但不对外提供数据和服务, 主服务器发生故障时, 备服务器接管任务即可完成切换。

冗余服务器是由2台相同的服务器组成, 在同一时刻, 它们执行相同的任务, 接收相同的数据, 产生相同的输出, 冗余的服务器具有相同的行为和属性。冗余服务器对中, 一台称之为在线服务器, 另一台是备份服务器, 任何一台服务器的能力均可以独立满足系统需求。这两台服务器在客户端看来是一台逻辑上的服务器。

服务器热备用冗余模式如图1所示。

每一次数据同步过程都是从等待接受消息队列开始, 管理进程负责处理所有的外部和内部的消息接口。来自客户端或内部其他进程的消息, 首先到达管理进程的接收消息队列, 管理进程按照消息到达的先后顺序, 逐一处理, 将消息发送到目的进程、管理进程等待这些进程的处理结果, 在得到结果后, 处理下一条消息。

在线服务器上的管理进程将消息送往本机的目的进程的同时, 将该消息送到备份服务器的管理进程。在管理进程有2个接收消息队列, 一个是本地消息队列, 另一个是接收来自在线服务器的主服务器消息队列。在备份服务器上, 管理进程将本地队列的消息抛弃, 只接收从在线服务器发来的放置在主服务器消息队列中的消息。

当某一台客户端的进程发送一条消息到服务器的服务进程时, 这条消息并非直接发送到目的进程, 而是先将消息发送到两台服务器的管理进程。

在线服务器的管理进程将消息发送到本机的服务进程, 同时发送到备份服务器的管理进程的主服务器消息队列。备份服务器的管理进程得到主服务器消息队列的消息, 将该消息送往本机的服务进程, 同时抛弃在本地队列中的消息。主备服务器的服务进程接收相同的顺序相同消息, 保证双机数据和处理过程的一致性。保证在发生服务器切换时不丢失数据, 服务正常进行。

对于服务器之间, 采用热备冗余模式。正常情况下, 冗余服务器同时在线运行并保持数据同步, 仅由主服务器对外提供服务。当主服务器故障后, 备服务器升级为主服务器, 完成服务器的倒换。

2 前置机冗余方法

为了保障系统数据流动的安全和不间断, 按照采用最大可用的连接路径原则, 前置机之间, 采用集群冗余方式。集群方式是指冗余的设备环境相同, 正常时主机和备机都执行任务, 平台管理达到负载均衡运行, 主机发生故障时, 备机执行所有的任务。

当前置机与系统内的设备通讯时, 前置机同时接入系统的主备冗余通道, 前置机根据通讯状态自动选举一个通道的数据上传, 当一个通道故障时, 前置机选举另一个通道的数据上传, 因此前置机并行运行。当一个前置机故障时, 另一个前置机接管所有的通讯采集任务。

前置机与系统内通讯冗余模式如图2所示。

前置机通过两对冗余10/100 Mbps以太网接口与冗余交换机网络连接, 每对冗余的10/100 M以太网接口采用双网卡独立运行技术实现双网卡热备, 保证了前置机的多通道连接, 最大限度地实现FEP链路的可用和设备的安全可靠。

当前置机与系统外的子系统进行通讯时, 前置机同时接入子系统的主备冗余设备或主备冗余端口。前置机根据子系统状态自动选举一个链路进行数据采集, 当一个链路故障时, 前置机选举另一个链路进行数据采集, 因此前置机并行运行。当一个前置机故障时, 另一个前置机接管所有的通讯采集任务。

前置机是通过与子系统的通信端口是否通信来判断通道是否中断。当前置机检测到与子系统设备的通信端口没有通信时 (系统底层检测) 开始计时, 当计时时间超过规定时间时 (系统配置的通道停止时间限) 系统则认为该通道中断, 并进行前置机切换操作。

