軌道交通電力監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用研究

夏聘

摘 要

軌道交通電力監(jiān)控系統(tǒng)主要是通過對軌道交通運(yùn)行中所運(yùn)用各種供電系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，以實(shí)現(xiàn)對設(shè)備信息的采集、分析、統(tǒng)計、從而生成各類信息，及時進(jìn)行事故報警，保證城市軌道交通正常、穩(wěn)定運(yùn)行的重要系統(tǒng)設(shè)備。目前，我國城市軌道交通中，已經(jīng)大量投入使用了這一電力監(jiān)控系統(tǒng)。本文就軌道交通電力監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用進(jìn)行了研究分析。

【關(guān)鍵詞】軌道交通 電力監(jiān)控系統(tǒng) 設(shè)計 應(yīng)用

軌道交通系統(tǒng)的應(yīng)用，對我國城市軌道交通的正常運(yùn)行有重要意義，在其應(yīng)用過程中，能夠通過對各類電力設(shè)備的監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)異常情況，并發(fā)出警報，從而實(shí)現(xiàn)自動化管理，提高供電質(zhì)量。同時，這一系統(tǒng)還能夠與車站變電所綜合自動化系統(tǒng)進(jìn)行信息共享，將車站、現(xiàn)場以及主控中心連接到一起，共同形成多層應(yīng)用體系，大大提升了軌道交通電力系統(tǒng)的智能化、一體化。

1 軌道交通電力監(jiān)控系統(tǒng)概述

軌道交通電力系統(tǒng)能夠?qū)Τ鞘熊壍澜煌ㄖ械慕祲鹤冸娝⑴帕鞴瘛⒌椭懈邏涸O(shè)備等供電系統(tǒng)中的設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，并進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的采集、分析、統(tǒng)計等，為工作人員提供畫面調(diào)閱、事故報警等控制功能。我國城市軌道交通中所運(yùn)用的電力系統(tǒng)，不僅需要為軌交列車提供必要的電能，同時還需要為其運(yùn)行過程中的其他電力設(shè)備提供相應(yīng)電能，一旦出現(xiàn)供電中斷的問題，便會直接影響軌道交通的正常運(yùn)行，甚至對乘客的生命、財產(chǎn)安全造成嚴(yán)重威脅。而軌道交通電力監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)用，能夠?yàn)檐壍澜煌ǖ恼＿\(yùn)行提供保障，并對異常問題及時發(fā)出警報，自動維修，大大提高的軌道交通運(yùn)行的安全性，其設(shè)計及應(yīng)用也成為了當(dāng)前我國城市軌道交通建設(shè)中所面臨的重要研究課題。

2 軌道交通電力監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計及應(yīng)用

2.1 軌道交通電力監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)架設(shè)計及應(yīng)用

軌道交通電力監(jiān)控系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)架設(shè)計上，需要遵循本地城市軌道交通及地域的實(shí)際情況。一般情況，會采用兩級管理進(jìn)行對軌道交通的單線管理，并同時輔助使用三級控制方法。其中，兩級管理就是車站級與中央級的共同管理，兩級管理再加上現(xiàn)場級管理，便稱為三級控制，兩者相互獨(dú)立，但又存在一定的關(guān)系。就分層分布體系來說，這一體系在系統(tǒng)構(gòu)架設(shè)計中的運(yùn)用，存在較強(qiáng)的復(fù)雜性，主要應(yīng)用于大型系統(tǒng)，但是與自動化系統(tǒng)之間的適應(yīng)性較強(qiáng)，能夠充分滿足電力發(fā)展及軌道交通應(yīng)用需求。例如某地鐵軌道交通中所運(yùn)用的國電南瑞公司的RT21-SCADA電力監(jiān)控系統(tǒng)，便為分層分布式的系統(tǒng)。

分層分布體系下的軌道交通電力監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)架，有助于系統(tǒng)可靠性、簡化性的增強(qiáng)。而動態(tài)分布及冗余分布下的軌道交通電力監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)架則能夠有效提升系統(tǒng)的并行度。適當(dāng)?shù)倪\(yùn)用抗干擾措施，也有助于系統(tǒng)可用性的增強(qiáng)。而在實(shí)際設(shè)計中，工作人員還需要認(rèn)真分析本工程實(shí)際情況，從而選擇最適宜的系統(tǒng)構(gòu)架方法。

