一种轨道交通综合监控系统的制作方法

本发明涉及综合监控技术领域，具体地涉及一种轨道交通综合监控系统。

背景技术：

综合监控系统(iscs，integratedsupervisorycontrolsystem)作为城市轨道交通实现各机电设备集中监控和协调联动的核心系统设备，是集成多个自动化专业子系统的综合性自动化系统。其主要目的是用系统化方法将各分散的自动化系统集成为一个有机的整体，实现轨道交通各专业系统之间的信息互通、资源共享，提高各系统的协调配合能力，实现系统间的高效联动，提高轨道交通全线的自动化水平。

传统iscs根据其系统网络架构和设备控制模式可分为车站级和中央级设备，实现两级管理(中央、车站)、三级控制(中央、车站、现场)。其集成了中央和车站电力监控系统(scada)、环境与设备监控系统(bas)、火灾报警系统(fas)、屏蔽门系统(psd)，同时与信号自动监控系统(ats)、自动售检票系统(afc)、闭路电视系统(cctv)、广播系统(pa)、门禁系统(acs)、乘客信息系统(pis)、时钟系统(clk)等实现互联。通过iscs软件可将各专类监控设备状态和系统状态展现给调度人员，同时，方便调度人员快速掌握现场信息并进行联动控制。

伴随城市轨道交通全自动运行系统的应用和发展，控制系统自动化程度越来越高，在系统采用全自动运行的情况下，列车驾驶过程中原本由车辆司乘人员进行监控和协调的工作将由设备来保障和完成。然而，传统的综合监控系统于列车上并未设相关设备，现有的地面设备已难以满足具有更高控制要求的运行模式，影响着控制系统的控制水平，主要存在的问题表现在：

(1)现有各专业车载子系统监测采集得到的机电状态及显示和控制命令分别通过专有的系统接口，先传送回车站地面设备，再经由系统内部处理后发送给综合监控系统，各系统接口众多，数据格式具有差异性，系统调试周期长，难度大。

(2)目前中心调度员对于列车监控信息的查看，需要通过车载pis或信号atc将车载信息转发至地面设备并上传中心iscs，各子系统的相关信息需要占用信号系统或pis系统的通信传输通道，各专业(车载子系统)对于数据的性能及格式要求不一致，会对既有系统的正常信息传输造成负担和影响。

(3)在全自动运行系统中为更好地反映当前列车及乘客的状况，需将原来由司机监控的各专业控制数据及视频上传至中心iscs，大量与行车安全控制有关的数据易造成网络的拥堵。

(4)当前，要实现中心iscs与车载设备的联动，需中心iscs通过与各子系统的接口实现，各子系统信息分别需通过自身地面设备采集车载设备信息实现，联动实时性和便捷性较差，难以实现在统一的平台下的数据查看工作，影响调度对于现场情况的快速反应和处理。

技术实现要素：

为解决现有技术中存在的技术问题，本发明提出一种轨道交通综合监控系统，以利于完成机电各专业系统、互联广播乘客信息等通信系统的数据传输及状态采集，解决列车车辆监控信息数据不统一、接口繁杂、数据量大、平台操作差异、联动效率不高等问题，本发明的技术方案如下：

一种轨道交通综合监控系统，所述系统包括综合监控系统、车载各机电子系统，所述综合监控系统包括车载综合监控系统和地面综合监控系统，所述车载综合监控系统设置于列车内，所述地面综合监控系统设置于地面控制中心，所述车载各机电子系统用于采集车载系统实时数据并将车载系统实时数据传输给车载综合监控系统，车载综合监控系统通过车地无线将车载系统实时数据传输给地面综合监控系统。

进一步地，所述车载综合监控系统包括车载iscs主机、车载前置机fep和嵌入式触摸显示屏，所述车载各机电子系统通过车载前置机fep与车载iscs主机电连接，所述车载iscs主机还与嵌入式触摸显示屏电连接；所述车载前置机fep用于将传输进来的车载系统实时数据进行协议转换，将车载系统实时数据格式转换成车载iscs主机的数据格式；所述车载iscs主机用于接收并存储车载前置机fep传输过来的车载系统实时数据，并将车载系统实时数据通过嵌入式触摸显示屏进行显示。

进一步地，所述地面综合监控系统包括地面iscs主机和地面显示模块，所述车载iscs主机与地面显示模块电连接，所述地面iscs主机还用于与车载前置机fep无线通信，获取车载系统实时数据，并通过车载前置机fep向车载iscs主机发送调度指令。

