引 言

隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，城市建設不斷加強，各大城市隨之出現(xiàn)的交通擁堵現(xiàn)象日益嚴重，為解決這一問題，快速發(fā)展具有客運量大、快捷、安全、準時、環(huán)保、高效等優(yōu)點的軌道交通不失為一個正確的選擇。

軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)是原各個單獨機電系統(tǒng)的應用集成，具有多子站、多子系統(tǒng)和地理分布分散的結構特點。其主要功能包括對設備的集中監(jiān)控和子系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)聯(lián)動，一般綜合監(jiān)控系統(tǒng)由電力（PSCADA）、信號（SIG）、環(huán)控（BAS）、乘客信息（PIS）、乘客廣播（PA）、視頻監(jiān)控（CCTV）、火災報警（FAS）、售檢票（AFC）、門禁（ACS）和屏蔽門（PSD）等子系統(tǒng)組成。

本文重點闡述SIG 子系統(tǒng)的功能要求、數(shù)據(jù)庫建立及演示仿真過程。

1 綜合監(jiān)控系統(tǒng)SIG系統(tǒng)功能要求

1.1 控制顯示功能

控制和顯示功能全面地向行車調(diào)度員顯示SIG 功能操作的當前和歷史信息以及他們所控制的線路。它允許行車調(diào)度員在授權的情況下，人工向系統(tǒng)輸入命令。

控制和顯示功能包括操作授權、概況顯示、聯(lián)鎖和列車控制命令處理以及信息顯示功能。

操作授權也稱為權限管理，決定哪些命令行車調(diào)度員可以使用和哪些信息行車調(diào)度員可以訪問，行車調(diào)度員操作授權由系統(tǒng)管理員決定，并且通過登錄過程完成。

概況顯示就是線路的現(xiàn)狀可通過視覺顯示單元以圖形方式實時地向行車調(diào)度員顯示，這些信息包括列車的位置和進路狀況、保護區(qū)段、軌道區(qū)段、道岔和信號機的狀態(tài)，信息的類型與顯示的詳細程度可以由行車調(diào)度員的顯示控制命令而控制。例如，用于展示列車位置的詳細視圖的區(qū)域顯示，比那些用于概觀全線的顯示方式所顯示的軌道區(qū)段數(shù)量多，因而它能夠顯示更準確的列車位置信息。

聯(lián)鎖和列車控制命令處理是根據(jù)操作授權，來自行車調(diào)度員的聯(lián)鎖和列車自動控制系統(tǒng)功能命令被接收，并輸出到聯(lián)鎖控制功能。如果從聯(lián)鎖控制功能得到一個確認請求，它就被輸出給行車調(diào)度員，如果從行車調(diào)度員得到一個確認，它就被輸出到聯(lián)鎖控制功能。

信息顯示是根據(jù)授權從行車調(diào)度員得到的顯示控制命令， 將錯誤信息、日常時刻表和時刻表偏差以適當格式顯示給行車調(diào)度員，另外，來自記錄功能的操作信息和錯誤信息也能夠被打印出來存檔。

1.2 記錄功能

記錄功能是按順序和類別存檔從其它子系統(tǒng)功能得到的信息，例如操作信息和錯誤信息。

記錄是在收到操作和錯誤信息時按事件（干擾、要求或公告）和起因（聯(lián)鎖功能、SIG 功能、操作系統(tǒng)或聯(lián)鎖命令） 將其分類。每個信息的文本和類別按時間順序儲存在操作記錄上。那些類別為干擾的信息同時也被記錄在當前故障列表上，直到收到此故障已被排除的信息，并將信息文本依照類別標準輸出到人機界面。

2 數(shù)據(jù)庫建立

上級ATS 系統(tǒng)通過MODBUS 和 TCP/IP 方式將計劃和實際時間表傳遞給前置機，經(jīng)過解析將狀態(tài)表、快速輪詢表、慢速輪詢表、定時輪詢表中的數(shù)據(jù)存放在數(shù)據(jù)庫對應的數(shù)據(jù)表中，城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)SIG 子系統(tǒng)通過訪問這些數(shù)據(jù)表，實現(xiàn)上述功能，從而實現(xiàn)控制顯示與記錄功能。具體框架如圖 1 所示。

2.1 創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫表

建立數(shù)據(jù)表，邏輯框圖如圖 2 所示。

需要在城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中添加參數(shù)表與實時表，具體形式見表 1。具體表的字段如圖 3 所示。

SIG 子系統(tǒng)與現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)整合接入，實現(xiàn)信號系統(tǒng)的監(jiān)控。

2.2 SIG系統(tǒng)處理過程 通過程序，控制數(shù)據(jù)表操作，處理過程如下：

（1）SIG 系統(tǒng)通過 SCADATS 接收并解析列車信息，確 定車次窗信息、車次窗號、車次窗位置，并將列車服務號寫入 車次窗實時表中的相應字段，根據(jù)車次窗中有無列車，確定車 次窗占用標志。

