初論地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)存在的問題及解決對策

劉輝 重慶市軌道交通（集團）有限公司

1 地鐵站里監(jiān)控系統(tǒng)的問題分析

電力監(jiān)控系統(tǒng)就是以圍繞計算機系統(tǒng)軟硬件建立監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)來監(jiān)控現(xiàn)場的設(shè)備集合，它是具有信息采集、實時監(jiān)控、自動預(yù)警及自我調(diào)整功能的綜合性監(jiān)控設(shè)備。目前，地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)仍然存在著各種各樣的問題，分析這些問題并提出相應(yīng)的對策對地鐵的發(fā)展和人們的出行都有重要的意義。首先從系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理和協(xié)議轉(zhuǎn)換中的難點討論，一方面，地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)中，監(jiān)控系統(tǒng)需要把各監(jiān)控區(qū)的數(shù)據(jù)收集和整理，龐大的數(shù)據(jù)不易于整理；另一方面，電力監(jiān)控系統(tǒng)還需要把各種系統(tǒng)的接口進行連接，這就涉及到計算機中的協(xié)議轉(zhuǎn)換，協(xié)議轉(zhuǎn)換過程中會存在介質(zhì)不同、接口不同、系統(tǒng)數(shù)據(jù)類型不同的問題，通信效率也會受到前端的處理系統(tǒng)的影響，使系統(tǒng)得出的結(jié)果不準確，不利于高鐵的安全。負責(zé)電力監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的部件稱為前端處理器，這種處理器可以將電力監(jiān)控各系統(tǒng)中的不同格式轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的格式，其次他還有處理數(shù)據(jù)的功能，可以將不同數(shù)據(jù)提交到不同的服務(wù)器上，前處理器的處理能力和實時性會受到系統(tǒng)擴張的影響，對地鐵的運營產(chǎn)生潛在隱患，所以電力監(jiān)控系統(tǒng)的重要影響部分就是前處理器，所以對系統(tǒng)進行優(yōu)化可以從它的前處理器入手。第二個方面就是地鐵站里監(jiān)控系統(tǒng)中人機整合比較困難，在現(xiàn)在的信息技術(shù)的影響下，人機互動技術(shù)不斷提升并有很大的影響力，當(dāng)然也需要用到監(jiān)控系統(tǒng)中，由于電力監(jiān)控的范圍非常大，監(jiān)控所傳來的數(shù)據(jù)也是非常的多，單靠人操作機器進行整理是非常困難的，所以這需要系統(tǒng)算法的升級以實現(xiàn)系統(tǒng)的自動界面整合。信息技術(shù)的提高使得軟件系統(tǒng)的質(zhì)量不斷提升，軟件質(zhì)量的提升會直接提升系統(tǒng)的性能，但是包含新算法軟件的開發(fā)需要有高級技術(shù)的計算機專業(yè)人員，在開發(fā)過程中需要的人力物力非常巨大，因此想要開發(fā)一種高強度人機界面系統(tǒng)非常困難。最后一個問題就是系統(tǒng)的時鐘同步的延遲，這是導(dǎo)致地鐵站里監(jiān)控系統(tǒng)時效性差的重要原因之一。在地鐵站里監(jiān)控系統(tǒng)中我們?yōu)檫_到地鐵的時效性首先要做的就是及時的同步總系統(tǒng)時鐘和其他時鐘之間的信息，但是由于一些物理因素或者邏輯因素的影響經(jīng)常導(dǎo)致這一點難以達到，比如監(jiān)控的規(guī)模、算法的重疊及電路的阻礙等。當(dāng)電力系統(tǒng)監(jiān)控的區(qū)域擴大到一定程度時，微小的時鐘同步延遲就可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)的丟失問題，由于系統(tǒng)的時鐘延遲，還可能使得一些潛在危險不能被及時的發(fā)現(xiàn)而導(dǎo)致安全問題。

