天然气管线SCADA系统应用范文合集

第一篇：天然气管线SCADA系统应用

特点： 流量计量、气体组份分析、可燃气体监测、站场设备的监视和控制、数据上传等 原天然气管道建设工程设站控系统对长岭首站、松原分输站、电厂末站进行监控。仪表自控专业的设计内容为长岭首站、松原分输站天然气外输装置的检测仪表及监控系统，包括流量计量、气体组份分析、可燃气体监测、站场设备的监视和控制、数据上传等，都是通过GE PACSystems RX3i加以实现的。

长岭—松原天然气管道建设工程采用站控系统，对长岭首站和松原分输站、电厂支线末站、大化肥末站的工艺设施进行监控，站控系统与已建的销售公司调度中心进行数据通讯，本工程的自控水平将达到调度中心远程监视、站控系统本地监控的水平。

长松管线SCADA系统由GE的PLC、操作员工作站、打印机、路由器、交换机和不间断电源（UPS）等设备组成，主要完成站场内数据采集、监视、控制和流量计算等功能，并向调度中心传送实时数据，接受调度中心下达的任务。

操作员工作站采用性能稳定的DELL计算机，站场安装的MMI软件采用的是中油龙慧公司研发的Epipeview2.0软件，PLC系统采用GE公司的产品，路由器采用Cisco-2821路由器.操作员工作站、PLC、路由器、打印机通过交换机连接成局域网。操作员工作站也通过PLC交换数据。

系统解决方案和实施

1.系统结构

本工程控制系统采用三级监控结构：

一级为销售公司调度中心：销售公司调度中心以通讯方式对首站和分输站进行监视；

二级为站控系统：在正常情况下，由站控制系统完成对现场设备的自动监控；

三级为现场操作：当站控系统出现故障或检修时在现场进行设备操作。

2.站控系统

站控系统主要由控制站、操作员工作站、数据通信接口等构成。过程控制单元采用可靠性高的远程终端单元(RTU)，作为人机接口的操作员工作站采用微型计算机。通讯方面，配置与现场智能设备相连的通讯接口单元，采用标准的ModBus RTU协议，RS-485接口，通讯速率9600bps。设置以太网通讯接口模块，通过光纤将数据上传至调度中心。同时站场还设有独立的流量计算机，流量计算机与站控系统通讯，获取天然气组份值，流量计算机根据差压、压力、温度和天然气组份计算标况流量、天然气密度、热值等数据，并将计算数据上传给站控系统，对分输流量进行计算、归档存储，该系统采用单总线方式，使用LD语言应用程序实现编程要求，扫描时间可以达到30ms左右。

在该项目中，上位机与下位机（PLC）之间通讯是标准的Modbus TCPIP协议，现场设备状态和数据分俩种方式上传到PLC.一种是通过硬线的方式直接上传到PLC模块,中间通过信号防雷击端子、电源防雷击端子等进行保护；另一种，像流量计算机、气体组分分析装置的数据采集，工程统一定义通讯接口为RS485，使用GE IC695CMM004型号的通讯模块，把现场串口设备转换为以太网，上传到通信模块，通过上位机直接采集数据。

用途： 天然气管线SCADA系统

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第二篇：无线通信SCADA系统的实现与应用论文

SCADA系统的特点

SCADA（Supervisory Control and Data Acquisition）系统即监视控制与数据采集系统，是以计算机为基础的监测控制与调度管理自动化系统，能实现远程数据采集、设备控制、测量、参数调节以及信号报警等各项功能，可广泛应用于电力、水利、石油、化工、环保和市政等众多领域，电子通信论文《无线通信SCADA系统的实现与应用》。

SCADA系统一般采用分散式测控、集中式管理的方式，整个系统由监控中心、若干个分散的远程测控终端RTU（Remote Terminal Unit）和通信介质三部分组成。监控中心又称主站，是SCADA系统的核心，负责控制管理整个系统的运行；RTU又称外围站点，是采用微处理器或DSP的可独立运行的智能测控模块，完成各种远端现场数据的采集与处理、现场执行机构的控制以及与远程控制中心的通信，具有易扩展性和易维护性特点；通信介质根据实际需求和应用对象的不同多种实现方式，下面稍作分析。通信介质的选取