进一步地，所述车载综合监控系统和地面综合监控系统都包括无线通信模块，用于各模块间进行通信，所述车载前置机fep与车载综合监控系统的无线通信模块电连接，所述地面iscs主机与地面综合监控系统的无线通信模块电连接。

进一步地，所述车载综合监控系统还包括车载综合监控交换机，所述车载前置机fep通过车载综合监控交换机与车载综合监控系统的无线通信模块电连接。

进一步地，所述车载各机电子系统包括车载列车综合管理子系统tims、车载广播子系统pa、车载火灾报警子系统fas、车载乘客信息子系统pis、车载视频监控子系统cctv、站台门控制单元psd和车载自动控制系统atc，所述车载列车综合管理子系统tims、车载广播子系统pa、车载火灾报警子系统fas、车载乘客信息子系统pis和车载视频监控子系统cctv均与所述车载综合监控系统电连接，所述站台门控制单元psd和车载自动控制系统atc均与所述车载列车综合管理子系统tims电连接。

进一步地，所述系统还包括地面乘客信息子系统pis、地面视频监控子系统cctv和地面自动控制系统atc，所述车载自动控制系统atc和地面综合监控系统均与所述地面自动控制系统atc无线连接，所述地面视频监控子系统cctv和车载乘客信息子系统pis均与所述地面乘客信息子系统pis无线连接。

进一步地，车载综合监控系统的车载iscs主机有两个，其中一个设置在车头，另外一个设置在车尾，两个车载综合监控系统的车载iscs主机之间可实现冗余工作。

本发明的有益效果：

本发明所提出的一种轨道交通综合监控系统，增加了对于全自动运行系统下的监控数据的传输和处理效率、有效降低了车载设备与地面各子系统监控数据所需的接口数量与维护成本，统一管理的方式有助于提高车地数据通信中对于网络的利用率。同时，能方便调度人员在同一数据监控平台下实现对于数据的查看和调阅，有助于全自动运行系统在故障情况下，提高各系统实现快速联动的能力，并进一步提升轨道交通运营和维护团队的服务水平。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种轨道交通综合监控系统的系统框图；

图2为本发明实施例提供的车载综合监控系统的系统框图；

图3为本发明实施例提供的车载综合监控系统的软件结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明提供的一种轨道交通综合监控系统，所述系统包括综合监控系统、车载各机电子系统，所述综合监控系统包括车载综合监控系统和地面综合监控系统，所述车载综合监控系统设置于列车内，所述地面综合监控系统设置于地面控制中心，所述车载各机电子系统用于采集车载系统实时数据并将车载系统实时数据传输给车载综合监控系统，并通过车载综合监控系统将车载系统实时数据无线传输给地面综合监控系统。

其中，所述车载各机电子系统包括车载列车综合管理子系统tims、车载广播子系统pa、车载火灾报警子系统fas、车载乘客信息子系统pis、车载视频监控子系统cctv、站台门控制单元psd和车载自动控制系统atc，所述车载列车综合管理子系统tims、车载广播子系统pa、车载火灾报警子系统fas、车载乘客信息子系统pis和车载视频监控子系统cctv均与所述车载综合监控系统电连接，所述站台门控制单元psd和车载自动控制系统atc均与所述车载列车综合管理子系统tims电连接。

其中，所述系统还包括地面乘客信息子系统pis、地面视频监控子系统cctv和地面自动控制系统atc，所述车载自动控制系统atc和地面综合监控系统均与所述地面自动控制系统atc无线连接，所述地面视频监控子系统cctv和车载乘客信息子系统pis均与所述地面乘客信息子系统pis无线连接。

优选地，所述车载综合监控系统的车载iscs主机为两个，其中一个设置在车头，另外一个设置在车尾，两个车载综合监控系统的车载iscs主机之间可实现冗余工作。

本发明的的一种轨道交通综合监控系统，车载自动控制系统atc数据、车载乘客信息子系统pis数据、车载视频监控子系统cctv数据、车载列车综合管理子系统tims数据、站台门控制单元psd数据、车载广播子系统pa数据、车载火灾报警子系统fas数据、时钟子系统clk数据等实现车内的数据交互并与地面综合监控系统实现统一处理和传输。