（2）把列車服務號寫入到列車運行實時表，若實時表中 沒有該列車服務號記錄，則增加記錄，如已存在，則不做處理。

（3）接收列車運行信息，確定列車服務號，根據(jù)列車服 務號把運行信息寫入到列車運行實時表中。

（4）接收道岔信息，更新到道岔實時表，將信息傳遞給 系統(tǒng)，顯示至電腦屏幕。

（5）如果有區(qū)間限速，則根據(jù)區(qū)間和車次窗之間的關系 設置車次窗的限速標志和限速速度，如果取消，則取消限制 速度（操作實時表）。

（6）接收站臺實時信息， 更新站臺的到站時間和離站時 間，每個站臺實時信息中包含 到站時間、離站時間和列車服 務號，根據(jù)信息中站臺的序號， 判斷列車到達的站臺名稱和列 車服務號，把到站信息發(fā)送到 PIS 系統(tǒng)和 PA 系統(tǒng)（站號、站 臺、到 / 離站、列車服務號）， 每個站臺依次進行如上處理。 ATS 系統(tǒng)將列車時刻表 （實際 / 計劃）傳送到綜合監(jiān) 控系統(tǒng)中，綜合監(jiān)控系統(tǒng)將 時刻表解析整理后放入實時 庫中，實時數(shù)據(jù)庫定時將列車 時刻表備份到參數(shù)庫中，實時 庫中存當天的計劃表和實際運 行表，每天運營結束，將時刻 表保存到歷史數(shù)據(jù)庫中，綜合 監(jiān)控系統(tǒng)提供專用的對話框 顯示 / 查詢列車時刻表信息。

3 仿真系統(tǒng)演示

3.1 界面介紹

全線站場線路圖的鋪設 需要大量的車站及車站設備元 件，本系統(tǒng)是基于遙信變量 的仿真模擬系統(tǒng)，可通過數(shù) 據(jù)庫修改某表內(nèi)的值，演示監(jiān)控狀態(tài)變化，后續(xù)正式運營后， 遙信采集數(shù)據(jù)更新至數(shù)據(jù)庫，綜合監(jiān)控系統(tǒng)通過訪問數(shù)據(jù)庫， 在操作界面顯示出對應的狀態(tài)。 演示界面包括兩個部分，上半部分為顯示窗口，如圖 4所示，下半部分為操作窗口，如圖 5 所示。系統(tǒng)初始啟動時， 根據(jù)管理員權限顯示按鈕可用（激活），不可用的按鈕顯示灰色， 鼠標無法點擊。

圖中的鐵軌、道岔、信號燈等軌道設備，均為遙測遙信量， 通過腳本編輯的方式，實現(xiàn)列車自動排列進路，交通燈自動 顯示狀態(tài)，道岔自動實現(xiàn)跳轉，并配合 PIS 系統(tǒng)實現(xiàn)定時開關 門的功能。

在操作窗口中顯示的是操作動作按鈕，這些按鈕可用來 操作單個元素。操作窗口的內(nèi)容取決于所選的操作類型。

操作窗口中有下列對話框 ：

（1）聯(lián)鎖對話框 ；

（2）安全操作對話框 ；

（3）ATS 對話框 ；

（4）時刻表對話框 ；

（5）管理對話框（以管理員身份登錄，點擊管理將顯示 用戶管理操作對話框）。

3.2 演示過程

列車從上行區(qū)間開進軌道，此時軌道顏色為黃色，表示 進路允許進入，列車進入車次窗，被占軌道以及后方軌道變 為紅色，表示區(qū)段占用，當列車進入車站后，屏蔽門自動打開， 出現(xiàn)倒計時，當?shù)褂嫊r為 0 時，信號燈變成綠色，前方進路 為黃色允許進入，以此類推進入下一站，到達終點返回時，道 岔自動排進路到下行區(qū)間，繼續(xù)行駛。操作板塊可對信號燈、 道岔等軌旁設備進行人工置數(shù)，實現(xiàn)控制功能。

軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)是一個多元系統(tǒng)，SIG 系統(tǒng)和 PIS、PA 等共同完成對軌道交通各方面的監(jiān)控。

4 結 語

眾多大中型城市都開通了軌道交通，它已成為人們生活 不可或缺的一部分，軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)為其安全準時高 效的運行提供了保障，SIG 系統(tǒng)作為監(jiān)控系統(tǒng)的一部分，實現(xiàn) 了對列車行車自動化的有效監(jiān)視與控制，本文的方法是工程 可實現(xiàn)的，作為演示系統(tǒng)，還有很多不完善的地方，仍有很大 的改進與提升空間。