数据传输介质分为有线和无线两类。有线传输方式如：电力线载波、RS-485现场总线和PSTN公用电话网等。无线传输方式如：VHF/UHF无线电台、ISM扩频电台、GSM移动电话网以及卫星通信网等。每种方法各种其特点。

电力线载波利用现有的供电线路不需另铺专用通信线路，但电力线固有干扰较大，且载波信号只能在一个配电变压器区域内传送，通信跟踪较短；RS-485现场总线具有通信效率高、可靠性好等优点，但用于大容量系统时铺设专用线路工程造价太高。PSTN公用电话网和GSM移动电话网的初期投入费用少，无盲区覆盖，但日积月累的运营费用极高；ISM（工业科学医疗用途）频段的扩频电台（2.4GHz）及微波（4GHz以上）可用于远距离、高性能传输，但价格昂贵。

第三篇：供水调度SCADA系统

供水调度SCADA系统概述

SCADA是英文Supervisory Control and Data Acquistion的缩写，意即“监视控制和数据采集系统”，该系统被广泛应用于供水、供电、燃气、油田等行业，主要功能是完成数据的采集控制和远程传输。本公司在1994年建立了供水调度SCADA系统，多年来在保障安全可靠供水、协调合理调度、保证公司利益等多方面发挥了重要的作用。

目前SCADA系统中采用的数据通信可简单分为有线和无线两大类，其中有线通信主要包括架设光缆、电缆或租用电信电话线、X.25、DDN、ADSL等，而无线则包括超短波通信、扩频通信、卫星通信、GSM 短信/GPRS通信等。在供水行业，由于各管网监控点分布范围广、数量多、距离远、个别点还地处偏僻，因此架设光缆、铺设电缆难度大、不切合实际，向电信部门租用专用电话线又要申请很多电话线，而且有些监控点线路难以到达，况且采用电话线路时需要等待漫长的电话拨号过程，速度慢，运营成本较高，总之SCADA系统采用有线通信方式建设周期长、工作难度大、运行费用高，不便于大规模使用；与之相比，无线通信方式则显得非常灵活，它具有投资较少、建设周期短、运行维护简单、性价比高等优点。在SCADA系统中，无线通信方式主要包括：超短波(230MHZ)无线数传、扩频（2.4G、5.8G）、卫星通信、GSM数字蜂窝通信系统等，其中卫星通信由于通信费用昂贵，只在一些特殊的领域下使用，未得以普及；而扩频通信技术虽然速率高，但只能在视距范围内传输，应用也受到限制。因此目前国内SCADA系统较普遍采用 230MHZ频段的数传电台作为传输信道。

采用超短波数传电台作为传输信道的是组网灵活、扩展容易、维修方便、运行费用低等优点，但由于系统工作于230MHZ且多采用普通间接调制的数传电台，这就造成系统易受外界干扰、通信速率低、误码率高、数据传送量不大、信号覆盖范围小等先天不足，这在本公司第二水厂生产数据上传到公司调度室时得到验证，目前已改为DDN专线传输方式。随着城市现代化、工业化进程的发展，传统的超短波通信方式正面临着越来越大的挑战，而GSM网络经过移动通信部门的多年建设，覆盖范围不断扩大，已成为成熟、稳定、可靠的通信网络，特别是近年来推出的短消息(SMS)、GPRS等新业务，这使得SCADA系统采用GSM网络来进行数据传输成为可能。GPRS技术的应用及分析

应用GSM网络进行数据传输从理论分析和实际应用都是切实可行的。就目前移动通信部

门提供的服务而言，可分为两种方式：①短消息（SMS），通过拨打终端号码而获取数据资料短消息；②GPRS技术，核心是通过IP转换技术进行数据传输。相比较下，采用GPRS技术更具优点和前瞻性，符合未来的通信发展方向。下面就以GPRS技术为例作说明：

