隨著我國經濟的飛速發展，高速鐵路將是鐵道電氣化的發展方向。因此，鐵路供電系統高效、可靠的運行是實現高速鐵路運輸的根本保障。高速鐵路綜合監控系統不僅實現對供電系統中的各種供電設備的運行狀態監視、控制及沿線變電所、分區亭、開閉所的安全監控，迅速分析、查找、切除故障點，實現設備運營狀態的在線監測;同時也要納入行車調度、計劃調度、安全監控、行車信號等多方面的實時信息;并使各種子系統間的信息進行交互，為提高供電系統調度管理自動化、智能化水平，確保高速鐵路的安全、可靠、高效運行提供了強大的技術保障。

隨著計算機、數據通信、網絡技術的不斷發展，綜合監控系統正在向開放式、分布式、網絡化方向發展。分布式、網絡化的綜合監控系統因其在空間及功能上的分布處理，從而具備良好的擴展性、高度的自律性及廣泛的適應性，已成為高速鐵路綜合監控系統的發展趨勢。

高速鐵路作為一個高速運轉的復雜交通系統，其監控范圍除了供電系統以外，還涉及運輸組織、機車車輛、通信信號、安全監控、維護救援等系統。目前，各監控系統相互獨立的模式明顯暴露出信息不能共享、綜合反應能力遲緩、統一協調能力欠缺的弊病，將不能適應高速鐵路的運營需求。為了確保高速鐵路各子系統間的高效協作以及對突發事件的緊急響應，開發及運輸管理、列車運行調度、旅客服務、電力調度、綜合維護與救援、安全監控以及培訓演示等各子系統為一體的高速鐵路綜合監控系統，已成為高速鐵路監控系統的發展趨勢。構建高速鐵路綜合監控系統必須考慮的因素有：系統結構，網絡體系，信息傳輸機制，標準化，開放性，系統的可靠性、實時性。

一、系統體系結構

在傳統的監控系統中，系統體系結構主要采用“客戶機/服務器”模式。客戶機/服務器系統(Client/Server System)的結構宗旨，是把一個大型的計算機應用系統變為多個互為獨立的子系統，而服務器便是整個應用系統資源的存儲與管理中心，多臺客戶機則各自處理相應的功能，并共享實現完整的應用。在Client/Server結構模式中，客戶機直接連接到數據庫服務器上，由二者分擔處理業務，這樣的系統具有以下缺點：(1)客戶機與服務器直接連接，安全性低，非法用戶容易通過客戶端直接闖入中心數據庫，造成數據丟失;(2)客戶機程序臃腫，并且隨著業務規則的變化，需要隨時更新客戶端程序，大大增加了維護量，造成維護工作困難;(3)每個客戶端都要連接到數據庫服務器，使得服務器為每個客戶端建立連接而消耗大量本就緊張的服務器資源;(4)大量數據直接通過Client/Server模式傳送，在業務高峰期容易造成網絡流量暴增，導致網絡堵塞。

Client/Server模式的這些不足，使其無法滿足高速鐵路綜合監控系統復雜業務量的要求。隨著中間件技術的發展，三層或多層分布式應用體系逐漸成熟，高速鐵路綜合監控系統宜采用三層分布式應用體系結構，在這種體系結構中，客戶機只存放表示層軟件，應用邏輯包括事務處理、監控、信息排隊等采用專門的中間件服務器，后臺是數據庫。