前置机与子系统 (子系统具备双机双网) 通讯冗余模式如图3所示。

当一条通信链路故障时, 前置机自动寻找可替代的通信链路继续通信来保障系统正常运行。如图4所示。

当一台通信前置机的所有链路故障时, 系统自动将通信任务全部切换另一台前置机上。如图5所示。

前置机与子系统 (子系统具备双机单网) 通讯冗余模式如图6所示。

当某一个子系统设备故障时, 前置机则切换到另一台子系统设备进行通信。如图7所示。

前置机与子系统 (子系统具备单机双网) 通讯冗余模式如图8所示。

当子系统设备某个通信端口故障时, 前置机则切换到另一个子系统设备的通信端口上进行通信。如图9所示。

对于子系统是单机单网时, 为了解决冗余问题, 可以在中间增加一个扩展通讯的设备, 如串行终端服务器, 将子系统的单通讯口转换为多通讯口再与前置机相连接通讯。如图10所示。

由于子系统设备只有一个通信端口, 当该端口故障时综合监控系统就与子系统设备失去通信连接。因而这种方式的冗余性能是最弱的。当前置机与串行终端服务器的某个通信链路故障后会切换到另外一个前置机通信。

3 网络冗余方法

在综合监控系统中, 网络冗余主要是网络交换机的冗余。交换机之间则采用集群冗余方式。当一台交换机故障时, 另一台交换机根据网络拓扑, 动态切换到网络中最短的路径。在这种情况下, 没有信息丢失。但是, 由于网络重构, 信息传输可能出现延时。网络切换时间不超过500 ms。

综合监控系统对于网络中断有一个判定时间 (一般系统规定约为15 s) , 对于网络恢复也有一个判定时间 (一般系统规定为60 s) 。当判定时间大于网络不稳定时间时, 综合监控系统不会发生在A、B网间切换;当判定时间小于网络不稳定时间时, 综合监控系统会发生在A、B网间切换的现象。

例如:当前综合监控系统工作在A网, 当A网中断后综合监控系统开始计时, 当计时时间超过综合监控系统的中断判定时间时 (约15 s) , 系统认为A网中断, 此时会切换到B网工作;当A网恢复正常后, 系统再次开始计时, 当计时时间超过恢复判定时间 (60 s) 后系统认为A网恢复正常, 此时系统会切换回A网工作。如果计时时间还没有超过恢复判定时间时A网再次中断后, 系统不会切换回A网。

网络冗余模式如图11所示。

4 结语

在综合监控系统中采取全方位冗余机制。冗余机制涉及中央主备服务器之间、车站主备服务器之间、主备工作站之间、主备前置机之间、主干网双网之间、中央局域网双网之间、车站局域网双网之间的设备冗余。不仅包括硬件设备, 而且包括相应的软件, 不仅包括运行的功能, 而且包括数据流程, 都是冗余的。多重冗余机制使得在任何单点故障和部分交叉故障时, 都不影响综合监控系统运行。冗余切换时能保证数据不丢失, 保证了数据的一致性。

摘要：介绍了轨道交通综合监控系统的冗余问题解决方法, 详细分析了系统服务器、前置机和网络的冗余解决方法。

关键词：综合监控系统,热备用冗余,集群冗余,前置机

参考文献

[1]魏晓东.城市轨道交通自动化系统与技术.电子工业出版社, 2004

[2]曲立东.城市轨道交通环境与设备监控系统设计与应用.电子工业出版社, 2008

[3]张惠刚.变电站综合自动化原理与系统.中国电力出版社, 2004

6.试述轨道交通综合监控系统调度管理的应用 篇六

关键词：城市轨道交通,综合监控,智能控制,技术实现

0引言

所谓城市轨道交通智能综合控制系统, 是由智能控制系统与综合监控系统两大部分组成。综合监控系统, 指的是轨道系统由若干个子监控系统集成构成, 如自动售检票、旅客向导、列车自动控制等系统, 每个子系统根据其功能特点, 有固定的控制范围; 智能控制系统, 是各监控子系统可通过网络平台, 实现数据互动, 实现“有人值班、无人留守”的人性化高效监控模式。 笔者在对城市轨道交通智能综合监控系统的内涵及特征进行分析, 并对形成系统的关键技术进行研究。