2.1 GPRS原理及技术特点

GPRS是通用分组无线业务general packet radio service的英文简称，是在现有GSM系统基础上发展出来的一种新的网络业务。GPRS采用分组交换技术，每个用户可同时占用多个无线信道，同一个无线信道又可以由多个用户共享，实现资源有效的利用，从而实现高速率数据传输。GPRS支持基于标准数据通信协议的应用，可以实现与IP网、X.25网互联互通。GPRS具有全双工运作，间隙收发，永远在线，只有在收发数据才占用系统资源，计费方式以数据传输量为准等特点，由于GPRS的核心层采用IP技术，底层可使用多种传输技术，这使得它较易实现端到端的、广域的无线IP连接，以实现某种特定功能。

具备GPRS功能的移动电话或终端通过无线方式与GSM基站进行通信，随即登陆上GSM网络，但与电路交换式数据呼叫不同，GPRS分组是从基站发送到GPRS服务支持节点(SGSN)，而不是通过移动交换中心(MSC)连接到语音网络上。SGSN与GPRS网关支持节点(GGSN)进行通信；GGSN对分组数据进行相应的处理，再发送到目的网络，如因特网或X.25网络。

来自因特网标识有移动电话或终端地址的IP包，由GGSN接收，再转发到SGSN，继而传送到指定的移动电话或终端上。

2.2 利用GPRS来实现数据传输

基于GPRS技术的SCADA系统是以GSM为网络平台，充分利用了GPRS的技术特点和优势，实现高速、永远在线、透明数据传输的数据通信网络系统。

2.2.1基本工作原理：

在GPRS模块上实现TCP/IP协议，在应用程序端安装数据中心软件，数据中心拥有固定的IP地址(或域名)，GPRS模块登陆上GSM网络后，自动连接到数据中心，向数据中心报告其IP地址，并保持和维护链路的连接，GPRS模块监测链路的连接情况，一旦发生异常，GPRS模块自动重新建立链路，数据中心和GPRS模块之间就可以通过IP地址用TCP/IP协议进行双向通信，实现透明的、可靠的数据传输。

2.2.2数据通信过程如下：

1）现场监控点通过数据采集模块将数据存储到内存，当接收到命令数据时，通过接口电路，将带时间标签的数据发送到已登陆网络并具有IP地址的GPRS模块，后通过数据编码并有指向地

发送到GSM网络。

2）数据经GSM网络空中接口功能模块同时对数据进行解码处理，转换成在公网数据传送的格式，最终传送到公网中用户服务器IP地址。

3）服务器接受到数据后，通过公司内部网将数据传送到SCADA系统，后通过系统软件对数据进行还原显示，同时将数据存储到数据库中。

2.3系统应用GPRS技术的优势

1）信号覆盖范围广

GSM网络经过多年的建设，目前网络信号可说是无孔不入，基本不存在盲区，理论上只要有信号的地方，就可以实现SCADA监控，与之相比的超短波则只有方圆三十多公里（具体视乎当地环境）。

2）数据传送速率高

GPRS网络传送速率理论上可达171.2Kbps，实际应用时可能会偏低些，而目前一般的超短波数传电台传送速率多为2.4Kbps或更低。

3）通信质量可靠，误码率低

利用GSM成熟网络，数据传送的可靠性和稳定性得到有力的保证，同时随着其业务的发展，相信其在质量上会做得更好。

4）建设周期短

利用现有GSM网络，我们只需安装好设备就可以，不用考虑其它因素，采用超短波通讯时要充分考虑现场和附近环境，同时其附属设备要跟得上。

5）安装调试简单方便

利用现有成熟GSM网络，系统投入运行时基本不需要调试（只要技术可行，网络畅通），而且安装简捷。采用超短波通讯时安装调试工作量大，要有选择地选址，测试现场信号，架设天线铁架，调试天线角度方向等诸多工作。

