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城市轨道交通企业信息系统集成研究分析城市轨道交通企业的信息化现状、信息系统建设过程中存在的问题，并结合当前城市轨道交通企业信息系统建设的实际情况，提出了一种基于面向服务的体系架构（SOA）理念的信息系统集成方案。
从企业服务总线、工作流平台、移动办公平台、统一身份管理平台、数据平台等 5 个方面进行分析，说明搭建平台的优点，对城市轨道交通企业的信息系统集成具有一定的参考意义。
标签：城市轨道交通；信息系统集成；SOA 理念0 前言城市轨道交通作为城市公共交通的一种重要出行方式，具有集约、环保、高效、节能等优点，是构建资源节约型、环境友好型社会的战略选择[1]。
随着运行线网的不断增加，信息化逐步成为城市轨道交通企业网络化运营的智能保障和数字化管理的重要手段。
如何搭建好统一的信息平台，使既有信息系统和新建系统得到有效集成、简化企业业务协同、构建一体化的运作机制，成为城市轨道交通企业在信息化建设过程中亟待解决的问题。
1 城市轨道交通企业信息化现状和问题分析1.1 信息化现状城市轨道交通企业的信息化建设首先从办公自动化系统起步，然后逐步扩展到新线建设、运营管理、资源开发等业务领域。
信息系统的IT 建设通常按专业进行划分，通过招标的形式进行采购，各个系统较为独立，采用不同的开发语言和软件架构，信息化整体的建设周期较长。
在这种建设模式下，企业就建成了形形色色的各类系统，这种建设模式为将来信息化的整合应用埋下了隐患[2]。
1.2 信息系统建设过程中存在的问题企业长期以来建设的多个信息系统，因缺乏整体规划，造成系统建设零散、系统集成和数据集成的标准不统一、实现互联互通和数据共享较难、维护成本高等问题（表1），无法适应当前企业的数字化管理需求。
同时，城市轨道交通企业内部各直属单位间的信息化建设相对独立，不能从企业的整体业务架构出发，存在系统的重复建设问题。
这些相对独立、架构差异大、接口标准不统一的异构系统，为后期的系统维护和升级改造带来了极大挑战，企业往往要投入大量的资金和人力成本推动系统整合。
城市轨道交通综合监控及系统集成课件第4章 IO接口与数据采集技术.pdf该节介绍了IO接口的基本概念和分类，包括数字IO接口和模拟IO接口。
第二节：IO接口的功能和特点本节介绍IO接口的主要功能和特点，包括输入功能、输出功能、防护功能、通信功能等。
输入功能IO接口具有输入功能，可以接收外部信号并将其传输给系统。
输入功能常用于接收传感器信号和监测外部状态。
输入功能IO接口具有输入功能，可以接收外部信号并将其传输给系统。
输入功能常用于接收传感器信号和监测外部状态。
输出功能IO接口具有输出功能，可以向外部设备发送信号控制其行为。
输出功能常用于控制执行器、显示器等外部设备。
输出功能IO接口具有输出功能，可以向外部设备发送信号控制其行为。
输出功能常用于控制执行器、显示器等外部设备。
输出功能IO接口具有输出功能，可以向外部设备发送信号控制其行为。
输出功能常用于控制执行器、显示器等外部设备。
输出功能IO接口具有输出功能，可以向外部设备发送信号控制其行为。
输出功能常用于控制执行器、显示器等外部设备。
防护功能IO接口具有防护功能，可以保护系统和外部设备不受损害。
防护功能常包括过压保护、过流保护、过热保护等。
防护功能IO接口具有防护功能，可以保护系统和外部设备不受损害。
防护功能常包括过压保护、过流保护、过热保护等。
防护功能IO 接口具有防护功能，可以保护系统和外部设备不受损害。
防护功能常包括过压保护、过流保护、过热保护等。
防护功能IO接口具有防护功能，可以保护系统和外部设备不受损害。
防护功能常包括过压保护、过流保护、过热保护等。
通信功能IO接口具有通信功能，可以与其他设备进行数据交换和传输。
通信功能常用于接入网络、连接外部设备等。
通信功能IO接口具有通信功能，可以与其他设备进行数据交换和传输。
通信功能常用于接入网络、连接外部设备等。
通信功能IO接口具有通信功能，可以与其他设备进行数据交换和传输。