1城轨智能综合监控系统的功能特点

城市轨道交通智能综合监控系统是由若干个子系统构成, 子系统之间既相互独立, 又相互影响。每个子系统具有固定的监控范围。智能综合监控中心, 则对每个子系统的监控状况监督与统计, 在提高监控效率的同时, 很大程度地降低了城轨运行成本以及提高了对乘客的安全保障。城轨智能综合监控系统的功能特点, 具有很强的针对性, 具体体现如下。

1. 1综合监控全线子系统

系统的核心部分, 是中央级综合监控中心, 能够对各子系统全线监控。收集、统计、计算、分析子系统显示的运行数据。 对子系统收集的资料进行汇编, 其综合互动平台, 可将信息资料实时共享。城轨站外领导, 可通过共享平台监控城轨运行状况; 站外技术人员, 可通过综合监控中心进行远程指导, 控制指令或者设置参数。综合监控全线子系统, 保证了列车运行的快速、准确与安全[1]。

1. 2实现不同工况下子系统间的有效联动

城轨在正常运行工况下, 子系统之间的有效联动, 是通过数据共享平台, 将监控信息进行有效传递。比如PIS与ATC系统、AFC与ATC系统、AFC与EMCS系统等, 子系统既相互联动, 又两两互动。这一属性, 导致列车在故障工况中, 若某一个子系统出现故障, 则其他子系统将受牵连, 整个系统将丧失监控与协调功能。当列车故障不影响列车运行时, 子系统还可继续通过数据共享平台进行数据互动; 若故障已导致列车无法正常运行时, 综合监控中心便可发挥其功能, 对故障子系统进行协调与整顿, 使子系统之间重新实现联动。不可预计的灾害对列车造成影响, 各子系统将同时对灾害情况进行探测与收集, 并将收集信息通过应急通道进行站内、站外传递, 第一时间汇报灾情, 方便领导层对灾害做出解决方案。

1. 3保证信息及时、高度共享

智能综合监控系统, 是将城轨各监控子系统, 通过综合监控中心, 结合智能监控技术构成[2]。综合监控中心是一个庞大的数据共享平台, 能及时对各子系统收集的信息进行管理与共享, 是城轨监控系统监控水平提高的标志。另一方面, 此数据共享平台, 具有与城市、铁路、航空等相关单位的ITS系统连线, 实现外部联动。公安部门、防汛指挥部门以及地震灾害部门的专业监控, 也能通过共享平台与城轨智能综合监控系统进行数据互动, 提高了城轨运行的可靠性。

1. 4系统的智能自动化操作

作为智能型综合监控系统, 此系统能够将子系统收集的数据, 在数据共享平台上自主分析, 对统计的各子系统的信息进行对比与计算, 并自动生成相应的解决方案, 综合监控中心则将各系统的参数进行协调与完善。这一性能, 对列车运行过程中的灾害情况具有预见性, 保证列车不受恶劣环境影响。另一方面, 系统的智能自动化操作, 可实现列车运行中“有人值班、 无人留守”监控模式。

2城轨智能综合监控系统的组成结构

城轨智能综合监控系统的结构由三个部分组成, 分别是综合决策层、车站决策层以及现场控制层。其结构层次如图1所示。

由图1可知, 智能综合监控系统的每个层级, 均有其固定的监控任务, 且每个层级所需具备的技术与运行条件各不相同。首先, 综合决策层的主要功能是监控全线所有子系统, 并通过数据共享平台实行数据互动; 其次, 车站决策层则是监控站内情况的子系统, 并实现车站内子系统的协调与调度; 第三, 现场控制层主要是对现场状况进行监控, 近距离服务于人群。 此层级包括了6个子系统, 分别是旅客综合服务系统、自动售检票系统、列车自动控制系统、电力调度系统、防灾报警系统以及环境控制系统。这6个子系统以旅客服务、列车运营以及营运安全为宗旨, 对现场信息进行收集与处理, 对现场设备进行维护与管理, 保证现场的安全性能在掌控之中。