2.4 系统应用GPRS技术的不足

1）对移动通信部门有依赖性

因为系统建设运行需借助GSM网络，这就造成我们SCADA系统的数据通信受到移动通信部门的制约，须说目前GSM网络发展的比较成熟，但有时亦存在网络繁忙堵塞或意想不到的事情发生，这会对系统数据造成中断，影响系统的数据分析处理。而采用超短波通讯组建自身网络系统，当系统发生故障时，可利用自身技术力量对网络进行修复而不需借助第三方，在工作中处于

主动。

2）运行成本相对较高

鉴于目前资费标准，该系统的运营成本在端站数量较少时略微偏高。

2.5 系统运营成本分析

构成系统运行成本主要有两方面（参考本地资费）：①系统服务器端的静态IP地址租用费。该项目目前资费较高，约占总运行成本的95%；②系统数据流量费用。收费标准目前有包月制和按数据量两种收费方式，按流量计算0.03元/kBytes，而包月制20元/月有1024 kBytes流量，该费用取决于流量的多少。相信随着技术的升级，业务应用的普及，其资费标准会逐步降低。

3结束语

该系统目前已投入运行阶段，运行效果良好，数据发送接受稳定快速可靠，完全能满足实际工作要求，是SCADA系统较理想的组网选择，相信随着时代的发展，科技的进步，数据通信业务的高速发展，无线IP通信技术业务变得越渐成熟,会越显优势，会得到广泛的普及和应用。

摘自《中国水星》

第四篇：油田SCADA系统无线通信系统方案设计

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油 田名

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摘要 全 性、、一

八 系统 无 线通 信 系 统 方 案 设计

琳依 余

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地 势 变化 尽 管 不 算 陡 峭的 可视 通 信

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建设一 个 完善 的

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应在

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建设与 油 田 整 体 建 设 相 适 应

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系统安全运、扩频 系 统 作 为 工 业 生 产 过 程 自动 化 控 制

管 理 的完 整解 决 方 案 力、采用数传 电台网、, 在确保、行的同时 点 , , 具有 投人小、见效快 , 应 用 简单 等优 , , 广 泛 应用 于 油 田、、化工。、电

数 据带宽 经 济。

适宜 , 是 油 田 通 信 系统 的 首选

尽管投人小

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解决方 案

见效快 稳定 , 采用

有线组网 , 系统 作 为

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高效 运 行 的 基 础 支 撑

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也 不 失 为 一 种 良好 的 选 择

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通 信软 件设计等

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无线局

最 高带 宽 可 达

是近几年 在 , 协议基础上 发 展

对 于大型油 田

如 中控 室 与 企 系统 和、选择合理、经 济 的通 信 方 案 , 起 来 的无 线 通 信 解 决 方 案 系统 , 能 很 好 地 实 现 几 个 数 据 中心

根 据 油 田 工 业 生 产 具体 应 用 需 求

为 了选择合 在 充 分考 虑

业 等

系统、中控 室 与 中控 室 ,。

中控 室 与 计 量 站

理、经济 的 通信 方 案 , , 必须 因地制宜 , , 之 何 的 大 容量 数据 传 输

满足 , 资金 投 人 可 能性 的前 提 下

境 和 气候 条 件

要 因素。

高 度重视 油 田 所处 的环

系统 对 数 据 共 享 的 需 要

而单纯采用有线 网

这 将是影 响 通 信 系统设 计 选 型 的重

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须 在 线路

相对复杂 大 , , 卫 星通 信 网、, 不仅 建设周期 长 , 而且必

设 备上 投入 大量 的 资金

另 外 系统 技 术。

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首先 , 目前 我 国大 陆 骨 干 油 田 大 部 分 处 在 高 纬 , 对 使用 过 程 中 的 维 护 要求 和 投 人 相 对 加

系 统应 用 , , 度地 区

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而且昼夜温差很 大

卷第期

所以 , 以 建设一个 完善 的油 气 田 地 面工 程 第机建 电信

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第五篇：沙特地铁SCADA系统介绍

沙特轻轨SCADA系统介绍

张彬（中铁第一勘察设计院集团有限公司通号处）

摘要：随着我国铁路技术的发展，施工技术逐渐成熟，涉外的铁路工程也逐渐增多。沙特地铁就是一条由中国铁建参与施工的一条涉外铁路项目。SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系统是数据采集与监视控制系统的简称。本文介绍沙特地铁SCADA系统的组成方案，从系统的功能结构方面论述了地铁SCADA的作用，为国内地铁SCADA的建设提出了一些建议。