通信功能常用于接入网络、连接外部设备等。
课题1信号继电器概述（共4课时，每周4课时）课题1 信号继电器概述（共4课时，每周4课时）部门名称：教学过程设计信号继电器分类继电器类型繁多，信号继电器种类也不少，可按不同方式分类如下。
1.按动作原理分类，可分为电磁继电器和感应继电器。
电磁继电器是通过继电器线圈中的电流在磁路的气隙（铁心与衔铁之间）中产生电磁力，吸引衔铁，带动接点动作的。
此类继电器数量最多。
感应继电器是利用电流通过线圈产生的交变磁场与另一交变磁场在翼板中所感应的电流相互作用产生电磁力，使翼板转动而动作的。
2.按动作电流分类，可分为直流继电器和交流继电器。
直流继电器是由直流电源供电的，它按所通电流的极性，又可分为无极、偏极和有极继电器。
直流继电器都是电磁继电器。
交流继电器是由交流电源供电的。
它按动作原理，有电磁继电器，也有感应继电器。
整流式继电器虽然用于交流电路中，但它用整流元件将交流电整流为直流电，所以其实质上是直流继电器。
3.按输入量的物理性质分类，可分为电流继电器和电压继电器。
电流继电器反映电流的变化，它的线圈必须串联在所反映的电路中。
该电路中必有所被反映的器件，如电动机绕组、信号灯泡等。
电压继电器反映电压的变化，它的线圈励磁电路单独构成。
4.按动作速度分类，可分为正常动作继电器和缓动继电器。
正常动作继电器衔铁动作时间为0.1s～0.3s。
大部分信号继电器属于此类。
缓动继电器分为缓吸、缓放。
衔铁动作时间超过0.3s。
时间继电器是利用脉冲延时电路或软件设定使之缓吸。
5.按工作可靠程度分类，可分为安全型继电器和非安全型继电器。
小结分析讲授讲授。
轨道交通信息工程案例集课程设计项目概述在我国，随着城市化进程的不断加快，城市人口数量不断增加，城市交通安全和效率问题也日益凸显出来。
轨道交通作为一种高效的城市交通方式，受到越来越多的关注。
在轨道交通信息工程领域，我们需要掌握从传统信号系统到智能信号系统，从传统列车调度到自适应列车调度等一系列技术。
本课程设计旨在通过一系列案例，让学生掌握轨道交通信息工程领域中的关键技术和应用。
项目目标本课程设计的目标是：1.了解轨道交通信息工程的基本概念和应用；2.掌握关键技术，如列车间通信技术、信号系统技术、列车调度技术等；3.探索新型的技术应用，如智能列车调度、自适应列车调度；4.进行案例分析，实践理论知识。
项目内容本课程设计由以下几个模块组成：第一模块：基础知识了解轨道交通信息工程的基本概念和应用，如信号系统、列车调度等。
学生可以通过教材、论文等方式学习相关知识，同时通过课堂讨论、在线答疑等方式解答疑问。
第二模块：关键技术掌握关键技术，如列车间通信技术、信号系统技术、列车调度技术等。
学生可以通过阅读相关文献，参加研讨会、实验室实践等方式深入了解相关技术点，包括信号系统的层次结构、信号系统的安全性要求、列车调度算法等。
第三模块：新技术应用探索新型的技术应用，如智能列车调度、自适应列车调度等。
学生可以通过学术论文、专家讲座等方式介绍其原理和实现方式，同时进行讨论、实践、分析实际案例等方式巩固相关知识点。
第四模块：案例分析针对实际的轨道交通信息工程案例分析，探索其中的问题和解决方案，并对案例进行归纳总结。
案例分析以课程结束后的小组作业为主，也可以通过课程讨论、实践等方式辅助。
项目评价本课程设计针对学生进行评价考核，主要考核以下几个方面：1.课堂表现；2.论文和小组作业；3.实验室实践和考试。
项目贡献本课程设计由以下人员贡献：•课程设计：XXX•教材编写：XXX•教学辅助：XXX结束语本课程设计旨在通过案例分析等方式，让学生掌握轨道交通信息工程领域中的关键技术和应用。
一、教学目标1. 知识目标：（1）使学生掌握系统集成的基本概念、原理和方法；（2）使学生了解系统集成在不同领域的应用和发展趋势；（3）使学生熟悉系统集成相关技术，如网络、数据库、软件等。
2. 能力目标：（1）培养学生分析和解决实际问题的能力；（2）提高学生的团队协作和沟通能力；（3）培养学生的创新意识和实践能力。