3城轨实现智能综合监控系统的关键技术

城轨智能综合监控系统的关键技术, 当属信息共享平台技术以及网络通信平台技术[3]。

3. 1信息共享平台技术

信息共享平台, 顾名思义, 是实现信息资源有效整合的基础。在此技术付诸使用之前, 设置相应参数标准, 平台可自动将各子系统收集的数据自动接入与处理, 并能够分发到其他系统。信息共享平台, 能够实现多用户同时进行数据互动, 此复杂性, 决定了平台完善的技术条件, 其分布式技术条件包括数据源接口技术、信息融合技术、数据挖掘技术、信息发布技术。

信息共享平台技术, 主要有OMG组织研发的CORBA ( Common Object Request Broker Architecture, 公共对象请求代理体系结构) 体系实现平台的分布式处理环境。CORBA体系具有优良的互动性与开放性, 且具有多种语言, 亦可跨平台操作, 能够同时服务于对象请求代理、对象服务、公共设施、应用接口以及领域接口等方面。

3. 2网络通信平台技术

网络通信平台, 具有传输语音、文字、图像、数据等各类信息的功能。将收集的信息, 通过网络控制中心, 由平台进行解析、整合, 并分发到相应的外部设备上, 如视屏显示器、广播、电话、时钟或者其他同步与异步数据的设备。

城轨网络通信平台技术, 主要由PDH ( Plesiochronous Digit- al Hierarchy, 准同步数字传输系统) 、SDH ( Synchronous Digital Hierarchy, 同步数字传输系统) 、OTN ( Optical Transport Net- work, 开发式传输网络) 、ATM ( Asynchronous Transfer Mode, 异步传输模式) 与RPR ( Resilient Packet Ring, 弹性分组环技术) 等, 共同实现语音、视屏、图像、数据、网络等信息的传输。同时, 在平台上设置信息传输标准参数, 使得信息在此平台上透明传输, 保证了各类信息传输的精度与效率。

4结语

城市轨道交通智能综合监控系统是一款智能型与综合型的全面监控系统, 由多个专业的子系统组成。实现系统的监控功能的关键技术包含信息共享平台技术与网络通信平台技术, 两种技术的有效结合, 保证了整个系统信息数据传输的完整性、有效性及准确性。尽管城轨在灾害或故障条件下, 此系统能够对各子系统进行调整与控制, 减少故障对列车带来的伤害, 保证列车的安全性能。城市轨道交通与市民的生命安全息息相关, 大力发展智能综合监控系统, 对城轨建设有不可替代的作用。

参考文献

[1]李天辉.城市轨道交通综合监控系统的技术发展[J].自动化博览, 2013, 10 (15) :80-84.

[2]谭筠梅, 王履程, 雷涛, 等.城市轨道交通智能视频分析关键技术综述[J].计算机工程与应用, 2013, 9 (29) :1-6+17.

7.轨道交通系统的节能减排应用研究 篇七

对于现代化的交通运输工具的城市轨道交通来说,其特点就是安全、快捷、准点、运量大和舒适,对于促进城市交通和经济发展具有重要意义。另外还能有效分担市内交通客流,从而缓解城市地面交通拥挤的情况。对于这个运行成本很高而且耗电量巨大的轨道交通系统而言,节能型的轨道交通系统就显得尤为重要,这也是轨道交通系统行业发展的方向所在。

2 轨道交通节能原则与对策

2.1 轨道交通节能基本原则

轨道交通节能基本原则包括以下几个方面:满足安全、可靠、运营服务的要求;统一规划,各专业协调联动;节能优先;强化管理,过程控制,因地制宜;确保工程建设进度和控制投资规模。

2.2 各专业节能方向分析

(1)车辆。

对于车辆来说,其分析节能方向主要包括:车辆编组形式和类型等,如制动方式、运行方式、运行速度、以及空调、照明方式等,还有车辆基地相关的给排水节能、还有照明及新能源应用等方面。

(2)牵引供电系统。

对于牵引供电系统来说,其分析节能方向主要包括:接触网的形式、线路电能损耗、无功功率补偿、牵引供电方式和电缆选型;另外,还有主变电所、牵引变电所的容量设置和位置等方面。

(3)动力照明系统。

对于动力照明系统来说,其分析节能方向主要包括:AFC、ISCS、FAS、BAS、信号、通信和门禁系统等等;还有给排水、自动扶梯、空调、照明、电梯、屏蔽门和消防设备等。

