高速鐵路機(jī)電設(shè)備的應(yīng)用需求與監(jiān)控系統(tǒng)

丁玉成

(中鐵十一局集團(tuán)第一工程有限公司,湖北 襄陽 441104)

1 引言

高速鐵路具有非常良好的發(fā)展前景，主要是朝著更加安全、經(jīng)濟(jì)的方向發(fā)展。隨著人們對資源問題的重視程度越來越高，高速鐵路的建設(shè)應(yīng)該更加的節(jié)能環(huán)保。為了讓我國的高速鐵路水平能夠達(dá)到理想的狀態(tài)，我國還需要進(jìn)行很多的相關(guān)研究，而機(jī)電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)在高速鐵路中的應(yīng)用就是需要研究的內(nèi)容之一。在高速鐵路中，其機(jī)電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)主要的工作是對高速鐵路沿線的很多建筑物等進(jìn)行監(jiān)控。這些建筑物包括像車站等機(jī)電設(shè)備或者是像電力，照明等設(shè)備。機(jī)電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)采用的都是非常先進(jìn)的技術(shù)，這些技術(shù)包括計(jì)算機(jī)技術(shù)，控制技術(shù)以及通訊技術(shù)等。機(jī)電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)能夠有效的提高高速列車運(yùn)行的安全性，并減少對能源以及勞動力的使用。

2 機(jī)電設(shè)備監(jiān)控的應(yīng)用

2.1 在地鐵中的應(yīng)用

機(jī)電設(shè)備監(jiān)控在地鐵中具有非常廣泛的應(yīng)用，同時也具有非常快的發(fā)展速度。從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的角度來說，我國地鐵中的機(jī)電設(shè)備監(jiān)控主要有3種存在形態(tài)。它們分別是全線設(shè)機(jī)電設(shè)備監(jiān)控中心的集中監(jiān)控系統(tǒng)，分散式監(jiān)控系統(tǒng)和綜合監(jiān)控系統(tǒng)。其中全線設(shè)機(jī)電設(shè)備監(jiān)控中心的集中監(jiān)控系統(tǒng)要對機(jī)電設(shè)備進(jìn)行三級的控制。而另外一種分散式監(jiān)控系統(tǒng)主要是對機(jī)電設(shè)備進(jìn)行二級監(jiān)控。而最后一種綜合監(jiān)控系統(tǒng)也可以被稱之為主控系統(tǒng)，因?yàn)樗呛芏鄠€系統(tǒng)的集合，主要的作用是對各個系統(tǒng)進(jìn)行集中管理。子系統(tǒng)中的信息必須要經(jīng)過綜合監(jiān)控系統(tǒng)來進(jìn)行傳輸，因?yàn)樽酉到y(tǒng)是無法自己來進(jìn)行信息傳輸?shù)摹?/p>

2.2 在高速公路中的應(yīng)用

在高速公路中的隧道，大型橋梁和大型交通樞紐處一般都會安裝機(jī)電設(shè)備，而高速公路中的機(jī)電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)也包含了很多種類的監(jiān)控系統(tǒng)，比如說電力監(jiān)控系統(tǒng)、照明監(jiān)控系統(tǒng)等。每一個系統(tǒng)都具有一定的獨(dú)立性，但是不同系統(tǒng)之間又具有一定的聯(lián)系，能夠?qū)崿F(xiàn)相互協(xié)作。目前來說，一般都是一個省對應(yīng)一個監(jiān)控中心，來對高速公路進(jìn)行監(jiān)控管理。而省級以下又分成了很多個分支來進(jìn)行進(jìn)一步地細(xì)化管理。一般是以太網(wǎng)作為控制網(wǎng)絡(luò)，而PLC作為現(xiàn)場控制器。