3. 素质目标：（1）培养学生严谨的学术态度和求真务实的精神；（2）提高学生的社会责任感和职业道德；（3）培养学生的终身学习能力和自我管理能力。
二、教学内容1. 系统集成概述（1）系统集成的定义、分类和发展历程；（2）系统集成的重要性及意义；（3）系统集成的基本原则和方法。
2. 系统集成技术（1）网络技术：TCP/IP、局域网、广域网等；（2）数据库技术：关系型数据库、非关系型数据库等；（3）软件技术：软件开发方法、软件工程、软件测试等。
3. 系统集成案例（1）系统集成在政府、企业、教育等领域的应用；（2）系统集成项目案例分析与讨论。
三、教学方法1. 讲授法：系统讲解系统集成的基本概念、原理和方法；2. 案例分析法：通过案例分析，使学生了解系统集成在实际项目中的应用；3. 小组讨论法：培养学生团队协作和沟通能力，提高学生分析问题的能力；4. 实践操作法：通过上机实验、课程设计等，使学生掌握系统集成相关技术；5. 互动式教学：鼓励学生提问、讨论，提高学生的参与度和积极性。
四、教学过程1. 导入新课：通过实际案例引入系统集成，激发学生的学习兴趣；2. 讲授知识：系统讲解系统集成的基本概念、原理和方法；3. 案例分析：引导学生分析案例，总结系统集成在各个领域的应用；4. 小组讨论：分组讨论，培养学生团队协作和沟通能力；5. 实践操作：进行上机实验、课程设计等，使学生掌握系统集成相关技术；6. 总结与反思：对所学知识进行总结，反思学习过程，提高学习效果。
五、教学评价1. 课堂表现：考察学生在课堂上的参与度、提问、讨论等；2. 实践操作：评估学生在实验、课程设计等实践环节的表现；3. 案例分析报告：评估学生对案例的分析能力和解决问题的能力；4. 平时作业：检查学生对知识点的掌握程度；5. 期末考试：全面考察学生对本课程知识、技能的掌握情况。
地铁信息系统集成简介地铁是城市轨道交通的一部分，随着社会、经济及科技的高速发展，为了缓解城市交通的紧张状况地铁应运而生。
地铁是在城市中修建的快速，且大量用电力牵引的轨道交通，它的线路通常设在地下隧道内，有的也在城市中心以外的地区从地下转到地面或高架桥上。
地铁与城市其他交通工具相比，具有以下特点：1)地铁是在人口密集区的地下封闭隧道中运行的，而在郊外人口不密集区则是在高架或地面封闭环境中运行的，其占用地面面积较少，能够避免城市地面拥挤，节约城市用地；2)地铁的客运量为4～6万人／小时以上，其运输能力比一般地面交通工具大7～1O倍；3)地铁列车以电力作为动力，对空气污染程度比较小。
而其他的地面交通工具一般采用的是汽油、柴油等，不仅消耗能源，还会造成大量污染。
地铁综合监控系统作为保证地铁正常运行的管理系统具有非常重要的作用，这里提出了主要针对西安地铁2号线的综合监控系统设计方案。
1 地铁综合监控系统地铁综合监控系统集成了地铁各专业自动化系统，它采用统一的计算机硬件和软件平台。
无论是电力监控还是设备监控，无论是行车调度还是通信监控，它们都是建立在一个统一的计算机网络平台上，由统一的软件系统支持。
地铁综合监控系统实现了电力监控系统(SCADA)、环境与设备监控系统(BAS)、火灾自动报警系统(FAS)、屏蔽门(PSD)等系统的集成，实现了信号系统(SIG)、自动售检票系统(AFC)、广播系统(PA)、视频监控系统(CCTV)、乘客信息系统(PIS)和时钟系统(CLK)的互联。
图1为地铁综合监控系统组成框图。
电力监控子系统可实现控制、遥信及信息处理、遥测及数据处理、遥调以及模块操作等功能，而环境与设备监控系统则实现监控、正常显示、故障显示以及运营统计等功能。
2 地铁综合监控系统集成系统集成就是通过结构化的综合布线系统和计算机网络技术，将各个分离的设备(如个人电脑)、功能和信息等集成到相互关联的、统一和协调的系统之中，使资源达到充分共享，实现集中、高效、便利的管理。
综合监控系统从集成的深度来划分，有现场层集成——完全集成(深度集成)、执行层集成——准集成、管理层集成——表层集成(顶层集成)3种集成方案。
1)顶层集成在OCC和车站的监控层将子系统集成。
综合监控系统在管理层面汇集，处理各子系统的数据，实现各子系统间的信息共享、交互及系统联动功能。