在多層分布式體系結構中，系統資源被統一管理和使用，用戶可以通過網絡門戶透明的使用整個網絡資源。其優點在于：(1)安全性。中間件隔離了客戶直接對數據服務器的訪問，保護了數據庫的安全;(2)穩定性。多層分布式體系結構提供了更可靠的穩定性：首先，中間層緩沖Client與數據庫的實際連接，是數據庫的實際連接數量遠小于Client應用數量。而連接數越少，數據庫系統就越穩定。其次，Fail/Recover機制能夠在一臺服務器死機的情況下，透明的把客戶端工作轉移到其它具有相同業務功能的服務器上;(3)易維護。由于業務邏輯在中間服務器，當業務規則變化后，客戶端程序基本不用改動;(4)快速響應。通過負載平衡以及中間層緩存數據能力，可以提高客戶端的響應速度;(5)系統擴展靈活。基于多層分布式體系結構，當業務量增大時，可以在中間層部署更多的應用服務器，提高對客戶端的響應，且所有變化對客戶端透明。
　　二、網絡體系結構
　　高速鐵路綜合調度系統的網絡體系結構包括調度端的局域網(LAN)結構、存儲區域網絡(SAN)構建、調度系統與子站綜合自動化系統間的廣域網(WAN)三部分組成。
　　在局域網構架方面，高速鐵路綜合調度系統由運輸計劃管理、列車運行調度、旅客服務、電力調度、綜合維護與救援、安全監控等子系統組成，因此局域網規模較大。為了減小廣播風暴的危害，必須將各子系統劃分為不同的網段，這樣必然導致不同局域網段間存在大量的互訪。此時，單純使用2層交換機無法實現網間的互訪;而單純使用路由器，則會由于端口數量有限、路由速度較慢，從而限制網絡的規模和訪問速度。交換式局域網技術使專用的帶寬為用戶獨享，極大的提高了局域網傳輸的效率。在高速鐵路綜合調度系統的網絡環境下，采用由2層交換技術和路由技術有機結合而成的3層交換機最適合該系統網絡流量大、實時響應速度要求高、各子系統間信息交換頻繁的應用要求。高速鐵路綜合調度系統局域網構架采用千兆以太網作為主干網，各應用服務器通過雙光纖千兆以太網與3層交換機互連，各子系統通過3層交換機與主干網互連。系統按照虛擬局域網設計，各子系統網段獨立，以保證系統的安全可靠性。
　　在存儲系統實現方面，隨著計算機存儲技術的發展，磁盤陣列技術得到了廣泛的應用。磁盤陣列無論在安全措施、I/O速度、擴展能力及性價比方面均呈現出巨大的優越性。但面臨日益增長的數據存儲需求，計算機存儲技術又面臨新的難題，即多主機怎樣共享大容量、高速度的磁盤陣列、磁帶庫等存儲設備，如何動態配置及擴展存儲空間，如何不占用LAN資源進行大量的數據傳輸和備份。為了解決上述問題，誕生了將存儲設備連接在一起的存儲區域網SAN(Storage Area Network)。SAN以光纖通道技術為基礎，將磁盤陣列等存儲設備進行共享，突破了現有的內存距離限制和容量限制，服務器通過存儲網絡與存儲設備交換數據，從而釋放了寶貴的LAN資源。高速鐵路綜合調度系統存儲區域網由光纖通道總線主機適配器、光纖通道磁盤陣列或經FC-SCSI bridge相連的磁盤陣列、FC-AL集線器或fabric交換機組成。
　　在遠程通信網絡方面，隨著國內光纖骨干網絡的建設，鐵路通信系統的骨干通訊網絡已相繼采用SDH、ATM的國內光纖傳輸系統，控制中心與子站綜合自動化系統間的遠動通道已不再采用傳統的低速模擬信道方式，而采用與骨干網絡、被控站系統相適應的新的高速數字通道。
    三、信息傳輸機制
　　高速鐵路綜合調度系統的各子系統間存在大量的信息交互。通過何種方式實現各子系統間高效、安全、快捷的信息傳輸，也是綜合調度系統必須解決的問題。消息中間件主要功能使在不同的網絡協議、不同的操作系統和不同的應用程序之間提供可靠的消息傳送。它既提供一個簡單易用、高效可靠的分布式應用開發和運行平臺，也提供一個分布式應用管理平臺。消息中間件通過事件代理機制，為信息的訂閱和發布提供一種簡便的開發模型，適合于高速鐵路綜合調度眾多子系統件的信息交互。
　　四、標準化及開放性措施
　　高速鐵路綜合調度系統無論在系統體系結構設計、軟件技術采用、數據庫接口設計、網絡協議及規約配置方面，還是在操作系統及硬件選型方面，均應考慮標準化、開放性的設計原則，以方便系統的容量擴展、系統互連、消息共享等。
　　五、可靠性及容錯措施
　　高速鐵路綜合調度系統是高速鐵路高效、安全運轉的中樞指揮系統，必須保證其高度的可靠性。高速鐵路綜合調度系統的可靠性措施主要包括：關鍵硬件設備的冗余配置、采用RAID備份的磁盤陣列存儲系統、采用光纖通道的存儲系統局域網(SAN)、應用軟件的容錯措施、系統接口的安全措施等。
　　六、電力調度子系統
　　高速鐵路綜合監控系統中的電力調度子系統，負責牽引供電系統和設備供電系統的監視、控制、監測及管理;根據列車開行計劃為之提供電力;根據計劃安排供電系統的維修管理;實時監視高速鐵路牽引變電所及供電線路的工作狀況，調整電力系統運行情況，以保證高速列車正常運行所需的穩定電力供應;當出現供電設備異常和災害事故時，作出適當的指示和迅速恢復供電的安排;對供電線路、設備、設施的日常檢查進行安排和管理，保證全線供電的安全可靠。
　　電力調度子系統的監控管理與常規的供電遠動系統的監控管理功能基本相同，同時也增加了與綜合監控系統中其它子系統之間的信息交互訪問。