轨道交通换乘车站综合监控系统的资源共享
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摘要：随着国内轨道交通的快速发展，部分城市的轨道交通已进入网络化时代，越来越多的换乘车站相应形成，换乘车站的资源共享问题也越来越得到重视。本文主要针对不同形式的换乘车站，结合运营管理模式、建设时序等因素，对换乘车站综合监控系统的资源共享进行分析。
关键词：轨道交通；换乘车站；综合监控；资源共享
中图分类号： U213.2 文献标识码:A
城市轨道交通系统涉及面广、技术复杂、专业繁多，主要包括电力监控系统、火灾自动报警系统、设备监控系统、屏蔽门系统、门禁系统、信号系统、广播系统、电视监控系统、乘客信息系统、时钟系统及自动售检票系统等。上述系统在使用中并不是互相孤立的，各系统间有很强的关联性，紧急情况往往需要几个系统协调运作。各系统、各部门协调配合，才能确保乘客的安全、列车的有效运营和设备的正常工作，综合监控系统由此应运而生。
目前，全国各地均在大力开展城市轨道交通的建设，而随着轨道交通的快速发展，其中一部分城市的轨道交通已从过去的单线建设发展到了网络化建设阶段。进入网络化后，由于线路与线路的交叉，形成的换乘车站也越来越多。网络中各线路间换乘车站的便捷性和舒适性，是广大乘客关注的重点，换乘车站的资源共享问题，则是建设运营比较关注的，换乘车站综合监控系统的设置对其均有一定程度的影响。针对换乘车站的不同情况，包括换乘形式、建设年限等，综合监控系统的设置方式也有所区别。
1 综合监控系统概况
设置综合监控系统的主要目的是用系统化方法将各分散的自动化系统联结为一个有机的整体，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，高效的实现系统间联动，提高轨道交通的整体自动化水平。从技术层面上提供切实高效的技术手段，增强、提高应对各种突发事件的应变能力和反应速度，提高轨道交通的运营管理水平、服务质量和服务水平，更好地为广大乘客服务，为建设数字化轨道交通打好基础，有利于改进轨道交通资源管理水平，提高经济效益。
国内城市轨道交通中采用的综合监控系统主要是以电调、环调为核心，行调相对独立的系统集成模式，即对监控机理相似的系统，如电力监控系统、设备监控系统，采用深度集成的方式，相应系统不再作为独立的系统存在；而对于其他系统，如火灾自动报警系统、门禁系统、自动售检票系统、信号系统、广播系统、电视监控系统、乘客信息系统等，则采用互联的方式，以获取提供必要的信息，实现相应的互动功能。
目前，国内轨道交通监控和调度基本采用两级制，即中央级和车站级监控模式。为了满足两级制监控和调度指挥的需求，综合监控系统也基本采用成熟的两级管理三级控制的分层分布式结构。综合监控的总体架构如图1所示。
2 换乘车站综合监控系统设置分析
一般对于一座标准车站，车站内设置一套综合监控系统，其服务对象为车站值班员。车站综合监控系统由冗余车站级服务器、冗余操作工作站、冗余交换机、冗余FEP、打印机等设备组成。车站综合监控系统涵盖整个车站建筑体和相应区间，集成互联相关系统，由整个线路多个车站通过综合监控骨干网进行联网，在线路控制中心内设置中央级系统，形成全线综合监控系统。
当轨道交通实现网络化后，出现两线换乘和多线换乘车站。按照每个线路有一套综合监控系统的原则，换乘车站也可以看作是两个或多个综合监控系统的交叉点，这个交叉点车站的综合监控系统如何设置，也就是本文要研究的内容。换乘车站与其他非换乘车站相比，车站换乘形式、运营管理模式、车站的建设时序不同，对换乘车站综合监控系统的设置也主要围绕这些因素进行讨论。
2.1 换乘车站分类
换乘车站的换乘形式可分为两种，一种为通道换乘形式（如图2所示），另一种为非通道换乘形式，而非通道换乘又可分为十字换乘（如图3所示）、T型换乘、L型换乘、平行换乘等。
2.2 换乘车站综合监控系统的设置方式
换乘车站综合监控系统的设置方案主要有合设和分设两种。
所谓合设方案，是将整个换乘车站作为一个整体来考虑，在换乘站内只设置一套综合监控系统，由一套管理人员来完成对整个车站的监控和管理。换乘站的车站级综合监控系统需要分别向相关线路的中央级系统传输信息。
所谓分设方案，是指换乘站各线路分别实施各自的综合监控系统，分别管理各自管辖范围内的机电设备等，换乘站内不同线的综合监控系统只通过相应接口传输信息，实现信息互通和共享。分设方案能保证全线站级系统架构和配置的一致性，便于系统维护。
换乘站综合监控系统的设置方案与运营、管理模式密切相关。
2.2.1通道换乘车站
通道换乘车站是两个或多个相对独立的车站建筑之间采用通道形式进行相连，此类换乘车站不同线路间的界面较明确，各线的机电设备系统和运营管理均相互独立，且相互间的联动较少。对于这种换乘车站，综合监控系统的设计宜采用分设方式，各线分别设置综合监控系统，各自进行独立管理，互不干扰，线路间设置接口进行必要的信息传递。
通道换乘车站综合监控系统设置方式如图4所示。
图4 通道换乘车站综合监控系统示意图
2.2.2 非通道换乘车站