这种方案的优点是实现简单，但仍然存在车站级设备及接口种类多、实现联动困难等缺点，这种方案集成度最低。
2)准集成现场采集、驱动设备与执行层之间的通信协议均为系统内部协议，二层设备密不可分，一般综合监控系统不选择在此层面进行集成。
3)深度集成采用统一软件平台将被集成的子系统完全集成在一起。
被集成子系统的中央层、车站监控层和控制层被集成在综合监控平台上，它们的功能都由综合监控软件来实现。
系统应用软件完全统一，数据处理简约、迅速，系统间联动功能种类多、安全、简洁，综合监控系统与各子系统之间配合协调工作，由综合监控系统集成商来完成，减轻了建设方的工程管理工作。
3. 西安地铁2号线综合监控系统集成设计3．1 系统功能综合监控系统(ISCS)是一个高度集成的综合自动化监控系统，其目的主要是通过集成地铁多个主要弱电系统，形成统一的监控层硬件平台和软件平台，从而实现对地铁主要弱电设备的集中监控和管理功能，实现对列车运行情况和客流统计数据的关联监视功能，最终实现相关各系统之间的信息共享和协调互动功能。
通过综合监控系统的统一用户界面，运营管理人员能够更加方便、有效地监控管理整条线路的运作情况。
3．2 系统设计综合监控系统由位于控制中心的中央级综合监控系统和系统仿真测试平台、位于车站的车站级综合监控系统，位于车辆段的车辆段综合监控系统等多个部分组成。
通过全线通信传输网把车站、车辆段与中央的各级综合监控系统连接到一起，从而形成一个有机的整体，3．2．1 系统层次划分综合监控系统的监控对象主要是行车和行车指挥、防灾和安全、乘客服务等相关内容。
为了满足两级制监控和调度指挥的需求，综合监控系统采用两级管理三级控制的分层分布式结构。
两级管理分别是中央级管理和车站级管理，三级控制分别是中央级控制、车站级控制和现场级控制。
综合监控系统的整体层次划分如图3所示。
3．2．2 中央级综合监控系统(CISCS)设计中央级综合监控系统在控制中心设置中央级局域网络，通过全线网络将各车站监控网的监控信息传送到控制中心，并在控制中心与PI-S、AFC、PA、CCTV、CLK、SIG、综合网络管理等系统进行互联，从而实现对多个相关接入系统的集中监控功能。
1)系统组成中央级综合监控系统在控制中心设置中央级局域网络，通过全线的主干网络将各车站监控网的监控信息传送到控制中心，并在控制中心与SIG、AFC、PA、CCTV、PIS、CLK和综合网络管理等系统进行互联，从而实现对多个相关接入系统的集中监控功能。
中央级综合监控系统对全线重要监控对象的状态、性能等数据进行实时的收集与处理，通过各种调度员工作站和综合显示屏以图形、表格和文本的形式显示出来，供调度人员参考和使用，并且可根据一定的逻辑关系自动或由调度员人工向分布在各站点的被监控对象或系统发送模式、程控、点控等相关控制命令，从而实现对全线各弱电系统的集中监控。
2)中央级综合监控系统的接入系统在控制中心，综合监控系统中央级一方面必须实现供电设备、车站机电设备、环境监测、火灾报警、屏蔽门等的主要监控功能，另一方面可按照系统工作模式实现必要的联动功能。
在中央实现的互联系统包括：信号系统(SIG)、自动售检票系统(AFC)、广播系统(PA)、闭路电视监视系统(CCTV)、乘客信息系统(PIS)、综合网络管理系统、时钟系统(CLK)。
3)中央级综合监控系统设备组成在控制中心，中央级综合监控系统的设备由2台实时服务器(冗余配置)、2台历史服务器(冗余配置)、1套RAID5磁盘阵列、1套LTO磁带机、2台带路由功能的工业级以太网交换机(冗余配置)、2套前端处理器(FEP)(冗余配置)、2套在线式后备电源(UPS)、6套调度员工作站(其中环调、电调各1套，行调2套，维调和值班调度各1套)、4套CCTV监视器(其中行调2套，环调和值班调度各1套)、6台事件打印机、1台报表打印机、1台彩色打印机和综合显示屏等组成。
3．2．3 车站级综合监控系统(SISCS)设计车站级综合监控系统通过分布在本站(或车辆段)范围内的站级局域网络，将本站范围内的各有关机电系统(SCADA、BAS、FAS和PSD等)集成在一起，并与站点的PA、CCTV、AFC和PIS等系统互联，使它们能相互协调工作。
