城市軌道交通動力與照明系統運維智能管控系統研究

閆海波

摘要：城市化的發展帶動了國民經濟的建設，在城市交通問題越來越嚴峻的今天，城市軌道得到了廣泛的普及。城市軌道的運行離不開供電系統電力的支持，供電系統不僅肩負著機車的正常運行，同時也負責著機車設備的正常工作。供電系統的安全性與可靠性對城市軌道的服務水平安全性影響意義重大。所以城市軌道供電系統設備的研究對城市經濟建設，以及城市軌道的發展具有現實性意義。本文基于城市動力與照明系統運維智能管控系統研究展開論述。

關鍵詞：城市軌道交通;供電設備;運維智能管控系統研究

引言

當前，幾乎所有大都市地區都配備了地鐵系統或電車，與其他模式相比，城市軌道交通系統通常具有很好的承載能力和非常好的性能，在解決大城市交通擁擠、提高環境質量、調整城市區域結構和工業設計、引導可持續社會經濟發展和合理設計等方面發揮了突出作用。

電力是城市鐵路系統的主要組成部分，而交通配電動力與照明系統作為軌道交通低壓配電系統的基本支撐，其安全穩定的供電不僅保證了除給電動車組供電以外給所有低壓負荷提供電能的重要任務，對確保城市軌道交通的安全高效運行也至關重要。

1交通動力與照明系統可靠性評估

動力與照明系統是軌道交通的重要負荷，照明系統分為一般照明、應急照明、廣告及導向照明，為方便運營管理，在車站兩端站廳、站臺各設置一照明配電室進行統一管理。

由于城市軌道交通大多是大型的地下建筑，具有很高的服務時間，能源需求更大，在動力與照明系統設備的使用壽命期間，由于灰塵積聚和設備的老化，會嚴重影響設備的壽命和供電安全，且為了確保在特定時間段內保持所需的供電質量，需要從以下三個方面評價軌道交通動力與照明系統的可靠性：

（1） 不同負荷供電的可靠性

分析對象是一級、二級以及三級負荷的負荷，然后分析不同的供電情況下各種負荷的供電水平。

2） 不同區域的可靠性評估

分析的對象包括變電所用電、應急照明、消防系統等。判斷的主要依據是分析變電所從外部電源接收能量的情況，然后需要完成可靠性建模并評估其可用性。對于應急照明的可靠性評估，一般以應急照明為分析對象，判斷分析的依據是應急照明是否正常，然后分析應急照明的主接線，完成可靠性建模。

在評價鏈條系統可靠性時，基于上行鏈路網絡或下行鏈路網絡，根據動力與照明系統的實際特點完成定量評價。對于元件級以及設備級完成可靠性評估。

2動力與照明系統管理及維護存在問題

當前軌道交通行業，動力與照明系統維保有待優化。首先，設備技術老舊是動力與照明系統故障的多發原因，甚至可能影響到乘客的出行品質。其次，供電安全管理體制缺乏系統性，導致在生產作業中流程卡控不夠嚴謹，人員檢修時存在安全風險點。再次，部分動力與照明系統故障制造企業存在壓縮建設周期、縮減制造成本的不法行為，導致部分隱蔽性參數不達標，為后期運營埋下安全隱患。因此要保障動力與照明系統系統安全、穩定運行，必須加強管理與控制。

3動力與照明系統故障的狀態檢修

城市軌道交通的動力與照明系統故障的狀態檢修形式有以下幾種：

（1） 人力觀察法，即通過檢查構成調度自動化系統的各種燈光是否正常工作，其次在檢查通道監控是否正常工作，后臺設備是否正常工作，計算機是否正常工作。

（2） 測量法，指使用直流檔的萬用表對通訊屏后面的端子排接收和接地端進行測量，所測的電壓值在0.2v ～ 2v之間則屬于正常;發送端口和接地端口的電壓值一般是 -2v左右為正常。

（3） 替換法，當尋找出故障的所在地，然后就可以對其進行針對性的維修，如果是設備出現了問題，更換其設備，如果是監控系統出現問題，則需要完善軟件的功能。

4傳統的動力與照明監控系統

傳統動力與照明系統包括機電設備監控系統（BAS）、電源監控系統、智能照明控制系統、電源測量系統。BAS系統主要包括傳感器、直接數字控制器（DDC）或邏輯編程控制器（PLC）、電梯、消防系統、照明設備、網絡控制器、集線器等。

電源監控系統通過低壓開關各電路上配置的監控裝置實時監控動力與照明設備的輸入輸出電路。智能照明控制系統通過分布式網絡和終端智能照明控制模塊實現照明管理自動化，并通過多種節能模式自動控制燈光數量。電能計量系統采用監測設備進行照明電源插座系統、空調系統、電力系統、特種電氣分區域實時計量和遠程通信。每個子系統都必須通過通信接口進行耦合，因此通信協議的差異往往會導致訪問中斷，甚至設備供應商之間也會相互推搡，從而影響系統調試和延遲構建時間。每個子系統的運作相對獨立，監測數據缺乏互動。

5大數據驅動的動力與照明監控系統

大多數管理系統的最大問題就是缺乏全面的底層數據支持，做好全方位數據監測是本系統實施的關鍵和基礎。在動力與照明關鍵設備及運維現場部署智能傳感器、視頻設備等前端設備，從在線監測、視頻信息、檢修記錄、運行參數等不同角度，實現動力與照明設備的全方位采集監測。各項監測內容統計結果見表1。

上述各種監測方式本系統均有相對成熟的方案來實現，也增加了非同源設備狀態、視頻智能分析識別等創新功能。另外，在系統實際實施時，也可與其它既有系統通信接口獲取部分監測數據，以節省投資成本。

6動力與照明系統智能巡檢方案

當前，動力與照明設備與系統以定期巡邏運行，在新建的軌道交通線路，不僅工期長，而且非常危險。此外，個人的身體和情緒狀態、技術水平和責任的差異也可能導致設備檢查質量得不到充分保證，從而對動力與照明的安全運行產生不利影響。此外，在極端天氣條件下，手動檢查往往會帶來風險。第四次工業革命即將來臨，人工智能正在從科幻變為現實，長期以來一直進入公共生活，并在火災、救援等領域發揮了作用。變動力與照明設備的智能巡檢是智能檢測行業的一種嘗試，利用自有的各種傳感器，自動的云端檢查動力與照明設備設備。

結束語

隨著在線監測技術、信息技術和海量數據技術的發展，了解如何更有效地向地鐵公司提供這些技術至關重要。地鐵設備大規模數據維護運行管理系統的應用利用這些技術對鐵路動力與照明設備狀況進行在線實時監測，實現準確供電可靠性評估，故障預警和預測，有效提高系統供電管理水平，現場設備的運行維護更加實時準確，許多設備的資產管理更加經濟高效。

參考文獻

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