3 高速鐵路機(jī)電設(shè)備特征分析

機(jī)電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的特點(diǎn)與主體設(shè)備的特點(diǎn)之間存在一定的聯(lián)系，而在高速鐵路中，其機(jī)電設(shè)備也具有很多的特點(diǎn)。高速鐵路的車站一般都具有非常大的客流量，所以為其提供一個安全舒適的環(huán)境是非常有必要的。在車站等建筑內(nèi)，一般都會配備有很多的機(jī)電設(shè)備，比如說像照明設(shè)備、空調(diào)設(shè)備等等。而機(jī)電設(shè)備在區(qū)間中具有較少的分布。在高速鐵路的沿線一般都具有較多的機(jī)電設(shè)備，所以其在工作的過程中會產(chǎn)生大量的能量消耗。而其產(chǎn)生的這些能耗占據(jù)了相關(guān)建筑物總能耗的絕大部分。而通過機(jī)電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行控制與管理可以有效的減少能源的消耗，從而實(shí)現(xiàn)對能源的科學(xué)管理。機(jī)電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的未來發(fā)展是值得期待的。高速鐵路的沿線機(jī)電設(shè)備的智能化與自動化可以有效的提高相關(guān)機(jī)電設(shè)備的維修水平。高速鐵路周邊良好的通訊環(huán)境為機(jī)電設(shè)備的自動化監(jiān)控提供了一定的條件。另外，相關(guān)管理機(jī)構(gòu)的管理模式較為統(tǒng)一規(guī)范，管理過程的專業(yè)性較強(qiáng)。

目前，我國高速鐵路機(jī)電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控對象有很多種，首先是變配電設(shè)備。變配電設(shè)備主要包括像車站等高速鐵路設(shè)施中的配電設(shè)施，變壓器以及自備柴油發(fā)電機(jī)以及其他復(fù)合的電源設(shè)備等。機(jī)電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)主要監(jiān)控的內(nèi)容包括配電電路的開關(guān)狀態(tài)以及電路中的電流、電壓等。同時，機(jī)電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)主要是對電源設(shè)備的開關(guān)進(jìn)行控制，并自動對備用發(fā)電機(jī)進(jìn)行開關(guān)操作。另外是照明設(shè)施。高速鐵路沿線建筑中的照明設(shè)施種類較多，而且其分布也比較廣泛。對于某些照明設(shè)備來說，其能否被良好控制決定了相關(guān)工作是否能夠順利進(jìn)行。對于不同的照明場所來說，監(jiān)控系統(tǒng)要根據(jù)客流以及客車出發(fā)時間等因素來決定是否要進(jìn)行照明和照明的亮度。像廣告、綜合維修等照明設(shè)施，一般都需要根據(jù)其工作的要求來對其進(jìn)行進(jìn)一步的控制。監(jiān)控系統(tǒng)主要是對照明設(shè)施的開關(guān)狀態(tài)進(jìn)行控制，其可以通過人工來進(jìn)行控制，也可以進(jìn)行自動化的管理。最后是環(huán)控設(shè)施。該設(shè)施主要包括的系統(tǒng)有空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)和空調(diào)水系統(tǒng)。其中通風(fēng)系統(tǒng)和水系統(tǒng)都有很多的關(guān)鍵組分來組成。監(jiān)控系統(tǒng)主要監(jiān)控的內(nèi)容是環(huán)境的溫度以及冷卻水的溫度等。當(dāng)然，監(jiān)控系統(tǒng)所監(jiān)控的內(nèi)容還有很多，特別是對于一些比較重要的場所來說，其相關(guān)的監(jiān)控系統(tǒng)與機(jī)電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)之間也有非常緊密的聯(lián)系。

