對運(yùn)營管理中主監(jiān)控系統(tǒng)的探討

[摘要]：本文引出了主監(jiān)控系統(tǒng)的概念及其在輕軌運(yùn)營管理中的優(yōu)點(diǎn)，并對具體的實(shí)施提出了建議
[關(guān)鍵詞]：運(yùn)營管理 主監(jiān)控系統(tǒng) 自動售檢票(AFC) 列車自動監(jiān)控（ATS）電力監(jiān)控（SCADA）
1 主監(jiān)控系統(tǒng)的概念
主監(jiān)控系統(tǒng)或者稱為綜合監(jiān)控系統(tǒng)，即Main monitor & control system（MCS），是指通過先進(jìn)的計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對機(jī)電設(shè)備、機(jī)車運(yùn)行狀況以及客運(yùn)組織情況進(jìn)行全方位監(jiān)控，是數(shù)據(jù)處理方式一致、用戶界面統(tǒng)一的綜合信息處理系統(tǒng)。通過對主監(jiān)控制系統(tǒng)的開發(fā)和利用，能夠讓運(yùn)營管理人員更方便、更有效地控制管理整條線路的各個功能單元。
地鐵/輕軌系統(tǒng)各專業(yè)均有各自自成體系的監(jiān)視、控制系統(tǒng)，大多利用通信網(wǎng)傳輸通道進(jìn)行組網(wǎng)，分布在地鐵/輕軌沿線上的各系統(tǒng)設(shè)備將有關(guān)信息傳送至控制中心，如ATS、電力監(jiān)控、通信傳輸網(wǎng)、程控網(wǎng)、AFC、環(huán)控、防災(zāi)報警等專業(yè)系統(tǒng)。
在以往的運(yùn)營管理中，管理人員要面對多個人機(jī)界面，操作、監(jiān)控不同的控制系統(tǒng)及設(shè)備。不同系統(tǒng)用戶界面也不一致，如設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、設(shè)備故障報警信息等的表述形式也不相同。所有這些不但要求操作員對所有這些設(shè)備都要熟悉，還要懂得操作，結(jié)果給工作人員帶來很大的麻煩。操作形式的不統(tǒng)一往往是誤操作的主要原因。作為整個地鐵/輕軌的管理控制中心的調(diào)度，特別是總調(diào)度員，同樣面臨著這樣的困惑。當(dāng)前，往往采用各專業(yè)分別派員，專人執(zhí)守，出現(xiàn)情況后逐級匯報的形式。
從企業(yè)自動化信息管理系統(tǒng)的角度出發(fā)，整合多個互不兼容系統(tǒng)、各式各樣的數(shù)據(jù)形式，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的管理平臺，也是企業(yè)自動化信息管理系統(tǒng)面臨的重大問題。主監(jiān)控系統(tǒng)的提出就是想從根本上解決城軌交通（地鐵、輕軌等）行業(yè)中各專業(yè)條塊分割，自成體系，信息共享困難的狀況。
目前各城市的軌道交通系統(tǒng)的管理者們已認(rèn)識到此問題，并開始了新管理模式的探索，經(jīng)過實(shí)踐驗(yàn)證和進(jìn)一步完善后，可望逐步推廣采用。香港地鐵在運(yùn)營調(diào)度管理工作中已初步實(shí)施了主監(jiān)控系統(tǒng)，其技術(shù)比較先進(jìn)，易于操作和管理，在實(shí)際應(yīng)用中收到了很好的成效。
2 主監(jiān)控系統(tǒng)的組成
主監(jiān)控系統(tǒng)的最終實(shí)現(xiàn)目標(biāo)是：對城市軌道交通企業(yè)內(nèi)機(jī)電設(shè)備包括通信、信號、供電、自動售檢票、車輛、防災(zāi)報警、自動扶梯、電梯、給排水（地鐵還包括環(huán)控通風(fēng)、屏蔽門）等系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)以及客運(yùn)營業(yè)狀況和相關(guān)子系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一的監(jiān)測與控制，對城軌交通的客流情況進(jìn)行全方位的監(jiān)控；將所有的信息資源以一致的方式提供給管理者，最終實(shí)現(xiàn)企業(yè)決策管理的自動化。
在主監(jiān)控系統(tǒng)中，每個不同的系統(tǒng)分三級控制，即中央級（控制中心調(diào)度員）、地方級（車站控制室值班員）、就地級（各系統(tǒng)的設(shè)備管理員）三級控制。控制中心調(diào)度員的級別和權(quán)限最高，監(jiān)控范圍最大，車站控制室值班員次之，只能夠監(jiān)控到本站的設(shè)備，而設(shè)備管理員只能進(jìn)行必要的設(shè)備維護(hù)和服務(wù)等。
