對運營管理中主監控系統的探討

[摘要]：本文引出了主監控系統的概念及其在輕軌運營管理中的優點，并對具體的實施提出了建議
[關鍵詞]：運營管理 主監控系統 自動售檢票(AFC) 列車自動監控（ATS）電力監控（SCADA）
1 主監控系統的概念
主監控系統或者稱為綜合監控系統，即Main monitor & control system（MCS），是指通過先進的計算機及網絡技術實現對機電設備、機車運行狀況以及客運組織情況進行全方位監控，是數據處理方式一致、用戶界面統一的綜合信息處理系統。通過對主監控制系統的開發和利用，能夠讓運營管理人員更方便、更有效地控制管理整條線路的各個功能單元。
地鐵/輕軌系統各專業均有各自自成體系的監視、控制系統，大多利用通信網傳輸通道進行組網，分布在地鐵/輕軌沿線上的各系統設備將有關信息傳送至控制中心，如ATS、電力監控、通信傳輸網、程控網、AFC、環控、防災報警等專業系統。
在以往的運營管理中，管理人員要面對多個人機界面，操作、監控不同的控制系統及設備。不同系統用戶界面也不一致，如設備運行狀態、設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備都要熟悉，還要懂得操作，結果給工作人員帶來很大的麻煩。操作形式的不統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度，特別是總調度員，同樣面臨著這樣的困惑。當前，往往采用各專業分別派員，專人執守，出現情況后逐級匯報的形式。
從企業自動化信息管理系統的角度出發，整合多個互不兼容系統、各式各樣的數據形式，實現統一的管理平臺，也是企業自動化信息管理系統面臨的重大問題。主監控系統的提出就是想從根本上解決城軌交通（地鐵、輕軌等）行業中各專業條塊分割，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的管理者們已認識到此問題，并開始了新管理模式的探索，經過實踐驗證和進一步完善后，可望逐步推廣采用。香港地鐵在運營調度管理工作中已初步實施了主監控系統，其技術比較先進，易于操作和管理，在實際應用中收到了很好的成效。
2 主監控系統的組成
主監控系統的最終實現目標是：對城市軌道交通企業內機電設備包括通信、信號、供電、自動售檢票、車輛、防災報警、自動扶梯、電梯、給排水（地鐵還包括環控通風、屏蔽門）等系統設備的運行狀態以及客運營業狀況和相關子系統進行統一的監測與控制，對城軌交通的客流情況進行全方位的監控；將所有的信息資源以一致的方式提供給管理者，最終實現企業決策管理的自動化。
在主監控系統中，每個不同的系統分三級控制，即中央級（控制中心調度員）、地方級（車站控制室值班員）、就地級（各系統的設備管理員）三級控制。控制中心調度員的級別和權限最高，監控范圍最大，車站控制室值班員次之，只能夠監控到本站的設備，而設備管理員只能進行必要的設備維護和服務等。
3 主監控系統如何實施監控
通過軟件開發和數據整合，將不同系統、廠家、設備不同形式的數據（數/模）信息整理并標準化，進入企業管理數據庫之中；以標準化的形式，提供給使用者。管理者通過操作菜單的選擇，可以實現對不同系統的監控的選擇，通過每一個系統的操作界面，可以監測到全線各站系統設備的運行狀態，并對系統設備進行必要的控制。例如在一臺顯示器上，通過點擊鼠標，實現所需畫面的切換，可以有選擇地實施對廣播系統或旅客引導顯示系統或供電系統等系統狀態的監控；也可以通過點擊屏幕按鍵，實現有線及無線電話的呼叫。
系統可實現以下主要功能：
2 注冊管理
系統可注冊不同的用戶，每個用戶在使用系統時需要進行登錄，并輸入相應的密碼，方可進行操作。
2 權限管理
每個用戶在系統內都定義了不同的操作權限，不同權限的操縱人員的操縱范圍和級別是不同的。
2 監視功能
操作人員可以通過計算機屏幕，實時地監視各系統設備的運行狀態。
