電務機械室綜合防災監控系統的研制與實施

（中國鐵路北京局集團有限公司北京西電務段，北京市，100070） 劉 琳

（江西現代職業技術學院，江西省南昌市，330095） 李承明

1 研制背景

目前電務機械室維護工作依靠信號工區職工定期系統檢查巡視，來發現使用中的設備問題和隱患，由于受到人員及地理環境等外界因素影響和檢修作業天窗點問題，無法對信號機械室狀態做到全過程實時監控，造成電務機械室存在較大的安全隱患。

1.1 火災隱患問題

大量繼電器單元的運用，是火花和打火拉弧的物理基礎，火災初期苗頭都是發生火花或者拉弧，發生時將對鐵路信號安全運營帶來危害。一是電氣設備使用時間過長，超過使用壽命，絕緣老化或受損脫落或電線與金屬等硬件物質長期磨擦使絕緣層破裂，過電壓使絕緣層擊穿，造成火災。二是因接頭松動，造成連接處接觸不良，局部產生較高電阻的現象，有可能引起電氣線路的絕緣層、附近的可燃物質及積落的可燃粉塵著火。

1.2 房屋漏雨問題

由于機械室建設質量或者年久失修原因，造成個別機械室存在漏雨問題，給機械室內電務設備造成極大安全隱患。一是可能造成電源短路使全站設備癱瘓，影響運輸安全。二是可能造成電源設備發熱發生火災隱患。三是由于被雨浸泡過的信號器材需要返所檢修，造成較大經濟損失。

1.3 機械室工具材料沒有復位問題

根據鐵路信號維護規則有關規定，機械室內工具材料需要定制管理，機械室檢修作業完成后工具材料需要復位放在固定位置。如果檢修作業完成后工具材料沒有復位，可能給設備安全留下隱患，特別是電烙鐵沒有切斷電源，機械室可能發生火災事故。

1.4 機械室設備維護不及時問題

電務機械室維護工作由于傳統的維修方式，只能依靠信號工區職工定期系統檢查和巡視來發現設備存在的安全隱患，由于受到人員及地理環境等外界因素影響和維修作業天窗點問題，無法對電務機械室狀態做到全過程實時監控，造成電務機械室存在較大的火災及其他安全隱患。

2 系統管理組成

電務機械室綜合防災監控系統，由前端系統、網絡與安全系統、監控中心等三部分組成。通過建立適合管內各種條件下的機械室災害物理模型樣本數據庫，進而有針對性地設計電務機械室相關監測信息采集的來源，能夠為防范突發型和漸進型的電務機械室綜合防災提供科學依據，最大限度的防范或者消除由于電務機械室火災等災害對整個鐵路信號系統和高鐵運營帶來的安全風險。

2.1 機房前端系統

機房前端系統是信息采集部分，通過嵌入式機房處理單元，對機房內的視頻監控、動力監測、環境監測、安全防范、火災報警、門禁、照明、電壓電流、UPS 和空調通風系統進行了整合，主要負責對機房視音頻、環境量、開關報警量等信息進行采集、編碼、存儲及上傳，并進行本地的相關聯動。

在機房前端監控系統中，IP攝像機通過以太網接入視頻處理單元，其他子系統通過4-20mA 模擬量輸入、開關量輸入、RS-485/232串口、以太網接入動環主機。視頻處理單元和動環主機接收子系統上傳的視音頻及動環、報警信息，并進行處理及上傳，工作人員可通過客戶端向子系統發送一系列的控制指令。

2.2 機房網絡與安全系統

整個機房系統以網絡為主要傳輸通道，統一采用TCP/IP 協議，硬盤錄像機、動環主機、機房攝像機、客戶端等統一接入網絡交換機。

綜合監控系統的網絡類型比較多元化，并沒有統一標準，根據具體項目情況，可以依托已有的LAN，MAN、Internet等各種網絡，也可以為機房系統專門鋪設光纖新建網絡鏈路。同時監控中心系統還需保障系統來支撐平臺業務，為保障機房系統的監控質量，中心需具備完善的機房基礎保障和先進的網絡設備、豐富的網絡帶寬和光纖資源；為保障平臺的穩定運行，中心可采用雙機雙網配置，雙機分別冗余部署在兩個不同的網絡中；為保障平臺的網絡安全，應在平臺與MIS網、通信綜合數據網之間配置防火墻，通過定義安全策略來實現網絡安全；為保障平臺的應急能力，可在報警服務器接入短信/彩信報警模塊。

2.3 監控中心

監控中心系統作為該地區機房的匯聚點，配置管理下轄所有機房的設備，監控中心可以只有一級也可以多級。區域監控中心可管理所轄機械室的所有監控設備，接收由所轄機械室上報的環境、告警等信息，滿足區域監控中心用戶視頻、環境信息查看、機械室設備控制、動力信息查詢的需求。同時如果還有上級監控中心，本系統也可以提供相關的視頻、環境等信息給上級監控中心。

電務機械室綜合防災監控系統管理，實現了實時視頻監視、動力環境數據監測、遠程控制、系統聯動、語音對講、錄像回放、配置維護、B/S方式訪問等系統功能。

3 系統應用效果

電務機械室綜合防災監控在及時發現災害故障、提高設備維修效率、預測防止故障等方面發揮重要作用，產生的效益是多方面的，具有廣泛的推廣應用價值。

3.1 系統開發成本較低

鐵路電務綜合監控系統依據綜合監控原理研制，可以說是具有視頻監測、傳感器監測和火焰火花智能監測全功能，實施報警與提前預警相結合的新系統，機房原結構與工作系統的無需改動，提升了機房監測設備效益最大化水平，因此具有顯著的成本效益。

3.2 增強了電務機房安全信度

電務機械室綜合監控系統對電務機房實施遠程、多點、實時監測，有利于及時發現故障隱患；數據分析軟件可以通過對歷史數據的分析，預測故障發生幾率，可指導維修部門提前檢查維修，防止故障。

3.3 填補了電務機房設備專業監測空白

電務機房設備運用的動態監測管理已經把電務機房室內房屋常規傳感器監測納入其中，但電務機房專業設備災害防護的動態監測管理尚未涉及。鐵路電務綜合監控系統填補了這一空白，從而與現有的監控系統共同組成了對電務機房及設備的全面監管系統。

3.4 提高了電務機房維修效率

鐵路電務綜合監控系統可以使電務維修主管部門及時發現電務機房存在的問題，指導進行維護維修，在災害萌芽期消除故障隱患，有助于提高信號設備的維修效率。當收到機房監控有問題的報告時，也可通過該系統調用監控歷史記錄，進行分析，及時判斷問題原因，使問題第一時間得到解決。