簡介
捷運綜合監控的主要功能包括對機電設備的實時集中監控功能和各系統之間協調聯動功能兩大部分。一方面,通過綜合監控系統, 可實現對電力設備、火災報警信息及其設備、車站環控設備、區間環控設備、環境參數、禁止門設備、防淹門設備、電扶梯設備、照明設備、門禁設備、自動售檢票設備、廣播和閉路電視設備、乘客信息顯示系統的播出信息和時鐘信息等進行實時集中監視和控制的基本功能;另一方面,通過綜合監控系統,還可實現晚間非運營情況下、日間正常運營情況下、緊急突發情況下和重要設備故障情況下各相關係統設備之間協調互動等高級功能。
系統構成
綜合監控系統（ISCS）由控制中心ISCS系統、各車站級ISCS系統、車輛段ISCS系統、停車場ISCS系統、網路管理系統（NMS）、培訓管理系統（TMS）、維護管理系統（MMS）等組成。
一般軟體採用分層體系結構，藉助成熟穩定的中間件技術，使系統模組化和松耦合，實現故障分離；同時採用分散式C/S結構和標準TCP/IP協定，並且在軟硬體方面實現冗餘容錯管理，保證了系統的安全穩定運行。
構成原則
1）綜合監控系統應圍繞行車和行車指揮、防災和安全、乘客服務等開展設計，以進一步提高運營行車管理的水平。
2）綜合監控系統面向的對象主要包括控制中心的各中央調度員（行調、電調、環調、值班調度和值班主任助理）、車站控制室的值班人員和車輛段維修中心的系統維護人員等。綜合監控系統應滿足以上這些崗位的功能要求。
3）綜合監控系統的故障告警功能，分別在控制中心、車輛段維修中心以及車站維修工班實現，在控制中心綜合監控系統應能採集相關集成系統的重要設備故障的匯總信息，以方便中央調度人員的維護管理工作；另外在車輛段維修中心以及車站維修工班應能採集相關集成系統的重要設備故障信息，並具備對所採集信息進行匯總統計的功能，從而方便車輛段維修以及車站維修工班人員進行日常的系統設備的維護工作。
4）當出現異常情況由正常運行模式轉為災害運行模式時，綜合監控系統應能迅速轉變為應急模式，為防災、救援和事故處理指揮提供方便。
5）捷運自動化系統應由上位監控層、中間控制層和末端設備層三層構成；綜合監控系統屬於上位監控層，是由控制中心、車站綜合監控系統的交換機、伺服器、工作站和前置處理器（FEP）等設備組成；中間控制層和末端設備層由相關接入系統和現場設備組成。
6）控制中心與車站上位監控層的計算機設備通過工業級骨幹傳輸網路連線。上位監控層與中間控制層設備主要通過符合國際或行業標準的通用開放式的智慧型通信接口形式進行連線。中間控制層與末端設備層主要通過通用開放式的工業控制網路、現場匯流排和硬線等接口形式進行連線。
7）綜合監控系統應根據各集成系統的實際需求向相關集成系統開放全線骨幹網路資源，為集成系統具有邏輯上獨立的全線網路傳輸通道，並保證綜合監控系統網路安全。
8）綜合監控系統應能實時反映各監控對象的工作狀態，綜合監控系統應具備對監控對象的進行模式控制、程式控制、時間表控制和點動控制等控制功能。
9）捷運弱電系統的安全聯鎖控制功能主要在中間控制層實現。控制層設備應具備相對獨立的工作能力，即控制層設備脫離中央或車站信息管理層時，仍能獨立運行，滿足緊急情況下運營的應急需求。
10）綜合監控系統應採用模組化設計，易於擴展。綜合監控系統不僅應滿足三號線運營管理的需求，還應考慮線路擴展的需求，同時還應為其他線路的接入和更高一級管理系統的連線預留一定的條件。