关键字：沙特轻轨；SCADA系统；

Abstract: This paper introduces the Saudi subway SCADA system composition.From the system function structure, discusses the subway SCADA for domestic subway SCADA and puts forward some suggestion.Key words: Saudi subway;SCADA system;Suggestion 1、项目介绍

麦加轻轨铁路位于沙特阿拉伯王国麦加市。麦加是世界伊斯兰教的圣地，每年有来自全世界的大约几百万穆斯林来此进行朝觐活动。麦加轻轨工程全长18.25公里，它是一条用于缓解每年数百万穆斯林在麦加朝觐期间交通压力的轨道交通工程。线路的两个端点为麦加禁寺和阿拉法特山，途经米纳、穆茨达里法。、沙特地铁SCADA系统组成介绍

沙特轻轨的SCADA系统构成由两部分组成，一部分是电源监控系统、一部分是车站设备监控。

电源系统的作用是通过SCADA显示实时现场信息状态，以确保主要设备的安全。具有报警处理和监控、设备控制、配置和管理、管理报告等功能。电源系统主要由高压电压、牵引电源、应急切断、低压电源等分系统组成。

高压电压：监控和数据采集系统监视和控制高压（HV）电源，包括高压专用网络（13,8kV或20kV）、来自沙特电力公司的高压变电所110kV/13,8kV或110kV/20kV、高压/低压变电所13,8Kv/380V/220V或20kV/380V/220V 60Hz等。

牵引电源：交通管理部门通过牵引电源向架空线路供电（接触网）。

电源应急切断：电源应急切断（ECO）功能设置在CCR、车站控制室、牵引变电所以及司炉台。这一功能在可视操作面板上看到。SCADA显示有效ECO的详细定位信息。

低压电源：低压电源设备包括E&M系统（升降机、自动扶梯、铁丝网门和入口门），消防系统、HVAC、收费设备、语言检查系统、车站照明、车站电源、入口门、闭路电视系统、扬声器和模拟显示屏、电话和内部通信。由OCC（运行控制中心）通过SCADA来监控低压电源网络的状态。

车站可编程逻辑控制器（PLC）：PLC可以和车站的固定设备通信。车站PLC同时向运行控制中心的SCADA和车站SCADA同时发送设备状态。

电源监控系统功能结构如下：

图1：电源系统功能结

车站设备监控大致由机电设备、采暖、通风、空调、照明、门禁、自动收费、通信系统、闭路电视、时钟、消防系统等分系统组成。

机电设备、采暖、通风、空调和照明：由运行控制中心的SCADA来监控所有机电设备、采暖、通风与空调设备。每一车站的PLC被连接到物理设备以便在发送到OCC（运行控制中心）之前来阅读其状态数据。SCADA可以处理故障的时序，并将其传送到数据库。门禁：通过进入控制系统服务器将报警发送到车站控制室的SCADA，并通过多功能服务网（MSN）络发送到OCC的SCADA。要打开一个特殊的门，须经运行控制中心或车站相关人员的批准。SCADA可以遥控打开入口门。

自动收费：车站的每一层都有售票机、票价控制室和车站中央单元。中间层必须有售票机、便携式查票机和SCADA。为了管理紧急情况，SCADA监督和控制所有车站收费系统，并且能够获得所有自动售检票设备的完整状态记录。此外，SCADA还连接自动售检票系统和闭路电视，这样操作员就能够掌握系统的全局情况。

电话、内部通信、公共广播及无线通信：SCADA监控所有电话、公共场合的内部通信、公共广播和无线电设备，并检查其状态。紧急呼叫在呼叫地产生一个报警和与最近摄像机的自动交换，这样就能够对事故进行较好的评定。