3 主監(jiān)控系統(tǒng)如何實(shí)施監(jiān)控
通過軟件開發(fā)和數(shù)據(jù)整合，將不同系統(tǒng)、廠家、設(shè)備不同形式的數(shù)據(jù)（數(shù)/模）信息整理并標(biāo)準(zhǔn)化，進(jìn)入企業(yè)管理數(shù)據(jù)庫之中；以標(biāo)準(zhǔn)化的形式，提供給使用者。管理者通過操作菜單的選擇，可以實(shí)現(xiàn)對不同系統(tǒng)的監(jiān)控的選擇，通過每一個系統(tǒng)的操作界面，可以監(jiān)測到全線各站系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，并對系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行必要的控制。例如在一臺顯示器上，通過點(diǎn)擊鼠標(biāo)，實(shí)現(xiàn)所需畫面的切換，可以有選擇地實(shí)施對廣播系統(tǒng)或旅客引導(dǎo)顯示系統(tǒng)或供電系統(tǒng)等系統(tǒng)狀態(tài)的監(jiān)控；也可以通過點(diǎn)擊屏幕按鍵，實(shí)現(xiàn)有線及無線電話的呼叫。
系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)以下主要功能：
2 注冊管理
系統(tǒng)可注冊不同的用戶，每個用戶在使用系統(tǒng)時需要進(jìn)行登錄，并輸入相應(yīng)的密碼，方可進(jìn)行操作。
2 權(quán)限管理
每個用戶在系統(tǒng)內(nèi)都定義了不同的操作權(quán)限，不同權(quán)限的操縱人員的操縱范圍和級別是不同的。
2 監(jiān)視功能
操作人員可以通過計(jì)算機(jī)屏幕，實(shí)時地監(jiān)視各系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。
2 控制功能
操作人員可以通過點(diǎn)擊計(jì)算機(jī)屏幕上的功能鍵，改變某一設(shè)備的工作狀態(tài)，完成對所需設(shè)備的控制任務(wù)，例如實(shí)現(xiàn)對某一區(qū)域的廣播或改變某一顯示屏的顯示內(nèi)容。
2 數(shù)據(jù)備份
系統(tǒng)可按用戶預(yù)定的要求對重要數(shù)據(jù)進(jìn)行備份，并且可以隨時從數(shù)據(jù)庫中提取信息。
2 信息打印
必要時，操作人員可以打印所需要的信息。
2 報警功能
當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時，可以實(shí)現(xiàn)聲光報警，操作人員通過點(diǎn)擊屏幕的按鍵，確認(rèn)報警并查找故障內(nèi)容及其地點(diǎn)，對故障進(jìn)行處理。
在系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)上，除了需要滿足數(shù)據(jù)傳輸速率的要求外，應(yīng)盡量考慮可移植的、向后兼容性，在系統(tǒng)的容量上留有余地；系統(tǒng)應(yīng)具有高可靠性、可維護(hù)性和可擴(kuò)展性的特點(diǎn)；從可靠性層面上要求，監(jiān)視系統(tǒng)的可靠性應(yīng)高于被監(jiān)視的各子系統(tǒng)；而可擴(kuò)展性為今后發(fā)展需求提供余地，屆時既有硬件平臺能方便地?cái)U(kuò)容，其軟件平臺應(yīng)改動極小或不做變更；方便、迅速的維護(hù)性能，是先進(jìn)高科技系統(tǒng)應(yīng)該必備的條件。
總之，主監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)以通信、ATS、SCADA系統(tǒng)為核心，以AFC、車輛及各機(jī)電設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況為重要內(nèi)容，將對設(shè)備的監(jiān)測（設(shè)備故障及報警記錄、故障及報警報告打印、設(shè)備維修計(jì)劃及輸出列表）與城市軌道交通企業(yè)的運(yùn)營狀況（運(yùn)營費(fèi)用估算、營運(yùn)收入、客流量分析、行車計(jì)劃等）有機(jī)地結(jié)合到一起，為全線的運(yùn)營管理提供服務(wù)。
4 采用主監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)越性