其中，车辆段范围内的机电系统只包括SCADA、BAS和FAS，无互联系统。
1)系统组成车站级综合监控系统包括西安市城市快速轨道交通二号线(铁路北客站——韦曲段)工程各车站的车站级综合监控系统，车辆段是作为一个特殊站点考虑，车辆段综合监控系统、控制中心大楼综合监控系统属于站级监控系统的范畴。
在主变电站所集成系统就近接入相邻车站的车站级综合监控系统。
车站级综合监控系统通过分布在本站点范围内的站级局域网络，将本站点范围内的各有关机电系统集成在一起，并与车站PA、CCTV和PIS等系统互联，使它们能相互协调工作。
车站级综合监控系统对本站范围内监控对象的状态、性能等数据进行实时的收集，通过车站操作员工作站以图形、表格和文本的形式显示出来，供车站值班人员参考和使用，并且可根据一定的逻辑关系自动或由调度员人工向分布在本站的被监控对象或系统发送模式、程控、点动控制等相关控制命令。
当车站级综合监控系统工作在正常模式时，车站级的各种状态信息均上传至中央级综合监控系统，控制命令主要由中央级直接下达。
除个别需要车站监控的控制命令外，车站级仅进行设备状态监视，无控制权。
当综合监控系统工作在灾害模式、故障模式及阻塞模式时，控制中心视具体情况下放控制权限，使车站级可以在一定权限范围内对车站设备进行控制。
系统恢复正常工作模式后，车站级以上控制权限应上交或由中央级收回。
2)车站级综合监控系统接入的系统在车站和车辆段，综合监控系统中央级一方面必须实现车站机电设备、环境监测、火灾报警、屏蔽门等的主要监控功能，另一方面可按照系统工作模式实现必要的联动功能。
这些需要在站级的接入系统包括集成系统和互联系统，而前者具有：电力监控系统(SCADA)、环境与设备监控系统(BAS)、火灾自动报警系统(FAS)、屏蔽门(PSD)。
而后者则具有广播系统(PA)、闭路电视系统(CCTV)、乘客信息系统(PIS)、自动售检票系统(AFC)。
3)车站级综合监控系统设备组成车站级综合监控系统在车站设置2台工业级以太网交换机(冗余配置)、2套实时服务器(冗余配置)、2套前端处理器(FEP)(冗余配置)、1台工作站、1台事件打印机、1台报表打印机、1套在线式后备电源(UPS)、1台CCTV监视器和1套车站综合后备盘(IBP)等。
4 综合监控系统的维护管理综合监控系统的维修管理按照定期检修、故障维护和在线检修等模式。
1)定期维护综合监控系统的设备定期维护由维修工作人员根据检修日程安排，定期(如周、月、季、年等)对设备进行维护。
这些维护包括线路检查、设备运行情况检查、计算机设备磁盘清理等。
2)故障维护综合监控系统的设备故障维护由维修工作人员根据维修调度人员或值班人员报告的设备故障信息进行设备更换、线缆更换或现场维修等。
此种维护主要是针对设备突发故障进行的修护操作。
3)在线维护综合监控系统的设备在线维护主要是指软件的维护。
由技术工作人员根据地铁运营的需要进行一些功能调整，或监控对象的变化导致修改综合监控软件。
这些检修一般由软件工程师来完成，但在正常运营期间不能对软件进行修改，由软件测试平台编制并测试通过在非运营段(如夜间)进行下载更新。
另外，综合监控的维修人员可以通过维护管理系统的终端了解设备运行状况，可以查看的设备模块级别的相关信息，通过这些信息进行组织相应的维修。
5 地铁的运营管理模式设备监控与管理系统主要服务于地铁车站及地面控制中心的调度管理部门，因此它与地铁的运营管理模式密不可分。
1)分散管理模式目前国内地铁运营管理普遍采用的是分散管理模式，各管理部门基本独立，互不干涉。
该管理体制与系统各个独立的自动化解决方案是吻合的。
这种管理模式制约了地铁运营管理科学化、现代化的步伐，加大了运营成本和设备投资。
2)集中管理模式国内地铁自动化技术和管理水平的提高，使运营管理理念和运营模式发生了根本的改变。
通过机构重组，地铁运营管理部门开始由分散向着集中管理的发展方向发展，为满足地铁新的管理模式，地铁综合自动化逐步在地铁领域得到推广应用，并且是未来地铁自动化的首选方案。