闭路电视：SCADA监控所有闭路电视设备，并检查它们的状态（硬盘上的可用空间、相机状态和编码器的状态等）。它还应该能够使运行控制中心操作员远程控制沿线路和车站的闭路电视摄像机，并且能够使车站控制室的操作员看到出现的问题以便确保交通的监控和协助控制圣地朝拜者、车辆和设备的安全。

时钟系统：SCADA可以检测到运行控制中心的主时钟和车站及区段中的辅助时钟之间的故障。SCADA周期性地使其时间与主时间同步，然后将此时间广播给没有与主时钟直接同步的所有设备。

消防系统：SCADA与车站控制室、运行控制中心和区段的保密室进行连接。及时发送火警报警信息保护控制室、运行中心级区段的安全。

运行控制中心子系统和线路系统直接的接口和运行控制中心子系统间的内部接口如下图：

图2：接口布局

3、分析与总结

国内地铁SCADA主要是指PSCADA系统，也就是电力监控。而设备监控，国内称为综合监视系统（ISCS）。而国内PSCADA和ICSC有的设计是集成的关系，有的设计是互联关系。以重庆地铁六号线设计为例，ISCS与PSCADA分界为：ISCS负责到变电所控制信号盘对通信接口的光/电缆（含接头）购置、安装和敷设。PSCADA为ICSC提供独立的两路100M以太网借口，并配合变电所控制信号盘侧的电缆（含接头）敷设和安装。双方均负责联调联试。这就是把PSCADA集成到ICSC中。

国内地铁中的ICSC的集成和互联系统没有固定模式，每条线路有每条线路的特点，目前也没有形成统一的规范。对比沙特SCADA系统，将所有分系统均集成到SCADA系统中。考虑到接口问题，性价比因素，软件，联调联试等因素，国内地铁将一些系统分离出ISCS系统而与之形成互联关系。同样以重庆地铁六号线的设计为例分析，ICSC集成互联方式分为三类：集成系统、界面集成系统和互联系统。集成系统分别为：环境与设备系统（BAS）、电力监控系统（PSCADA）、门禁系统（ACS）。界面集成系统分别为：闭路电视（CCTV）、广播系统（PA）、乘客信息系统（PIS）、自动售检票系统（AFC）和屏蔽门系统（PSD）。互联系统包括：火灾自动报警系统（FAS）、信号系统（SIG）、时钟系统（CLK）以及通信告警系统（ALM）。从功能上来讲，国内地铁的PSCAD以及ICSC和沙特地铁SCADA系统的功能基本是一致的。都是通过对设备环境等因素的监控实现列车安全稳定运行、机电设备良好运转、完善旅客服务的功能。但是通过不同的集成和互联的模式实现的。

把所有监控单元集成起来好，还是将系统互联起来好成为了探讨的一个问题。我认为，既然目的性是一致的那么我们完全可以淡化集成和互联。接口和功能才是系统实施的重要组成。总体上讲，监控系统是个大信息网，我们应该从设计上更加关注如何将系统功能更好地纳入到信息网中，从而改善运营作业。因为不管构建系统是如何的先进，操作和维护人员实际实用才是唯一检验的标准。从目前工程实际实施情况来看，我们要更关注的内容不是哪些系统集成，哪些系统互联，而是怎样利于实施，更加容易管理，更加适应地铁复杂的接口条件和建设环境。目前中国没有统一的规范而导致各个集成商设备连接产生了一定的问题。所以如果尽快出台一些相应的规范，统一各系统的借口，让集成商提供的产品可以无缝连接与运行，我相信能使中国地铁在数据采集及监控方面做得更加出色。、结束语

在信息快速发展的今天，SCADA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，在SCADA系统还不完善的今天需要进一步加强，另外需要进一步提高标准化程度，解决不同厂家设备的互通问题。相信经过不断完善和发展，SCADA系统会更好的保障地铁运行的安全性、可靠性和响应性。

[1] 陈辉.也谈地铁综合监控系统的几点争议 成都地铁有限责任公司2010 [2] 魏晓东 地铁综合监控系统建设的关键问题分析 自动化博览2009 [3] 《城市轨道交通技术规范》（GB 50490-2009）