主監(jiān)控系統(tǒng)是傳統(tǒng)集中控制系統(tǒng)的繼承和發(fā)展，是一種更加積極的監(jiān)視和控制系統(tǒng)。它可以提供更有效、直接的人機(jī)界面，能使總調(diào)等主要管理人員全面監(jiān)控企業(yè)運(yùn)行狀況，有效提高工作效率，減少調(diào)度人員對多個人機(jī)界面不適應(yīng)而造成的誤操作，保證管理人員以最快的速度得知運(yùn)營中各系統(tǒng)的緊急事件的時間、地點(diǎn)，并通過各子系統(tǒng)的連動和信息交互，為維護(hù)搶修提供有力支持，提高了故障搶修效率，縮短因設(shè)備故障而影響運(yùn)營的時間，便于管理者應(yīng)付突發(fā)事件。
實(shí)施主監(jiān)控系統(tǒng)可以為企業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展及企業(yè)信息系統(tǒng)乃至今后的自動化管理系統(tǒng)、輔助決策系統(tǒng)提供技術(shù)準(zhǔn)備。通過各種統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、報表或圖像，便于管理人員找出問題，共商對策，有效地提高企業(yè)技術(shù)水平和企業(yè)管理水平。
5 實(shí)施主監(jiān)控系統(tǒng)的建議
機(jī)電工程招標(biāo)國內(nèi)外通常均分專業(yè)。各專業(yè)均獨(dú)立招標(biāo)、自成體系，有各自的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。主監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)核心是集中監(jiān)控，即在中心對整個地鐵輕軌的主要系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控。而在各主要系統(tǒng)已有自己監(jiān)控中心的情況下，要求主監(jiān)控系統(tǒng)對所有設(shè)備進(jìn)行直接監(jiān)控，與原有各自分系統(tǒng)監(jiān)控功能重疊，從管理角度又難以保證兩級操作命令不出現(xiàn)沖突。因此，如果想實(shí)現(xiàn)主監(jiān)控系統(tǒng)的功能，必須在設(shè)備招標(biāo)之前必須完成對主監(jiān)控系統(tǒng)的范圍和功能的定義，在各系統(tǒng)以后的招標(biāo)中，保證監(jiān)控功能不會重復(fù)設(shè)置。然而在多數(shù)的地鐵/輕軌建設(shè)中，由于資金、工期及經(jīng)驗(yàn)等各方面客觀因素的制約，管理者很難在初期完成監(jiān)控系統(tǒng)功能的定義，且主監(jiān)控系統(tǒng)的軟件編制較為復(fù)雜，存在一定的工期風(fēng)險，實(shí)現(xiàn)起來所付出的經(jīng)濟(jì)代價較高。因此，筆者建議在實(shí)施之初，可以考慮將各系統(tǒng)按運(yùn)營的實(shí)際功能需求劃分，分為幾個功能塊來分別實(shí)施監(jiān)控。例如在實(shí)際使用中，可如下實(shí)施系統(tǒng)監(jiān)控：
為了控制中心的行車調(diào)度員調(diào)度指揮的方便，將ATS、電視監(jiān)控信息、時鐘信息及大屏幕控制系統(tǒng)綜合在一起。
為了運(yùn)營管理的需要，將SCADA、廣播、公務(wù)電話、專用調(diào)度電話、時鐘、旅客引導(dǎo)顯示系統(tǒng)、車輛、AFC等信息綜合在一起。
將防災(zāi)報警、自動扶梯、電梯、給排水（地鐵還包括環(huán)控通風(fēng)、屏蔽門）等系統(tǒng)信息綜合在一起。
這樣，既降低了系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的難度，也降低了對數(shù)據(jù)傳輸量的要求，提高了數(shù)據(jù)傳輸速度，使實(shí)現(xiàn)更為容易。
主監(jiān)控系統(tǒng)雖然降低了操作難度，但對調(diào)度員和值班員的綜合素質(zhì)提出了更高要求，要求熟悉多個系統(tǒng)功能的、具備一定管理能力綜合性人才。同時，對網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)人員也提出了較高要求。
隨著我國地鐵/輕軌建設(shè)的興起和逐步發(fā)展，以及信息科技的快速發(fā)展，運(yùn)營管理的主監(jiān)控系統(tǒng)一定會隨之得到發(fā)展和應(yīng)用并顯現(xiàn)出其巨大的優(yōu)越性。