主備冗余系統(tǒng)是城市軌道交通電力監(jiān)控系統(tǒng)中運(yùn)用最為廣泛的中心系統(tǒng)。這一系統(tǒng)具有實(shí)時監(jiān)控、收集監(jiān)控對象運(yùn)行數(shù)據(jù)的功能，并能夠通過對數(shù)據(jù)的整理分析，形成表格、圖像等多種形式，為工作人員提供更加直觀的數(shù)據(jù)資料，以便其對電力設(shè)備進(jìn)行動態(tài)監(jiān)控。同時，這一系統(tǒng)主要遵循邏輯關(guān)系，能夠向各個監(jiān)控系統(tǒng)及對象發(fā)送遠(yuǎn)程控制命令，并自動執(zhí)行，從而實(shí)現(xiàn)自動化管理，充分保障供電系統(tǒng)的安全運(yùn)行。其中，車站級電力監(jiān)控系統(tǒng)的在運(yùn)用中，主要作用是對監(jiān)控對象的狀態(tài)信息進(jìn)行實(shí)時獲取，一旦通信網(wǎng)絡(luò)等出現(xiàn)故障情況，工作人員則可以利用這一監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對車站供電設(shè)備信息的及時獲取。在系統(tǒng)的運(yùn)用中，會在監(jiān)控對象周圍安置一個甚至是幾個通信結(jié)構(gòu)，從而保證信息的有效接收。

2.2 平臺化系統(tǒng)的設(shè)計及應(yīng)用

據(jù)實(shí)踐證明，平臺化軌道交通電力監(jiān)控系統(tǒng)能夠充分實(shí)現(xiàn)軟件平臺及技術(shù)的運(yùn)用，十分有利于增強(qiáng)項口設(shè)計、工程實(shí)施水平。在平臺化系統(tǒng)的設(shè)計及應(yīng)用中，首先要獲得異構(gòu)計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)等的支持。RAILSYS實(shí)時軟件平臺能夠支持多網(wǎng)絡(luò)的分布式運(yùn)行、業(yè)務(wù)動態(tài)加載等，其中所包含的虛擬化操作技術(shù)等，也能夠在多種不同的計算機(jī)操作系統(tǒng)中予以適用。其次，平臺化系統(tǒng)的設(shè)計中，應(yīng)建立基于內(nèi)存的實(shí)時關(guān)系數(shù)據(jù)庫子系統(tǒng)。保證數(shù)據(jù)庫能夠同時支持多網(wǎng)絡(luò)訪問、SOL語言有限子集等。另外，平臺化系統(tǒng)的設(shè)計中，應(yīng)實(shí)現(xiàn)軌道信息總線及中間件技術(shù)的應(yīng)用。工作人員應(yīng)結(jié)合當(dāng)前軌道交通實(shí)際情況，考慮中間件接口標(biāo)準(zhǔn)，合理運(yùn)用實(shí)時數(shù)據(jù)庫、實(shí)時消息等中間件技術(shù)。在實(shí)際應(yīng)用中，平臺能夠提供較為全面的軌道實(shí)時應(yīng)用公共信息總線，支持各種實(shí)時業(yè)務(wù)中所需的數(shù)學(xué)模型等。

目前，電力監(jiān)控系統(tǒng)在我國軌道交通中，已經(jīng)能夠應(yīng)用于多個方面，但是在突發(fā)事件管理、專業(yè)維修支持等方面還略有不足，而在當(dāng)前多專業(yè)接口缺乏的情況下，平臺化系統(tǒng)的設(shè)計及應(yīng)用，才能夠有效推動不同匹配層標(biāo)準(zhǔn)的制定。

2.3 RAILSYS軟件平臺的實(shí)際應(yīng)用

RAILSYS軟件平臺目前在我國城市軌道交通電力監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用中，已經(jīng)獲得了較為良好的效果。這一軟件平臺中所包含的綜合監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計，主要遵循兩級管理、三級控制的體系。從其設(shè)計到應(yīng)用，充分考慮到了規(guī)范化、開放性、可靠性、分層分布等特點(diǎn)，大大提升了系統(tǒng)的可靠性及靈活性。

在其實(shí)際應(yīng)用中，主要采用1+N的容錯運(yùn)行模式，充分滿足了當(dāng)前軌道交通中對電力設(shè)備實(shí)時監(jiān)控的需求。并通過對關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)硬件冗余配置熱備運(yùn)行的采用，盡可能的保障了電力監(jiān)控系統(tǒng)的可用性。同時，RAILSYS軟件平臺，能夠支持混合計算機(jī)硬件平臺，適用于多種操作系統(tǒng)。其運(yùn)用多層體系系統(tǒng)構(gòu)架，系統(tǒng)可擴(kuò)展性較大。并實(shí)現(xiàn)了實(shí)時數(shù)據(jù)庫及商用數(shù)據(jù)庫的有效結(jié)合。

3 結(jié)論

電力監(jiān)控系統(tǒng)目前在我國軌道交通的安全運(yùn)行中發(fā)揮著重要的作用，本文針對分層分布架構(gòu)及平臺化系統(tǒng)的應(yīng)用等進(jìn)行了一定的分析，并從未來軌道交通電力監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用角度，提供了一定的技術(shù)策略。相信在未來發(fā)展中，這一系統(tǒng)的設(shè)計及應(yīng)用更能夠?qū)崿F(xiàn)經(jīng)濟(jì)性、應(yīng)用拓展性以及技術(shù)的持續(xù)先進(jìn)性。

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作者單位

重慶公共運(yùn)輸職業(yè)學(xué)院 重慶市 402247