2 地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)的特性分析

除了問題分析我們還對地鐵站里監(jiān)控系統(tǒng)進行了特性分析，首先在整體上分析，地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)基本是按照兩級管理（控制中心和車站），三級控制（控制中心、車站和現(xiàn)場）方式進行管理和監(jiān)控的，兩級管理和三級控制之間不僅相互聯(lián)系而且相互獨立，控制中心級監(jiān)控系統(tǒng)就是對全線重要監(jiān)控設(shè)備、性能信息進行處理和分析的核心部分；車站級電力監(jiān)控系統(tǒng)負責(zé)實時監(jiān)控和處理所在車站供電設(shè)備的性能和狀態(tài)，當(dāng)總控制系統(tǒng)出錯時可以進行自我管理；現(xiàn)場級測控設(shè)備最多，它負責(zé)接口的信息采集、匯總和傳送。第二我們分析電力系統(tǒng)的目的性，地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)的目的決定了它的功能，遙測、通信、遙控和遙調(diào)就是它的目的。電力監(jiān)控系統(tǒng)通過各項功能對城市的地鐵交通編配電所、接觸網(wǎng)等電力設(shè)備并進行實施控制，以保證地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)的正常運行。我們還可以對其相關(guān)性、動態(tài)性和適應(yīng)性進行了分析總結(jié)，系統(tǒng)中的相關(guān)性決定了系統(tǒng)的功能形態(tài)，比如變電站綜合自動化系統(tǒng)、調(diào)度主站系統(tǒng)通信和通道三部分的相互聯(lián)系和影響決定了地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)的功能，上面所述的通信通道的相互切換體現(xiàn)了地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)的動態(tài)性。它的適應(yīng)性則包括系統(tǒng)的容錯能力、自診斷自恢復(fù)能力、軟件的在線編輯與改進和地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)通信借口的標準化等等。系統(tǒng)需要超強的容錯能力來保證系統(tǒng)的可靠性，我們可以采用算法中的冗余配置、模塊化設(shè)計和自定義函數(shù)等措施實現(xiàn)軟件的容錯功能，還需要增加開放性標準，比如隨時的軟件更新、硬件更新、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)更新，接口的標準化也有助于硬件的拆卸和鏈接，易于在出現(xiàn)問題時進行更改。地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)的復(fù)雜性和有序性的分析中我們得出結(jié)論，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能和層次的動態(tài)演變總體上體現(xiàn)著一種有序性和復(fù)雜性，這些都對地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)問題進行優(yōu)化有著不可或缺的影響。

3 地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)的完善策略研究

首先我們可以在前端處理器（FEP）的提高上入手，確保地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)最重要的特點-實時性。目前，前處理器的改進一直都在協(xié)議轉(zhuǎn)換方面下功夫，就是實現(xiàn)多種協(xié)議間結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)化；其次還提供更多功能的網(wǎng)絡(luò)口和串口，方便外來系統(tǒng)的接入和使用；最后給前端處理器加上自我診斷功能和冗余檢測功能，來調(diào)高數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼Ｐ浴５诙?，我們?yīng)該逐步完善人機界面，根據(jù)系統(tǒng)的差異性，提高界面的適配性，用有效的現(xiàn)在科技進行人機界面整合，我們從中可以把圖形化人機界面利用嵌入式技術(shù)對綜合監(jiān)控系統(tǒng)進行嵌入，實現(xiàn)系統(tǒng)復(fù)視管理和統(tǒng)一操作。第三，我們需要提高系統(tǒng)的可靠性和容錯性，字面化意思就是當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生錯誤是系統(tǒng)自身可以進行適應(yīng)，由于系統(tǒng)涉及整個地鐵交通，一旦發(fā)生錯誤會造成巨大的損失，但是可靠的、容錯性強的系統(tǒng)則不然，我們可以從通過計算機算法中的冗余方式達到這種目的，拿南京的地鐵線來看，他們就采用了后備線控方式提高系統(tǒng)的可靠性。最后我們可以通過提高系統(tǒng)的可擴展性來優(yōu)化地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)，地鐵網(wǎng)和其他事物是一樣是時刻在變化的，想要做到最好就需要不斷地改變發(fā)展，隨著科學(xué)技術(shù)的進步，地鐵軟硬件系統(tǒng)都會不斷地更新，像現(xiàn)在人工智能的發(fā)展，在不久的將來人工智能系統(tǒng)應(yīng)用到地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)領(lǐng)域，地鐵將會變得更加經(jīng)濟、時效、安全。

4 總結(jié)

通過對地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)問題探討，我們分析了當(dāng)前電力監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)缺點，取長補短，在各個層面提出不同方案。地鐵作為一種交通工具經(jīng)濟實惠并且方便快捷，這些特點都離不開電力監(jiān)控系統(tǒng)的存在。我們發(fā)展完善地鐵技術(shù)就是為人們造福，為社會做貢獻?，F(xiàn)在我國的地鐵技術(shù)突飛猛進，飛速發(fā)展的同時問題也就有越多地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)存在問題，我們需要時刻總結(jié)學(xué)習(xí)，這樣才能提高創(chuàng)新技術(shù)，不斷發(fā)展。