4 機(jī)電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)在高速鐵路中的應(yīng)用

4.1 機(jī)電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則

在高速鐵路車站以及隧道等建筑物中的機(jī)電設(shè)備較多，為了使其達(dá)到良好的工作效率，在對相關(guān)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)時需要秉承一定的原則。首先，機(jī)電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)中的相關(guān)技術(shù)應(yīng)該達(dá)到國際上較為先進(jìn)的水平。同時該系統(tǒng)在操作的過程中也應(yīng)該具備一定的簡便性，不然，太繁瑣的操作容易導(dǎo)致失誤的情況發(fā)生達(dá)不到良好的工作效果。另外，高速鐵路行業(yè)的相關(guān)人員一般不具備太強(qiáng)的操作能力，所以簡便的操作方式比較適合其實(shí)際情況。另外，因?yàn)楦咚勹F路在運(yùn)行的過程中受到的電磁波的干擾比較嚴(yán)重，所以在對高速鐵路進(jìn)行設(shè)計(jì)時，要求其必須要具有較強(qiáng)的安全性，所以機(jī)電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)必須要足夠的可靠。與此同時，機(jī)電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)也應(yīng)該具備一定的開放性。因?yàn)橐欢ǖ拈_放性能夠幫助系統(tǒng)具有更好的兼容能力，能夠更好的滿足用戶的需求。在滿足客戶各方面需求的條件下，機(jī)電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)該具有更加良好的配置，從而能夠有效地降低其消耗的各種成本。各個子系統(tǒng)之間是相互獨(dú)立的，但也是相互聯(lián)系的。不同的子系統(tǒng)可以交由一個系統(tǒng)來進(jìn)行統(tǒng)一的控制，從而能夠使控制的過程更加的便利。每個子系統(tǒng)都有屬于自己的功能，雖然說是通過一個系統(tǒng)來將各種系統(tǒng)聯(lián)系到一起，但是并不妨礙子系統(tǒng)各自功能的發(fā)揮。伴隨著鐵路業(yè)務(wù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，監(jiān)控系統(tǒng)需要控制的設(shè)備越來越多，所以其在監(jiān)控的過程中也會面對很多的壓力。相關(guān)人員在設(shè)計(jì)的過程中，要剩余一定的控制容量，不能將其全部占據(jù)，不然沒有辦法在系統(tǒng)中找到新的控制點(diǎn)。當(dāng)然，監(jiān)控系統(tǒng)中的相關(guān)技術(shù)也需要得到進(jìn)一步的發(fā)展，因?yàn)榘殡S著時代的改變，高速鐵路的應(yīng)用越來越廣泛。

4.2 車站機(jī)電設(shè)備的監(jiān)控

高速鐵路的客運(yùn)車站數(shù)量相對于普通鐵路來說還具有較大的差距，但是因?yàn)楦咚勹F路屬于一種比較新興的交通方式，所以其一般都存在于一些比較發(fā)達(dá)的地區(qū)。高速鐵路的客運(yùn)量大，同時其發(fā)車密度也比較大，所以對于高速鐵路的車站來說，良好的環(huán)境是非常重要的。同時，在車站中建立能夠節(jié)省能源，并提高效率的機(jī)電設(shè)備是我們所要不斷努力的目標(biāo)。車站可以根據(jù)其技術(shù)以及客運(yùn)量來進(jìn)行分類，其中根據(jù)其技術(shù)專業(yè)可以分為始發(fā)站，中間站以及越行站。一般來講，始發(fā)站具有較大的規(guī)模。車站機(jī)電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置一般要以車站為基本單元，雖然說在車站內(nèi)并沒有設(shè)立起機(jī)房設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)調(diào)度中心，但是在必要的時候，可以通過其他的接口來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)之間的信息共享。對于大中型車站來說，其包含的機(jī)電設(shè)備較多，包括低壓變配電，照明系統(tǒng)等。車站機(jī)電監(jiān)控系統(tǒng)的主要成分有中央監(jiān)控站、控制器、傳感器、執(zhí)行器以及通訊網(wǎng)絡(luò)等。

5 結(jié)語

簡單的機(jī)電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)在我國的很多城市投入使用，并取得了顯著的效果。對于高速鐵路來說，機(jī)電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)立能夠有效地改善運(yùn)行的環(huán)境，并提高行車的安全水平。同時，機(jī)電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)也具有節(jié)約能源，提升綜合維修管理能力的能力。機(jī)電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)中涉及到的技術(shù)內(nèi)容較多，而如何將這些技術(shù)有效地融合到設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中也是我們值得思考的問題。我國還需要加強(qiáng)對相關(guān)技術(shù)的研究力度，不斷提升機(jī)電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控水平，進(jìn)一步地促進(jìn)我國高速鐵路交通的發(fā)展。