城市軌道交通電力監(jiān)控系統(tǒng)的設計及發(fā)展

【摘 要】電力監(jiān)控又叫做電力遠動系統(tǒng)，該系統(tǒng)是結(jié)合了計算機技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)、自動化技術(shù)以及信息化技術(shù)為一體新型的集成系統(tǒng)。通過該系統(tǒng)可以集成多個軌道交通方面的自動化的子系統(tǒng)，通過集成平臺的技術(shù)支撐對軌道交通實施統(tǒng)一的監(jiān)控，對各個系統(tǒng)通過信息化的共享以及對各個系統(tǒng)的聯(lián)動控制，從而提高軌道交通的運行效率。

【關(guān)鍵詞】城市軌道交通；電力監(jiān)控系統(tǒng)；設計；發(fā)展

引言

軌道交通系統(tǒng)的應用，對我國城市軌道交通的正常運行有重要意義，在其應用過程中，能通過對各類電力設備的監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)異常情況，并發(fā)出警報，從而實現(xiàn)自動化管理，提高供電質(zhì)量。與此同時，這一系統(tǒng)還能夠與車站變電所綜合自動化系統(tǒng)進行信息共享，將車站、現(xiàn)場以及主控中心連接到一起，共同形成多層應用體系，大大提升了軌道交通電力系統(tǒng)的智能化、一體化。

1城市軌道交通電力監(jiān)控系統(tǒng)的概述

城市軌道交通電力監(jiān)控系統(tǒng)，又稱PSCADA系統(tǒng)，其主要是指對各類變所（如城市軌道供電系統(tǒng)主變電所、降壓變電所以及牽引變電所等）的電所設備以及供電設備等進行實時監(jiān)控、控制、測量以及發(fā)現(xiàn)故障的信息化平臺。目前，PSCADA系統(tǒng)在設計過程中，主要由三部分組成，即在控制中心的調(diào)度系統(tǒng)、變電所內(nèi)的綜合自動化系統(tǒng)以及通信通道。電力監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崟r反映供電系統(tǒng)的運行狀態(tài)，特別是故障信息，進而能夠為分析故障原因、處理故障以及保障人員安全和財產(chǎn)安全提供重要的支撐。因此，城市軌道交通電力監(jiān)控系統(tǒng)的設計和應用是十分重要的。

2城市軌道交通電力監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展方式

電力監(jiān)控系統(tǒng)是城市軌道交通供電系統(tǒng)中的重要組成部分，對城市軌道交通供電系統(tǒng)中各種機械設備的穩(wěn)定運行起到了監(jiān)視和把控的作用。我國早期的城市軌道交通工程項目建設，由于受到信息集成技術(shù)以及網(wǎng)絡傳輸技術(shù)等硬件系統(tǒng)因素影響，需要對整個電力監(jiān)控系統(tǒng)進行分離系統(tǒng)模式的設置?，F(xiàn)代城市軌道交通中綜合監(jiān)控系統(tǒng)的應用，使得電力監(jiān)控系統(tǒng)的通信技術(shù)和信息技術(shù)獲得了長足的發(fā)展，以往分別獨立的各種系統(tǒng)功能通過現(xiàn)代高集成的綜合監(jiān)控系統(tǒng)得以實現(xiàn)。通過大數(shù)據(jù)分析功能的使用，對電力監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)部人員精簡、機器設備統(tǒng)籌以及系統(tǒng)設備集中管理，都起到了積極的輔助作用。

3軌道交通電力監(jiān)控系統(tǒng)的設計及應用分析

3.1軌道交通電力監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)架設計及應用

對于軌道交通工程來說，對于電力監(jiān)控系統(tǒng)的運用至關(guān)重要，在系統(tǒng)建構(gòu)過程當中，要根據(jù)城市實際狀況來設計與施工，在系統(tǒng)中主要是對車站以及中央管理相互協(xié)調(diào)和相互制約。軌道交通工程中，監(jiān)控系統(tǒng)有其自身特點，所包含內(nèi)容十分復雜，同時這項技術(shù)所應用范圍主要是在一些大型工程當中，其中隨著軌道交通工程的發(fā)展，對于自動化技術(shù)應用越來越多，我國電力工程實際發(fā)展和運行過程中，需要從各個方面進行滿足，舉例來說，對于軌道交通來說，表現(xiàn)較為突出的是南瑞公司中所采用的RT21-SCADA電力監(jiān)控系統(tǒng)，這項技術(shù)中通過分層來進行體系建設，同時對系統(tǒng)運行整個可靠性有著提升作用同，通過一些抗干擾措施也能夠?qū)ο到y(tǒng)進行提高。