(4)车站建筑。

对于车站建筑来说,其分析节能方向主要包括:地面和高架的车站型式应该被优先采用;另外,还有车站出入口数量、平面布置形式、车站规模、车站建筑装修和车站风亭设置等。

(5)线路。

对于线路来说,其分析节能方向主要包括:应该高站位低区间应用到纵断面;同时应该考虑线路的坡度值、隧道断面、曲线半径和线路的纵断面等因素。

(6)行车组织。

对于行车组织来说,其分析节能方向主要包括:运行交路和列车日开行计划两个方面的问题。

2.3 节能对策

从宏观上来说,应该做到统筹综合和资源共享,同时按照“网络、系统、站段”3个层次。

从硬件上来说,应该从源头实施节能降耗,技术上落实节能综合措施;设计方面强化系统设备资源共享。

从软件上来说,应该从系统设备运行模式和工艺流程的优化入手,这样才能按照效率成本理念,挖潜增能。

从保障上来说,首先应该建立健全“统筹管理、技术引进、考评奖惩”机制,然后按照“规范标准、信息平台、指标体系”为支撑。

3 轨道交通车辆节能技术措施

(1)车辆传动装置。为了使得在运行过程中减少变频调速而消耗掉的电能,这里可以采用交流变频变压(VVVF)传动装置。同时,减少列车刹车所产生的发热量,使得再生制动能能够有效利用。

(2)车体材料的选用。为了更好减轻车身自重,选用铝合金车体,相比普通铸钢车体能够减少3吨,这样就相应能够使得牵引能耗减少。

(3)车辆再生制动电能的利用。把动能再转换成电能后再生制动电能这就是牵引电机在制动时的作用,对于再生制动电能来说,其部分消耗在制动电阻上,除被附近起动车辆吸收外,大都以热能形式散发到隧道里面。

(4)车辆辅助系统。对于车辆辅助系统中的设备来说,利用变频空调机来进行隧道、列车客室温度的合理控制。

(5)逆变器的应用。为了更好的供车辆牵引供电和车站低压供电使用,逆变处理通过逆变器将直流再生的电能,然后经过逆变变压器将电能转换为变电所进线交流电源;同时,还能够再生制动电能反送至牵引变电所。

(6)牵引系统的节能方案。在线路上具有足够大的行车密度的情况下,再生电能在制动工况时能被线路上相邻的以及被处于牵引工况中的列车所吸收利用;车辆节能还可以通过不携带车载制动电阻而减少车辆重量来实现。

(7)储能装置的应用。存储车辆再生制动电能,然后释放线路上其他车辆处于牵引工况的情况下,其主要的优点表现在以下几个方面:第一,对于再生电能进行储存和重新利用,能够满足节能要求;第二,能有效对于牵引网供电电压质量进行改善,稳定电网;第三,为了降低隧道温升,车辆制动电阻不采用;第四,能够节省电费,降低高峰期的最大用电量需求。

(8)列车辅助系统节能方案及效果。对于列车照明来说,应该采用相关的节能灯具。主要包括荧光灯、电子镇流器和LED灯等。日照采光在高架线路中应该合理采用,这样可以对于列车车厢内照明灯具采用有效控制,满足调光要求。

对于列车空调来说,采用高效节能的冷热一体化变频空调机组,在列车空调机组最大效率的制冷范围内,隧道内温度能够控制在此范围内,还应该进行优化风道设计而提高制冷效率;变频控制的空调系统,再加上电子膨胀阀部件,这在季节变化或天气变化的情况下,能够使得实时优化系统处于高效状态,达到节能效果。

4 轨道交通供电系统节能措施

4.1 主变电所共享原则

主变电站资源共享网络优化前后,牵引供电系统和车站变配电系统的供电可靠性不变。既能保证轨道交通系统在正常情况下的用电需要,又能保证在一座主变电站解列情况下相互间的供电支援,完全能保证整个供电网络安全可靠地运行。