11）綜合監控系統應採用高可靠的產品，保證能全天候不間斷地運行。
系統構成概述
（ 1 ）硬體構成
綜合監控系統方案充分考慮到軌道交通監控的高可靠性要求，特別是考慮到採用綜合監控方式後，軌道交通各個專業系統的運行和維護都要在同一套系統上進行，對系統的可靠性要求更高。因此，方案採用的冗餘機制涉及到中央主備實時伺服器之間、中央主備歷史伺服器之間、車站主備實時伺服器之間、車站主備工作站之間、車站主備FEP之間、中央區域網路雙網之間、車站區域網路雙網之間；不僅包括硬體設備，而且包括相應的軟體，不僅包括運行的功能，而且包括數據流程，都是冗餘的。多重冗餘機制使得系統在任何單點故障和交叉故障時，都不影響ISCS運行。冗餘配置的中央和車站伺服器按照集群方式運行（設備不分主備，均衡負載，僅僅任務模組區分值班和備用），冗餘配置的交換機和FEP等設備按照主備方式運行（設備區分值班和備用）。
捷運綜合監控詳細的硬體構成如下：
第一層：中央級綜合監控系統 第一層包括冗餘的實時伺服器、冗餘的歷史伺服器、外部磁碟陣列、磁帶機、各種調度員工作站（如電調、環調、行調、維調和總調等）、NMS工作站、事件印表機、報表印表機、彩色圖形印表機、冗餘的帶路由功能的網路交換機、FEP、大螢幕系統（OPS）、UPS等。
OCC配置的網路交換機，實現OCC所有網路資源的互聯。交換機的連線埠數量和頻寬的選擇應充分考慮ISCS和網路通信設備的要求，網路交換機直接連線到通信傳輸網路。
在正常情況下，OCC的調度員通過調度員工作站，控制和監視各被集成系統。OCC的命令，通過ISCS網路傳送到各被集成系統。
實時伺服器主要功能是完成實時數據的採集與處理，從OCC向分布在各站點的被集成系統傳送模式、程控或點控等控制命令。
歷史伺服器主要功能是完成歷史數據的存儲、記錄和管理等功能。
第二層：車站級綜合監控系統
第二層包括冗餘的實時伺服器、值班站長工作站、冗餘的網路交換機、前端處理器（FEP）、IBP和UPS等。
車輛段停車場綜合監控系統（DISCS）與車站綜合監控系統（SISCS）一樣，都屬於第二層，只是配置有所不同。
FEP處理所有與被集成系統的接口，從FEP採集的數據通過車站交換機送到車站伺服器。車站伺服器、車站值班站長工作站和FEP等與網路交換機相聯。
（2）軟體構成
方案採用的綜合監控系統軟體無論從硬體、軟體還是功能和運營，根據不同的特性進行了不同層次的劃分，如中央級一般控制軌道交通全線，監控範圍較廣，回響時間為秒級，而就地級一般控制某一設備，監控範圍較小，回響時間為毫秒級。各層既相互聯繫又相對獨立，如車站級與就地級通過FEP連線，中央級和車站級通過骨幹網連線，相互之間交換數據而不干擾。另外，本方案在設計時還考慮到中央級之上的更高一級管理，允許互聯和交換信息。綜合監控系統的層次結構如上圖所示：
捷運綜合監控從平面結構而言， 採用通信中間件FoxBus，各個功能模組通過FoxBus組合在一起協調工作，本系統的平面結構如下圖所示。FoxBus將軟體模組組件化，允許各模組在硬體上任意分配，任何一台工作站都可以根據所登錄用戶的許可權進行相應級別操作員的監視和操作。
方案採用硬體FEP將車站ISCS和就地級系統進行隔離，使得子系統和ISCS系統既相互聯繫又相互獨立。一方面，子系統的異常不會影響ISCS的運行，使子系統的數據干擾範圍得到控制。另一方面，ISCS系統的不正常不會影響各個子系統的運行，即使ISCS全部癱瘓，各個子系統能繼續正常工作，保證軌道交通基礎層的監控功能。針對西安的環境特點和氣候條件，本方案中採用了大量抗電磁干擾、防潮防震的工業級產品，如FEP、交換機和伺服器等均採用高可靠性產品。