2 控制功能
操作人員可以通過點擊計算機屏幕上的功能鍵，改變某一設備的工作狀態，完成對所需設備的控制任務，例如實現對某一區域的廣播或改變某一顯示屏的顯示內容。
2 數據備份
系統可按用戶預定的要求對重要數據進行備份，并且可以隨時從數據庫中提取信息。
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
當設備出現故障時，可以實現聲光報警，操作人員通過點擊屏幕的按鍵，確認報警并查找故障內容及其地點，對故障進行處理。
在系統軟件設計上，除了需要滿足數據傳輸速率的要求外，應盡量考慮可移植的、向后兼容性，在系統的容量上留有余地；系統應具有高可靠性、可維護性和可擴展性的特點；從可靠性層面上要求，監視系統的可靠性應高于被監視的各子系統；而可擴展性為今后發展需求提供余地，屆時既有硬件平臺能方便地擴容，其軟件平臺應改動極小或不做變更；方便、迅速的維護性能，是先進高科技系統應該必備的條件。
總之，主監控系統應以通信、ATS、SCADA系統為核心，以AFC、車輛及各機電設備的運轉情況為重要內容，將對設備的監測（設備故障及報警記錄、故障及報警報告打印、設備維修計劃及輸出列表）與城市軌道交通企業的運營狀況（運營費用估算、營運收入、客流量分析、行車計劃等）有機地結合到一起，為全線的運營管理提供服務。
4 采用主監控系統的優越性
主監控系統是傳統集中控制系統的繼承和發展，是一種更加積極的監視和控制系統。它可以提供更有效、直接的人機界面，能使總調等主要管理人員全面監控企業運行狀況，有效提高工作效率，減少調度人員對多個人機界面不適應而造成的誤操作，保證管理人員以最快的速度得知運營中各系統的緊急事件的時間、地點，并通過各子系統的連動和信息交互，為維護搶修提供有力支持，提高了故障搶修效率，縮短因設備故障而影響運營的時間，便于管理者應付突發事件。
實施主監控系統可以為企業的進一步發展及企業信息系統乃至今后的自動化管理系統、輔助決策系統提供技術準備。通過各種統計數據、報表或圖像，便于管理人員找出問題，共商對策，有效地提高企業技術水平和企業管理水平。
5 實施主監控系統的建議
機電工程招標國內外通常均分專業。各專業均獨立招標、自成體系，有各自的監控網絡系統。主監控系統的設計核心是集中監控，即在中心對整個地鐵輕軌的主要系統進行監控。而在各主要系統已有自己監控中心的情況下，要求主監控系統對所有設備進行直接監控，與原有各自分系統監控功能重疊，從管理角度又難以保證兩級操作命令不出現沖突。因此，如果想實現主監控系統的功能，必須在設備招標之前必須完成對主監控系統的范圍和功能的定義，在各系統以后的招標中，保證監控功能不會重復設置。然而在多數的地鐵/輕軌建設中，由于資金、工期及經驗等各方面客觀因素的制約，管理者很難在初期完成監控系統功能的定義，且主監控系統的軟件編制較為復雜，存在一定的工期風險，實現起來所付出的經濟代價較高。因此，筆者建議在實施之初，可以考慮將各系統按運營的實際功能需求劃分，分為幾個功能塊來分別實施監控。例如在實際使用中，可如下實施系統監控：
為了控制中心的行車調度員調度指揮的方便，將ATS、電視監控信息、時鐘信息及大屏幕控制系統綜合在一起。
為了運營管理的需要，將SCADA、廣播、公務電話、專用調度電話、時鐘、旅客引導顯示系統、車輛、AFC等信息綜合在一起。
將防災報警、自動扶梯、電梯、給排水（地鐵還包括環控通風、屏蔽門）等系統信息綜合在一起。
這樣，既降低了系統軟件設計的難度，也降低了對數據傳輸量的要求，提高了數據傳輸速度，使實現更為容易。
主監控系統雖然降低了操作難度，但對調度員和值班員的綜合素質提出了更高要求，要求熟悉多個系統功能的、具備一定管理能力綜合性人才。同時，對網絡的維護人員也提出了較高要求。
隨著我國地鐵/輕軌建設的興起和逐步發展，以及信息科技的快速發展，運營管理的主監控系統一定會隨之得到發展和應用并顯現出其巨大的優越性。