4.2 中压供电网络节能措施

(1)合理设置接线形式,既减少系统电缆的长度,又减少开关设备数量,降低设备损耗和线路损耗。

(2)宜采用二级降压供电的方式,电压等级选择为35 k V。

(3)合理选择电缆截面,使电缆电流密度经济合理,减少损耗。

(4)供电分区的确定,在满足可靠性、电能质量的前提下,合理设置供电分区,力求各分区功率分配均衡。

4.3 牵引供电系统节能措施

4.3.1 牵引变电所节能措施

(1)安装容量应根据计算选择,按近、远期相结合的方式设置。

(2)设置24脉波整流机组。

(3)牵引变电所位置在站台层,减少线路损耗。

(4)在满足供电安全的前提下,适当减少蓄电池组的容量。

4.3.2 接触网的节能措施

(1)增加牵引变电所的设置间距,减少设备数量。

(2)地下段采用刚性大截面触网,减少线路损耗。

4.3.3 节能设备的选用

(1)牵引整流机组采用24脉波整流减少高次谐波,降低由于高次谐波引起的电力附加损耗。

(2)牵引变压器采用低损耗变压器,合理选择牵引变压器的容量。

(3)在确保安全、可靠的运营前提下,各种电气设备,均应选择节能、环保、低损耗、低噪音、体积小的设备。

(4)尽量保持牵引变电所的2套整流机组的平衡,整流变压器应选择高效、低损耗、噪音小的自冷干式变压器,降低空载损耗。

4.3.4 降压变电所的节能措施

降压变电所的节能措施主要包括:合理选择配电变压器的容量;合理设置降压变电所的位置;选择节能型设备和无功功率补偿及谐波治理等。

4.3.5 优化供电系统的配置

为了提高变压器的利用率,合理选择变压器容量,合理确定每个系统的需要系数和同时系数;为了减少线路损耗,优化配电线路。

5 照明系统节能

5.1 分区照明

每个区域的照明均可根据不同的实际情况进行开关操作,以节省用电。将照明系统分为多个不同的照明K域,每个区域以多回路供电。在动力照明系统中增加电度计量,考核设备的实际用电,增强运营使用者的节电意识。

5.2 设计考虑

(1)保证不同时间、环境和场合的照明要求的前提下,最大限度地节省能源。

(2)配合目光控制,进行回路分区划分,充分利用不同开关模式达到节能效果。

(3)配合中央控制,可达到更佳的营运效果。

5.3 节能光源

(1)自然采光与照明控制相结合。将日光带入地铁车站,利用自然光线,减低照明能耗;日光控制与明暗照明控制配合,如日光感应器,根据日光强弱而自动调节光暗和开关电灯,节电并增加舒适性;自然采光的利用,在减少照明耗能的同时,可能增加空调能耗。需在设计时进行全面计算分析。

(2)纳米增光片原理及应用。纳米增光片又叫纳米反光片,是一种装于灯管与灯座之间的新式反射装置。该技术系应用点光源反射光学原理,以及修正改良的光学曲率,配合纳米镀膜镜面处理使产品本身的光反射率达到99%以上,将光源利用率发挥到光输出极限。且透过纳米节能反光片96%的热反射率,使热能往光照区投射,避免灯座内的电子装置长时间处于高温而导致寿命减短的问题。因此除了节能,纳米增光片能有效的延长灯具的寿命。

5.4 照明系统节能方案及效果

(1)节能效果。采用三基色高显色性节能灯管、配套电子镇流器、纳米增光片及光学原理设计反射面的使用、智能控制方式,可使车站照明系统的节能效果达50%以上。

(2)节能方案。绿色光源和高光效灯具配套使用;采用智能照明控制系统。

6 结语

针对轨道交通运营过程中轨道交通供电系统和照明系统的耗能情况和特点,通过采用节能新技术、新设备、新材料等方法,加快能耗设备更新改造力度,对于今后轨道交通系统的节能减排发展起到一定作用和帮助。

参考文献

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[2]王晓保,李亮,李晓龙,等.城市轨道交通系统能耗裕度与节能分析[J].城市轨道交通研究,2011,14(3).

[3]胡泉秀,隧道照明系统若干问题的探讨[J].交通节能与环保,2009(2).