本发明所设计的一种轨道交通车载综合监控系统通过前置机(fep)采集的车载各机电子系统监控状态和数据传输至现场既有的车载综合监控系统，再通过车载综合监控系统再将数据传送至车站iscs和中心iscs。线路控制中心调度人员可经由中心iscs调度工作站对车载机电各子系统下发状态查看、数据下传等综合监控功能内的控制命令。

本发明所设计的一种轨道交通车载综合监控系统设备主机所实现的主要功能包括但不限于：车载各机电子系统行车控制状态数据采集、数据库管理、输入数据处理及统计、友好人机界面显示、监视功能、冗余自动切换、系统安全与权限管理、报警、时间同步、数据点的禁止与允许、数据传输控制、历史数据记录与分析、组态维护、系统管理、帮助功能等。

如图2所示，其中，所述车载综合监控系统包括车载iscs主机(车载iscs工作站)、服务器、车载前置机fep和嵌入式触摸显示屏，所述车载各机电子系统通过车载前置机fep与车载iscs主机电连接，所述车载iscs主机还与嵌入式触摸显示屏电连接；所述车载前置机fep用于将传输进来的车载系统实时数据进行协议转换，将车载系统实时数据格式转换成车载iscs主机的数据格式；所述车载iscs主机用于接收并存储车载前置机fep传输过来的车载系统实时数据，同时，fep负责对iscs与被监控对象的数据进行隔离，从而保证各子系统数据的独立性；所述服务器用于存储车载系统实时数据；车载iscs主机通过具备冗余和高可用性、高可靠性的工业控制型计算机实现，用来处理采集的车载系统实时数据，并通过实时数据及历史数据的管理和计算，向用户提供iscs系统的应用功能；嵌入式触摸显示屏集成各子系统功能、状态显示、系统联动控制按钮等，显示人机界面，供司机或乘务员监视和查看相关列车状态。

其中，车载iscs主机主要硬件模块包括：机架式主机、核心计算处理模块、存储模块、i/o端口、冗余电源、主机风扇等。其中为保障视频数据流转发及处理时的速率，设置独立多核64位处理器、配置64gb以上内存。各模块采用板卡式设计，方便维护更新及扩展使用，机架式主机、核心计算处理模块、存储模块、i/o端口、冗余电源、主机风扇等主要硬件模块要求具有抗振动和冲击力性能，实施能承受各种列车行驶中产生的冲击，其设备和悬挂不会产生永久性变形。同时，设备材料具有高阻燃性、低发烟浓度、无毒性、具备良好的防火性能；主要软件架构包括：系统软件、支撑模块、应用服务模块，如附图3所示，其中：

系统软件：应支持当前各主流综合监控软件的平台开发系统，包括unix、linux、windows操作系统和tcp/ip、ms-windows、x-windows等标准协议。

支撑模块：包括中间件、实时数据库、关系数据库、通用系统控制模块、工作站软件模块、系统管理等，用于应用服务的处理和运行平台。

应用服务模块：包括各个专业的监控软件数据处理控件、包括常规的监控功能和高级应用功能，人机界面模块、高级应用功能包括子系统之间的联动功能、培训系统、仿真测试系统和专家决策系统等，用于实现将各个专业的系统数据进行处理，并实现车载综合监控系统的功能。

优选地，所述地面综合监控系统包括地面iscs主机和地面显示模块，所述地面iscs主机用于与车载前置机fep无线通信，获取车载系统实时数据，并向车载前置机fep发送调度指令。在控制中心，设置地面iscs主机和地面显示模块。地面iscs主机接收车载系统实时数据；地面显示模块的显示车载系统实时数据，调度人员能通过车载工作站实时监控各列车运行信息，完成调车载视频、下发车载广播等指令，实际操作方式和其他iscs调度工作站无异。

优选地，所述车载综合监控系统和地面综合监控系统都包括无线通信模块，用于各模块间进行通信，所述车载前置机fep与车载综合监控系统的无线通信模块电连接，所述地面iscs主机与地面综合监控系统的无线通信模块电连接。

优选地，所述车载综合监控系统还包括车载综合监控交换机，所述车载前置机fep通过车载综合监控交换机与车载综合监控系统的无线通信模块电连接，车载综合监控交换机具备以太网及光纤接口sfp插槽，采用模块化设计，可拓展，用以实现车载系统实时数据的传输，搭建车载综合监控系统网络架构。

车载各机电子系统、车载综合监控系统和地面综合监控系统均设置无线通讯模块，用以实现车载综合监控系统与地面综合监控系统之间的数据传输。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。