摘要：本文从行车安全保障信息系统的建立、地铁安全保障系统的关键技术来对地铁行车安全进行简单的分析。
关键词：地铁；安全；行车；
一、行车安全保障信息系统的建立
（1）行车安全保障信息系统建立的必要性及现状
城市轨道交通行车控制和运营管理，虽然由各种各样的系统组成，但从整个系统的稳定与协调来看，总可归结为人、机、环三方面相互作用的系统，而且这3 个方面很难截然分开，所以要保证城市轨道交通行车安全，就要实现人、机、环的全面协调。对于人的错误，特别是运营人员的错误造成的事故，可以通过加强培训和教育，分析事故原因，提高管理和操作水平来克服；对于技术装备故障造成的事故，可采取预测和隔离等预防措施来解决；对于环境，尤其是自然灾害造成的事故，可加强监测，建立安全防灾系统，做到灾前准确预报并采取防范措施。可以看出，“ 机” 和“ 环” 都可通过加强监控来保障安全运行。故此，笔者提出行车安全保障信息系统，就是要建立高度信息化的计算机网络系统，以针对“机” 和“ 环” 实施全面、准确、实时的安全监控，并可在异常情况下实施设备维修和紧急救援。为了给乘客创造安全可靠的乘车环境，我国北京、上海、广州、深圳等都有不同程度的安全保障措施。从软件来说，制定了应急预案，可在突发事件时立即启动；从硬件设施来说，目前城市轨道交通系统各专业均有自成体系的监视、控制系统，如FAS（Fire Alarm System，防灾报警系统）、ATC（AutomaticTrain Control，列车自动控制系统）、SCADA（SupervisorControl And Data Acquisition，电力监控系统）、BAS（Building AutomationSystem，环境监测系统）等，它们分布在城市轨道交通沿线，利用通信网传输通道进行组网，将有关信息送至控制中心。迄今为止，各系统之间基本没有或只有简单的接口关系，不能实现相互的协调，基本上处于各自为政的局面。当发生事故时，有大批报警事件涌入控制中心，管理人员要面对多个人机界面，操作、监控不同的控制系统及设备，在短时间内难以做出完全正确的判断并进行处理。
（2）综合调度指挥中心的先期建立
建立综合调度指挥中心是研究安全保障系统的前提，城市轨道交通运输体系的综合性和复杂性要求对各个子系统进行统一管理和控制，可以说，各子系统实现综合协调运行是实现安全的基础条件。为此，必须建立一个集监测、控制和管理为一体的大型综合自动化系统，即“ 城市轨道交通综合调度指挥中心”。该中心集行车指挥、设备和能源调度、安全监控于一体，是决策指挥机构。它围绕行车安全这一中心任务，利用通讯技术、计算机网络等技术，把地域上分散的各个设备和环境监测点，连同与行车安全直接相关的作业和现场，以及各部门的各级管理决策层连接起来，实现车-地之间双向通畅快捷的安全信息流通和大范围的安全信息共享。若有灾害发生，有关行车安全和设备状态的大量信息会传送到综合调度指挥中心，由调度人员对列车运行、临时限速进行管理，并经维修、设备管理、电力调度等调度台，保证列车、变电所、维修基地、救援单位等按规程开展工作，以保证旅客和设备的安全。综合调度中心在域外已有类似系统，尤其是一些大型信号公司，已在实现轨道交通调度综合化发展方面积累了许多成熟的经验，可以为人们所借鉴。香港KCRC 铁路上运用的TMS（Train Management Systems，列车管理系统）包含了列车监控系统、旅客向导系统、SCADA 系统和无线列调系统，并在此系统中实现了系统信息和维护信息的共享。法国的ALSTOM 公司现也正在进一步开发新型的适用于城市轨道交通的列车综合管理系统，此系统将涵盖ATS（Automatic Train Supervision），旅客向导系统、通讯监控系统等，预计近年内完成并推向市场。另外，在自动化程度较高的日本新干线，其运行管理系统不仅将旅客向导、SCADA 系统纳入其中，而且还包括快速地震监测报警系统、环境监控系统（测量隧道水位、风速监测）、通信信号监控，并同列车无线电话系统接口。同时，新干线运行管理系统可将列车信息通知车辆基地，以利于列车车辆的维护。在国内，20 世纪90 年代也开始进行综合监控系统的初步研究。
