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地鐵機電設備監控系統研究論文
摘要：地鐵機電設備監控系統將所有的地鐵機電設備集成在同一個平臺上，將地鐵機電設備的運行信息實時的提供給地鐵運營管理人員，不僅提高地鐵管理的效率，而且也提高了地鐵設備運行的可靠性。因此，研究地鐵設備監控系統有十分重要的意義。
關鍵詞：地鐵；機電設備；監控系統
1前言
隨著機電技術與自動控制技術的持續進步，機電設備在地鐵系統中的應用越來越普遍，無論是地鐵機電設備的種類還是數量都達到了空前的規模，這就給地鐵系統的可靠性提出了越來越高的要求。地鐵機電監控系統能夠可靠地監控地鐵機電設備的運行狀況，協調機電設備之間的工作，從而保證地鐵系統的正常運營。近年來，地鐵機電設備監控系統已成為軌道交通相關研究機構研究的重點。針對這樣的發展趨勢和應用現狀，本文主要研究地鐵機電設備監控系統。
2地鐵機電設備監控系統的監控對象及系統功能
地鐵系統中的機電設備可分為通用機電設備、車載專用設備、車站專用設備。通用機電設備可用于機車和車站，包括供電系統、災情報警系統、照明系統、廣播系統、閉路電視系統、信息顯示系統、給水排水設備、消防設備等。車站專用設備包括車站環控系統、區間環控系統、電梯和扶梯、自動售票系統、自動檢票系統等。車載專用設備包括屏蔽門系統、門禁系統、車載空調、動力設備、道岔轉轍設備等。地鐵機電設備監控系統采用通用的、符合國標的、可靠的工控機、交換機和服務器等來實時集中監測這些地鐵機電設備的運行狀態信息，控制并協調系統各機電設備的運行，從而保障整個地鐵系統的正常運行。現代的地鐵運營要求地鐵系統能夠實現信息實時共享和交互，故地鐵機電設備監控系統的功能主要分為兩大部分，一方面用于實時集中監控各機電設備的運行狀態，另一方面用于協調不同機電設備系統的運行。地鐵機電設備監控系統通過實時集中監控功能，使中央調度部門和各分部門能夠通過對應層次的監控系統方便的獲取各自關注的信息，從而能夠采取針對性的措施控制地鐵通用機電設備、車載專用設備、車站專用設備的運行。正常運營、夜間停止運營和緊急運營是地鐵系統的三種基本運行狀態，通過地鐵機電設備監控系統的協調功能能夠控制不同機電設備的工作順序，保證地鐵系統在日間正常運行期間、夜間停運期間和緊急狀態下的正常、高效率的運轉。
3地鐵機電設備監控系統的結構組成
地鐵機電設備監控系統的結構組成分為硬件和軟件兩大部分。系統硬件使用的是性能可靠的工業級控制器、交換機和服務器，系統軟件使用的是模塊化的軟件平臺開發的，使用硬件接口將各個功能模塊按集成或互聯的方式組到監控系統中。這些功能模塊由ISCS控制模塊、車站級ISCS控制模塊、車輛段ISCS控制模塊、MMS維護管理模塊等模塊組成，各模塊之間按照通信協議完成信息交換，最終完成地鐵機電設備運行信息的實時監控功能和不同設備之間控制協調功能。地鐵機電設備監控系統的硬件部分采用層次化的設計，分層介紹地鐵機電設備監控系統的硬件構成。地鐵機電設備監控系統硬件部分的第一層是中央級監控系統，由服務器、外部磁盤陣列、磁帶機、調度員工作站、打印機、網絡交換機、FEP、OPS、UPS等組成，其中服務器又可分為實時服務器和歷史服務器兩類，調度員工作站又可分為電調工作站、總調工作站、維調工作站、環調工作站等，打印機有用于報表的，也有用于打印彩色圖形的。地鐵機電設備監控系統硬件部分的第二層由車站級監控系統、車輛段監控系統組成，其硬件組成與中央級監控系統組成類似，也分為實時服務器、調度工作站、前端處理器、IBP等，不同系統的配置并不完全相同。所有硬件都采用冗余設計方式，以提高系統運行的可靠性。地鐵機電設備監控系統的軟件部分也采用層次化的設計，按照數據流程可分為數據接口層、數據處理層和人機接口層。數據接口層一般采用嵌入式操作系統，主要用于驅動前端處理器FEP，負責收集從外部輸入的數據并進行初步加工。數據處理層主要用于驅動各級服務器，負責完成第二次和第三次的數據收集和處理，并將處理結果顯示在用戶終端，用戶根據這些信息采取相應的操作。值得注意的是，不同級別的服務器處理的數據范圍是不同的，車站服務器處理的是車站范圍內的數據，中心服務器處理的是全線范圍內的數據。人機接口層主要用于實現人機交互，向用戶提供機電設備的信息，向設備輸入操作指令，以實現地鐵機電設備的遠程監測和控制。
4地鐵機電設備監控系統接口設計
接口是地鐵機電設備監控系統的關鍵技術，監控系統與集成在系統中的各機電設備通過各種接口完成信息交換，常用的數據接口有串口、局域網CAN接口、RS232接口、RS485接口等。地鐵機電監控系統通過接口介紹輸入系統的數據，也能向各機電設備發送控制指令。為了保證數據交換的可靠性，地鐵機電設備監控系統的接口采用冗余設計的方式，當默認的接口設備無法工作時使用備用接口。根據功能的不同，地鐵機電設備監控系統接口可分為系統級接口、設備級接口和管理級接口。系統級接口用于中央控制系統和各級子系統之間的數據傳輸，從系統層面處理數據，解決數據存儲、信息組織、數據傳輸等問題。系統的設備級接口用于采集儀器和傳感器收集的現場原始數據，涉及多廠商的各種設備。管理級接口用于規范接口信息，統一協調和管理不同廠家、不同設備發布的信息。
5結論與展望
綜上所述，地鐵機電設備監控系統對提高地鐵運營和管理的效率有巨大的作用。本文在概述了地鐵機電設備監控系統的監控對象、系統功能的基礎上，詳細介紹了地鐵機電設備監控系統的硬件構成和軟件構成，最后簡要介紹了地鐵機電設備監控系統的結構設計，為地鐵機電設備監控系統的進一步研究打下了基礎。
參考文獻：
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