非通道换乘车站根据车站的建筑形态，可分为十字换乘、T型换乘、L型换乘、平行换乘等，此类换乘车站共享车站公共区，不同线路间的界面不明确，甚至部分设备及管理用房为合设。换乘车站综合监控系统对弱电系统的整合和构建，主要是进行设备和信息的共享，提高管理及运营效率，对空间的影响较小。因此，在换乘车站的设计方案中，对于上述换乘形式，可采取相同的设置方案。根据资源共享的原则，对于这种换乘车站，综合监控系统的设计宜采用合设方式，由先建线路统一设置一套综合监控系统，各线集成、互联系统均接入该综合监控系统中，实现对整个车站的监控和管理。同时，设置与换乘线路的接口，实现相关信息上传至换乘线路控制中心。
非通道换乘车站综合监控系统设置方式如图5所示。
图5 非通道换乘车站综合监控系统示意图
根据上述分析，对于全为新建线路的换乘车站综合监控系统的设置方案，可通过换乘车站的换乘形式大致确定，即通道换乘车站采用综合监控系统分设的方式，非通道换乘车站采用综合监控系统合设的方式。但在具体工程实施中，换乘车站综合监控系统的设置还需结合各地的运营管理模式、换乘线路的建设时序等因素综合考虑后确定。
2.3 系统设置与运营管理模式的关系
2.3.1 通道换乘车站
通道换乘车站各线车站建筑相对独立，界面较明确，各线综合监控系统由各线进行设置并负责管理。此种运营管理模式已在各地普遍采用。
2.3.2 非通道换乘车站
非通道换乘车站按照资源共享的原则，按照一个整体车站考虑，设置一套综合监控系统，从而取代分线设置的方案。相对运营管理，较为合理的方式是以某一条线路（一般为先建线路）作为车站管理主体，由此线路的运营值班人员负责整个车站的监控和管理。但在实际运营过程中，不排除某些城市仍采用分线运营管理的模式，此时，换乘车站的综合监控系统亦可采用分设的方式。
2.4 线路建设时序与系统实施的关系
各线路因建设时间的不同，会影响换乘车站综合监控系统的建设实施方案。根据各条线路的建设时序，分为同期建设车站和不同期建设车站。同期建设车站指换乘车站的两条或多条线路建设时间和周期大致相近，根据开通运营的时序可分为同期开通车站和不同期开通车站；不同期建设车站指换乘车站的建设时间相差较远，其中包括与既有线换乘车站和远期节点预留车站。
对于通道换乘车站而言，各线路的建设时序对其综合监控系统的建设实施影响相对较小，换乘线路的同期与不同期建设，其区别仅在于各线间互通系统的接口是同期实施，还是前期预留，后期增加修改，因此，本部分主要针对非通道换乘的车站，分析线路建设时序对其综合监控系统建设实施的影响。
2.4.1 同期建设车站
换乘车站的同期建设，意味着车站全部为新建线路，此种换乘车站又可分为同期开通和不同期开通。非通道换乘车站，无论是十字换乘、T型换乘、L型换乘还是平行换乘，均设置一套综合监控系统，实现对整个车站的监控和管理。同期开通车站（线路开通时间相同或相近，各线路基本同时投入使用），由相对先开通线路设置综合监控系统主控设备，并以先开通车站控制室作为车站的主控制室（此种换乘车站控制室宜考虑采用合用车控室的方式），后开通线路相关系统设备接入先开通线路综合监控系统。
不同期开通的车站，由先开通线路设置综合监控系统主控设备，预留后开通线路接入的容量及接口能力。后开通车站接入时，需对已开通系统进行必要的软件修改。
2.4.2 不同期建设车站
不同期建设车站分为与既有线换乘车站和与远期预留线路换乘车站，特点是各线路不全是新建线路，其建设开通时序相对较大。
（1）与既有线路换乘车站
与既有线路换乘的车站，需根据既有线路的系统设置情况，如综合监控系统设置与否、综合监控系统的配置等，确定本线路系统的设置方案。
如果既有线路并未设置综合监控系统，则本线路宜采用独立设置综合监控系统的方式，并预留后期与既有线路系统互联的接口能力；如果既有线路设置有综合监控系统，则需根据既有线路系统的配置情况，确定本线路系统接入的可能性。若既有系统满足换乘线路接入的要求，则对既有线路的系统进行扩容改造，并使其具有分别向相关换乘线路中央系统传输信息的能力；若既有系统无法满足，则采用本线路独立设置综合监控系统的方式，并设置与既有系统互联的接口，实现换乘线路信息的互通。
（2）与远期预留线路换乘车站
与远期预留线路换乘的车站，按照资源共享的原则，先建线路设计时可按照整体车站考虑，设置一套综合监控系统，并预留后期建设线路接入的能力。但是由于远期预留线路存在一定的不确定性，同时考虑资源的有效利用和经济性，换乘车站建设时，可仅根据先建线路车站的容量进行系统配置，待远期线路建设时再进行相应的扩容或改造。
3 结语
随着我国轨道交通事业的不断发展，其自动化管理水平及运营要求的不断提高，综合监控系统以其可实现各系统间的资源共享、信息互通，提升自动化水平，提高地铁运营效率等特点，在轨道交通的工程实践中日益成熟，选择综合监控系统已成为技术进步的必然。换乘车站综合监控系统设置方案的合理选择，可有效实现换乘车站设备的协调统一管理，提供系统的可靠性、响应性和运营效率，达到资源共享、信息互通等目的。本文从换乘车站的换乘形式、运营管理模式、建设时序等方面，对各类换乘车站综合监控系统的设置方案进行了分析，希望能为轨道交通类似工程的建设提供参考借鉴。