（3）城市轨道交通行车安全保障信息系统的构成城市轨道交通行车安全保障是综合调度指挥的子系统，该系统主要包括：行车安全监测系统，设备检修质量保证系统（动车和动车组、牵引供电、通信信号系统等），安全监测计算机网络系统。
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1、环境监测与报警系统、列车主计算机、设备设施检测系统负责对环境、列车、设备进行监测，是行车安全监测系统的子系统；
2、应急救援系统是事故处理的决策中心，能够判断事故的严重程度，进行救援设施的选择和调派，并把城市的消防车、救护车、公安等纳入其系统；
3、综合维修基地和车辆维修基地是设备检修质量保证系统的组成部分，作为轨道交通行业内部的安全后备，承担灾害（事故）时的处理工作；
4、安全监测计算机网络为这些子系统间通信提供流畅的信息通道。
二、地铁安全保障系统的关键技术
地铁安全保障系统中防灾的功能非常重要，因此本系统软件的重点是实现对设备和环境的自动实时监测和运行管理。这是确保行车安全的有效途径。每个子系统软件主要由数据采集与监测子系统、检测数据库管理子系统、智能故障诊断（IFD）专家系统等三部分组成，由于通过网络同时实现多项监测，为了保证运行状态实时巡回检测与故障诊断同时进行，故障诊断分两级进行：
1、监测计算机进行实时在线故障检测。现场数据采集器将实时检测的数据或故障信号通过通讯网络传送给监测计算机，在屏幕上动态显示各设备运行状态，并将检测信号与主要运行数据同时存入服务器中的检测管理数据库与动态综合数据库。
2、管理计算机可同步进行故障诊断分析。管理计算机从服务器的数据库中读出检测数据，IFD
专家系统根据检测数据及设备运行知识库，由推理机进行故障诊断及故障原因分析，提出故障处理策略。
（1）数据采集与监测系统
系统主要功能有：巡回检测各设备的运行方式、工作状态等信号，并在屏幕上实时显示；检测环境监测点的数据；根据检测信号及数据进行故障自动检测判断；故障声光报警；故障时间、类型确认；将检测数据直接写入管理数据库与综合数据库。在日常管理中，系统通过网络依次对设备巡回检测，并实时进行故障自动监测，定性地显示所有设备运行状态。当某处发生故障时，自动切换到局部检测画面，此时将详细显示所有监测信号的状态，以及故障类型、原因及其结果，同时对其它设备监测的巡检继续进行。
（2）检测数据库管理系统
本系统与普通数据库主要不同点在于大部分数据为实测数据，并由监测系统将检测数据自动写入。为便于管理计算机随时使用，数据库文件存入服务器中，监测计算机与管理计算机作为客户机登录，对服务器的文件实现数据共享。数据库管理系统可对检测数据库及人员设备资料库进行查询、阅览、生成报表、打印输出。
（3）智能故障诊断专家系统
由于地铁故障率较低，一般不易收集到大量故障数据，不适于采用基于大样本的故障概率统计方法，应采用模糊推理方法，如专家确定法、“客观”尺度法、模糊统计法、对比排序法等。
总结语
地铁系统和其他城市轨道交通地下结构的安全保障是一个涉及多学科、多领域的复杂问题，在确定具体解决方案时，往往会受到一些客观条件的限制，难以实现理想的安全保障水平，特别是对当前频发的恐怖破坏活动，还难以进行预测和完善。但相信，随着行车人员经验和教训的逐步积累，科技水平的不断提高，今后将会制订出更为规范、完善的地铁行车安全保障系统。
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论文作者:邓泽
论文发表刊物:《基层建设》2017年4期
论文发表时间:2017/5/25
标签：系统论文; 行车论文; 安全保障论文; 设备论文; 轨道交通论文; 故障论文; 数据论文; 《基层建设》2017年4期论文;