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閉路電視(CCTV)監(jiān)控系統(tǒng)主要由攝像機(jī)（包括云臺(tái)）、監(jiān)視器、控制切換設(shè)備和傳輸網(wǎng)絡(luò)等各部分組成，是城市軌道交通實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化調(diào)度和管理的必備設(shè)備。作為調(diào)度員和車站值班員監(jiān)視列車運(yùn)行、掌握客流大小和流向的重要工具，具有運(yùn)營(yíng)調(diào)度圖像輔助指揮和公共安全管理的功能。因此，車站調(diào)度人員和值班員上崗前必須掌握該系統(tǒng)的日常操作。現(xiàn)在，職業(yè)學(xué)院城市軌道交通運(yùn)營(yíng)管理專業(yè)大多采取“校企合作、訂單式培養(yǎng)”的人才培養(yǎng)模式，搭建現(xiàn)實(shí)環(huán)境進(jìn)行實(shí)踐培訓(xùn)易受到場(chǎng)地、設(shè)備及資金的限制。因此，利用計(jì)算機(jī)教學(xué)仿真技術(shù)，通過(guò)軟件模擬現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的功能，可以給學(xué)員提供逼真的工作環(huán)境，迅速地培養(yǎng)學(xué)員的動(dòng)手實(shí)踐能力。

1系統(tǒng)構(gòu)成

根據(jù)城市軌道交通的實(shí)際運(yùn)營(yíng)需要，軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)（ISCS）是集成了多專業(yè)：電力監(jiān)控系統(tǒng)(PSCADA)、環(huán)境和機(jī)電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)(BAS)、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)（FAS）、廣播系統(tǒng)（PA）、乘客信息與導(dǎo)向系統(tǒng)（PIS）和閉路電視系統(tǒng)（CCTV）等專業(yè)。閉路電視監(jiān)控仿真系統(tǒng)如圖1所示。閉路仿真系統(tǒng)由通信單元、仿真攝像機(jī)和仿真展示界面三部分組成。

1.1通信單元閉路電視監(jiān)控仿真系統(tǒng)與CCTV系統(tǒng)的通信接口采用基于TCP/IP的MODBUS協(xié)議。自1970年MODBUS協(xié)議初次，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，便與實(shí)現(xiàn)。在該仿真系統(tǒng)中，閉路電視監(jiān)控仿真系統(tǒng)配置為主機(jī)，CCTV系統(tǒng)配置為從機(jī)。

1.2仿真攝像機(jī)仿真系統(tǒng)利用計(jì)算機(jī)抽象方法設(shè)計(jì)了攝像機(jī)模板。在CCTV系統(tǒng)控制操作攝像機(jī)時(shí)，仿真系統(tǒng)會(huì)事先利用該模板構(gòu)造攝像機(jī)對(duì)象。構(gòu)造出的攝像機(jī)對(duì)象具有水平轉(zhuǎn)動(dòng)、垂直轉(zhuǎn)動(dòng)、變焦、聚焦，以及預(yù)置位操作等功能，這些功能在仿真展示界面上呈現(xiàn)給調(diào)度學(xué)員。

1.3仿真展示界面仿真展示界面模擬了閉路電視大屏的功能，可以選擇為單畫面、四畫面和九畫面顯示。調(diào)度學(xué)員在綜合監(jiān)控系統(tǒng)的CCTV控制界面上做相應(yīng)的操作后，即可在仿真展示界面上看到逼真的操作效果，增強(qiáng)調(diào)度學(xué)員的實(shí)踐學(xué)習(xí)體驗(yàn)。

2工作流程

閉路電視仿真系統(tǒng)工作流程如圖2所示。將閉路電視監(jiān)控仿真系統(tǒng)連接到軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)骨干網(wǎng)上。網(wǎng)絡(luò)連接成功后，通信單元模塊就會(huì)進(jìn)行輪詢報(bào)文，等待綜合監(jiān)控系統(tǒng)下發(fā)控制指令。在輪詢報(bào)文的過(guò)程中，通信單元模塊會(huì)時(shí)刻判斷是否收到控制指令。若否，則繼續(xù)輪詢報(bào)文。當(dāng)調(diào)度學(xué)員在綜合監(jiān)控系統(tǒng)界面操作時(shí)，系統(tǒng)將控制指令組裝一條消息報(bào)文通過(guò)MODBUS協(xié)議傳給閉路電視仿真系統(tǒng)。

通信單元模塊收到控制指令后，閉路電視監(jiān)控仿真系統(tǒng)則會(huì)啟動(dòng)一個(gè)線程，用于解析收到的消息報(bào)文。待報(bào)文解析結(jié)束后，閉路電視監(jiān)控仿真系統(tǒng)會(huì)判斷控制的仿真攝像機(jī)是否已經(jīng)存在。若否，先利用攝像機(jī)模板構(gòu)造出一個(gè)仿真攝像機(jī)。然后，仿真攝像機(jī)接收相應(yīng)指令，并通過(guò)MOD⁃BUS協(xié)議反饋給綜合監(jiān)控系統(tǒng)。最后，通信單元模塊將信息通過(guò)消息總線發(fā)送給仿真展示界面程序，呈現(xiàn)操作結(jié)果，供調(diào)度學(xué)員查看。

3應(yīng)用效果

在實(shí)踐應(yīng)用中，閉路電視監(jiān)控仿真系統(tǒng)與綜合監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接。調(diào)度學(xué)員操作界面如圖3所示，即軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)的CCTV系統(tǒng)界面。閉路電視仿真展示界面如圖4所示。在圖例中，閉路電視仿真系統(tǒng)使用了北京9號(hào)線的數(shù)據(jù)庫(kù)信息，調(diào)度學(xué)員正在旋轉(zhuǎn)控制中心環(huán)調(diào)九畫面的9號(hào)監(jiān)視器，仿真展示界面演示了仿真操作效果。

4結(jié)束語(yǔ)

隨著我國(guó)城市軌道交通行業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)地鐵從業(yè)人員的需求也越來(lái)越大。鑒于地鐵行業(yè)的安全運(yùn)行要求，從業(yè)人員在上崗之前必須要進(jìn)行系統(tǒng)的培訓(xùn)。通過(guò)軟件模擬現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，可以降低場(chǎng)地、設(shè)備等的投入，還可以讓學(xué)員盡快熟悉操作環(huán)境。因而，這是快速培訓(xùn)地鐵從業(yè)人員的有效途徑。

作者：蔡金 單位：重慶市軌道交通(集團(tuán))有限公司