ISCS的軟體結構從體系結構的角度，分為系統軟體、支撐軟體和套用軟體三層；從數據流程的角度，分為：
•數據接口層；
•數據處理層；
•人機接口層。
•數據接口層主要由FEP組成，完成數據的第一次收集和處理，FEP具備協定轉換能力，採用嵌入式實時作業系統。ISCS系統通過前置通信機接收接入系統的信息並對無關的訪問進行隔離。前置通信機具有轉換各種硬體接口、軟體協定的能力，接入系統通過前置通信機將數據傳入ISCS系統，同時ISCS系統也通過前置通信機向各接入系統傳送有關數據。同時FEP還起到隔離綜合監控系統和相關係統的功能。
•數據處理層主要由車站伺服器和中心伺服器組成，車站伺服器完成數據的第二次處理和收集，將各FEP的數據進行集中和處理，供車站ISCS的人機界面顯示和操作，收集的是車站範圍內的數據；中心伺服器除了完成本中心的數據處理和收集外，還要完成數據的第三次集中和處理，供控制中心的 ISCS人機界面顯示和操作，收集的是全線範圍內的數據。
•人機接口層是ISCS提供的用於人機互動的圖形接口，ISCS可以通過該接口向操作員顯示設備狀態信息、運行信息、故障信息、報警信息、統計報表信息等，同時，操作員可藉助系統提供的一系列工具，在操作員工作站上對遠程的設備進行監視、設定、控制等。
•綜合監控系統（ISCS）包括中心綜合監控系統（CISCS）、車站綜合監控系統（SISCS）、停車場和車輛段綜合監控系統、網路管理系統（NMS）、設備維護管理系統（MMS）、培訓管理系統（TMS）、軟體測試平台（STP）等。
•中心綜合監控系統：對全線重要監控對象的狀態、性能數據進行實時的收集處理，通過各種調度員工作站和大螢幕以圖形、圖像、表格和文本的形式顯示出來，供調度人員控制和監視。並且根據一定的邏輯關係自動向分布在各站點的被監控對象或系統傳送模式、程控、點控控制命令，或由調度員人工發布控制命令，從而完成對全線環境、設備的集中控制與顯示。
•車站綜合監控系統：通過值班站長工作站、印表機設備實時的反映監控對象變化的狀態信息並形成報表，同時記錄下相關信息，更新相關數據。車輛段、停車場綜合監控系統（DISCS）作為兩個特殊站點，視為站級綜合監控系統，對停車場、車輛段監控設備進行狀態和性能參數地實時監控。
•網路管理系統：搭建在中心，為網路系統與設備提供一系列的維護、監測與快速故障處理手段，允許網路管理員通過一個簡單界面高效管理網路。
•設備維護管理系統：設定在車輛段內，配置維護工作站、印表機等，實現對全線供電系統和機電設備系統復示和維修調度管理。
•培訓管理系統：可以單向訪問運行系統，以便允許TMS使用真實的運行場景給學生示範。關於培訓環境，系統提供以模擬相關係統規約到模擬現場環境的接口，教員在培訓中能夠修改仿真環境，並觀察學員的回響，以在必要時提供建議。
•軟體測試平台：STP可對相關係統的軟體功能進行軟體測試，滿足ISCS的軟體安裝測試及與各相關係統的接口測試的要求。STP與TMS硬體合併使用，軟體分開配置。軟體測試平台與綜合監控系統監控網路連線，便於軟體測試平台維護全線綜合監控系統軟體。
整體結構圖
捷運綜合監控一般綜合監控系統的總體結構圖如下所示：
捷運綜合監控