地铁监控系统的研究

论文摘要

地铁监控系统是一个功能庞大的信息系统,同时又是一个多功能、多专业的集成分布式系统,它为地铁交通提供了信息共享平台,是一个将地铁沿线车站和相关建筑内的环控、低压、照明、给排水、屏蔽门等设备,以集中监控和科学管理为目的而构成的综合自动化监控系统。地铁自动化监控系统主要基于以下几个应用特点,地理分散,集中监控;处理规模大,事件驱动;大量的与第三方子系统或者设备进行信息集成,在同一平台上实现相互协调和信息共享。因此在软件开发和总体框架的实践中,要着重解决几个关键技术问题:接口通信框架,软件体系结构,实时数据库和系统数据流。我们根据郑州地铁一号线规划与要求,提出了基于中间件技术的分层分布式综合监控系统结构,首次采用西门子的大型SCADA系统——PVSS软件系统,利用它的分布式节点架构,灵活的扩展,模块化的部署,行业库继承机制和项目订制与开发等特性,大大提高了系统的实时性能和可靠性。本文围绕地铁综合监控系统这一主题,通过对软件、硬件的选择、配置实现了地铁交通的监控。首先分析地铁监控系统的基本功能,描述了地铁系统的所有监控子系统,总结了监控系统的主要功能需求,详细分析了监控系统的特点,并根据以上需求和特点提出了系统的控制模式,分析了系统的控制规模。其次描述地铁综合监控系统的集成方式,按照地铁控制的具体需求,确定应用系统的软硬件和网络体系。然后描述了地铁综合监控系统的软件构架,对软件系统的分布和访问模式以及数据库等内容进行详细的描述,并对地铁监控系统组态软件PVSS进行了详细的介绍。最后根据郑州地铁建设情况,详细分析了环境与设备监控系统(BAS系统)和地铁屏蔽门系统(PSD系统)的系统结构、硬件组成和通过PVSS系统软件来实现监控功能。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 地铁监控系统的发展和现状
• 1.1.1 地铁监控技术发展历程
• 1.1.1.1 人工为主的监管系统
• 1.1.1.2 分立自动化系统
• 1.1.1.3 综合监控系统
• 1.1.2 国内外地铁监控系统发展现状
• 1.1.3 地铁监控系统发展前景
• 1.2 课题研究的目的和意义
• 1.3 本文主要的工作和创新点
• 1.4 本章小结
• 2 地铁监控系统的功能和原理
• 2.1 地铁监控系统的基本功能
• 2.2 地铁车站监控系统的主要功能需求
• 2.2.1 电力监控系统（PSCADA）功能
• 2.2.2 防灾自动报警系统（FAS）功能
• 2.2.3 环境监控系统（BAS）功能
• 2.2.4 列车自动监控系统（ATS）功能
• 2.2.5 屏蔽门系统（PSD）功能
• 2.2.6 其他系统功能
• 2.3 地铁监控系统的特点
• 2.4 地铁监控系统的控制模式
• 2.5 地铁监控的规模
• 2.6 本章小结
• 3 地铁监控系统构成方案设计
• 3.1 系统集成方式
• 3.1.1 子系统接入方式
• 3.1.2 系统横向集成方式
• 3.1.3 系统纵向集成方式
• 3.2 系统总体构架
• 3.3 系统硬件平台构成
• 3.3.1 中央监控系统
• 3.3.2 车站监控系统
• 3.3.3 主控骨干网
• 3.3.4 车辆段监控系统
• 3.4 接口方案设计
• 3.5 地铁综合监控系统的扩展
• 3.6 本章小结
• 4 地铁监控系统的软件系统
• 4.1 软件系统介绍
• 4.1.1 软件系统的分布
• 4.1.2 软件系统的模式
• 4.1.3 软件系统的数据库
• 4.2 PVSS 监控软件介绍
• 4.2.1 PVSS 通用性介绍
• 4.2.1.1 系统概述
• 4.2.1.2 PVSS 软件描述
• 4.2.2 PVSS 基本功能
• 4.2.2.1 PVSS 管理器概念
• 4.2.2.2 PVSS 通讯协议标准
• 4.3 PVSS 监控软件在地铁监控系统中应用
• 4.4 本章小结
• 5 车站 BAS 系统和地铁屏蔽门（PSD）系统的设计
• 5.1 BAS 系统的设计
• 5.1.1 BAS 系统的构成
• 5.1.1.1 隧道通风系统
• 5.1.1.2 车站空调通风系统
• 5.1.1.3 车站BAS 其它系统
• 5.1.2 BAS 系统的硬件组成
• 5.1.2.1 BAS 系统的总体架构
• 5.1.2.2 车站BAS 系统的产品配置
• 5.1.3 BAS 系统的功能实现
• 5.1.3.1 车站BAS 工作站的软件组态
• 5.1.3.2 BAS 实现的功能
• 5.2 地铁屏蔽门（PSD）控制系统设计
• 5.2.1 地铁屏蔽门系统（PSD）控制方案和功能要求
• 5.2.1.1 系统控制方案
• 5.2.1.2 系统功能要求
• 5.2.2 地铁屏蔽门系统（PSD）系统硬件组成
• 5.2.2.1 控制和驱动装置（DCU）
• 5.2.2.2 S7-400H 冗余控制系统
• 5.2.2.3 端头控制盒（PSL）
• 5.2.2.4 远方操作报警盘（PSA）
• 5.2.3 功能实现
• 5.3 本章小结
• 6 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文