3.2平臺化系統(tǒng)的設計及應用

據(jù)實踐證明，平臺化軌道交通電力監(jiān)控系統(tǒng)能夠充分實現(xiàn)軟件平臺及技術(shù)的運用，十分有利于增強項目設計、工程實施水平。在平臺化系統(tǒng)的設計及應用中，首先要獲得異構(gòu)計算機、網(wǎng)絡等的支持。RAILSYS實時軟件平臺能夠支持多網(wǎng)絡的分布式運行、業(yè)務動態(tài)加載等，其中所包含的虛擬化操作技術(shù)等，也能夠在多種不同的計算機操作系統(tǒng)中予以適用。其次，平臺化系統(tǒng)的設計中，應建立基于內(nèi)存的實時關(guān)系數(shù)據(jù)庫子系統(tǒng)。保證數(shù)據(jù)庫能夠同時支持多網(wǎng)絡訪問、SOL語言有限子集等。另外，平臺化系統(tǒng)的設計中，應實現(xiàn)軌道信息總線及中間件技術(shù)的應用。工作人員應結(jié)合當前軌道交通實際情況，考慮中間件接口標準，合理運用實時數(shù)據(jù)庫、實時消息等中間件技術(shù)。在實際的應用中，平臺能夠提供較為全面的軌道實時應用公共信息總線，支持各種實時業(yè)務中所需的數(shù)學模型等。目前，電力監(jiān)控系統(tǒng)在我國軌道交通中，已經(jīng)能應用于多個方面，但是在突發(fā)事件管理、專業(yè)維修支持等方面還略有不足，而在目前多專業(yè)接口缺乏的情況下，平臺化系統(tǒng)的設計及應用，才能夠有效推動不同匹配層標準的制定。

3.3RAILSYS軟件平臺的實際應用

目前，我國城市軌道交通中，對于電力監(jiān)控系統(tǒng)的運用所包含內(nèi)容眾多，同時，在工程中運用RAILSYS軟件平臺能夠獲得更好工程效率和發(fā)展效果，這項軟件發(fā)展和應用過程需要二級或者是三級系統(tǒng)管理，為了保證系統(tǒng)更加可靠，需要結(jié)構(gòu)分層理念，對于網(wǎng)絡的開放性進行考慮，從前期進行設計再到后期到實際應用工作中，滿足電力設備監(jiān)控系統(tǒng)的實際需求，對于設備中關(guān)鍵環(huán)節(jié)進行基礎配置，從而保證電力監(jiān)控系統(tǒng)的正常運用。

4城市軌道交通電力監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展

我國PSCADA系統(tǒng)在發(fā)展過程中，主要經(jīng)歷了三個階段，即人工監(jiān)控系統(tǒng)階段、分立自動化系統(tǒng)階段以及綜合監(jiān)控系統(tǒng)階段。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、計算機技術(shù)以及通信技術(shù)的飛速發(fā)展，PSCADA系統(tǒng)逐漸趨于使用統(tǒng)一的軟件平臺、硬件平臺，以及實現(xiàn)分立自動化系統(tǒng)的綜合集成。例如，廣州地鐵、西安地鐵及北京和上海等地鐵在電力監(jiān)控系統(tǒng)的過程中，大部分采用的都是綜合監(jiān)控系統(tǒng)。城市軌道交通電力監(jiān)控系統(tǒng)在建設初期，電力監(jiān)控系統(tǒng)還沒較為成熟的標準可以參考。同時在計算機等諸多技術(shù)的限制，城市軌道交通電力監(jiān)控系統(tǒng)的設計也只能是參考電氣化鐵道等監(jiān)控系統(tǒng)的模式進行設計。在電力監(jiān)控系統(tǒng)的標準方面還缺乏統(tǒng)一性，且效果也并不顯著。電力監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)、設備設置以及接口均呈現(xiàn)出多樣化的發(fā)展趨勢，就導致電力監(jiān)控系統(tǒng)設計的標準不一，從而導成本的增加等等。因此，電力監(jiān)控系統(tǒng)標準化成為現(xiàn)階段重要的研究方向?？傊?，我國智慧城市的軌道電力監(jiān)控系統(tǒng)還有很大的提升空間。

5結(jié)語

隨著現(xiàn)代科學技術(shù)的飛速發(fā)展，高度集成的信息監(jiān)控系統(tǒng)，是城市軌道交通電力監(jiān)控系統(tǒng)未來的發(fā)展趨勢。但是，結(jié)合城市軌道交通電力監(jiān)控系統(tǒng)建設的實際經(jīng)驗，綜合監(jiān)控系統(tǒng)的缺點比較明顯得以展現(xiàn)，是未來電力監(jiān)控系統(tǒng)需要重點解決的問題。今后城市軌道交通電力監(jiān)控系統(tǒng)的建設和使用，首先應該選擇一個符合行業(yè)應用的系統(tǒng)平臺，制定相應的規(guī)范和標準，使城市軌道交通中的電力監(jiān)控系統(tǒng)能夠全面得以應用和發(fā)展。

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作者簡介：

金春日（1986.1-），男，吉林蛟河人，沈陽航空工業(yè)學院自動化專業(yè)學士，工程技術(shù)，單位：中車唐山機車車輛有限公司，研究方向：軌道交通工程施工。

（作者單位：中車唐山機車車輛有限公司）