《鐵路智能雷電監測系統》的設計與實現

摘 要：防雷在鐵路領域是一個重要的課題，直接關系到人民生命和財產的安全，近年來隨著通訊技術及信息技術的飛速發展，尤其是大數據應用和網絡環境的成熟應用。原來困擾鐵路防雷設備安全管理的一些問題已經變得很容易解決。

關鍵詞：防雷；智能；監測

現階段鐵路防雷系統從硬件上已經相當完備，但是智能監控以及數據收集、分析相對薄弱，本文主要說明各種防雷設備（儀器）的遠程監控、數據采集，數據集中、數據分析和發布的一些技術實現， 可適用的范圍包括防雷設備、儀器、器材的監測。這些設備分布較廣，而又需要集中控制，或需要將所有數據集中分析的系統。這些系統如果采用手工處理，耗費極大的人力物力，而且其實時性和完整性不能保證，更不可能及時發現問題和調整設備。

一、系統分析

本系統主要包括三大部分，一是針對防雷設備、儀器的數據采集部分（簡稱下位機），二是收集集中數據并進行處理發布的部分（簡稱數據伺服或上位機），三是數據應用。

下位機進行各種參數測量、監控和控制，并將數據發送到數據中心進行分析。上位機（數據伺服）主要進行控制指令處理、發送；運行數據接收、分析處理、報表顯示；以及部分綜合管理、輔助決策等功能。數據應用主要是針對數據伺服提供數據的各類綜合應用，包括圖紙、圖形化顯示查詢；設備預警、報警；設備數據的綜合查詢、報表輸入等功能。

二、功能模塊

本系統主體采用B/S結構，基于互聯網或企業網運行。

（一）通訊管理模塊

對于數據傳輸中的接口模式做出規定。內部通信接口：RS-485串口；外部通信接口：RJ45網口或RS-485串口。

（二）數據伺服模塊

數據控制：對于下位機上傳的數據信息進行實時監控，為數據應用模塊提供實時的監控數據。數據處理：對于下位機上傳的數據信息進行處理，寫入數據倉庫，供數據應用模塊使用。

（三）數據應用模塊

（1）模擬視圖。以模擬視圖的形式顯示所屬區域的防雷設備、器材的分布情況，并對不同設備、區域雷擊頻率做出直觀的顯示，具體功能如下：圖形化監控界面能直觀反應出各個站房、機械室浪涌保護器的設置情況。圖形化監控界面中能對智能防雷箱中的每種設備都有對應的圖標顯示。所有的報警顯示都需要滿足以下要求：故障對應的設備圖標閃爍；啟動聲光報警裝置；外接音箱發出告警音；發送故障短信至手機；啟動故障記錄打印機打印故障信息。對所有的報警及歷史數據提供豐富的報表、曲線記錄，包括雷擊時間、大小、大致波形等。并支持Excel、PDF格式文件導出及打印輸出。

（2）數據視圖。對以車站為基本單位的防雷設備、器材雷擊情況、設備故障情況進行統計分析，對于結果可以報表輸出。

（四）故障處理

可監測的故障類型包括：模塊損壞、雷擊、熱脫扣、斷路器跳閘、模塊拔出、通信故障等； 故障告警基本方式：軟件界面圖標閃爍、外接音箱發出告警音、發送故障信息短信；可選方式：聲光報警裝置啟動、故障記錄自動打印、輸出大屏幕顯示等；記錄、統計、分析功能。

三、視圖界面

根據系統分析，和功能模塊設計出如下基于實際應用的模擬視圖界面和數據視圖界面。

四、關鍵代碼

void comm_DataReceived（object sender， SerialDataReceivedEventArgs e）

{int n = comm.BytesToRead；

byte[] buf = new byte[n]；

this.Invoke（（EventHandler）（delegate

{if （checkBoxHexView.Checked && buf.Length！=0）

{double w， s；

s = Math.Round（（double）Convert.ToInt64（buf[5].ToString（"X2"）， 16） / 10，1）；

w = Math.Round（（double）Convert.ToInt64（buf[4].ToString（"X2"）， 16） / 10，1）；

if （s ！= hisS || w ！= hisW ）

{builder.Append（ w + s + DateTime.Now.ToString（））；}}

else

{builder.Append（Encoding.ASCII.GetString（buf））；}

labelGetCount.Text = "Get：" + received_count.ToString（）；}））；}

五、結語

通過該系統的設計與應用，可以提高鐵路防雷系統的智能化和數字化管理水平，希望該系統能夠得到更為廣泛的應用。

參考文獻：

[1]現代設計工程集成技術的軟件接口規范（GB/T 18726-2002）.

[2]單片機與上位機軟件設計（ISBN號：9787562474531）.

[3]建筑防雷工程與設計（ISBN：9787502937386）.

[4]高速鐵路通信技術（ISBN：9787113171926）.

作者簡介：王磊（1980-），男，漢族，軟件工程碩士，講師。