環(huán)網(wǎng)通訊監(jiān)控系統(tǒng)故障探究

黃劍

中鐵建電氣化局集團(tuán)南方工程有限公司電力分公司 湖北武漢 430000

為保證列車安全行駛、鐵路設(shè)備得到實(shí)時(shí)監(jiān)控，在鐵路設(shè)備與控制中心（調(diào)度后臺(tái)）建設(shè)一套龐大而又縝密的通訊監(jiān)控系統(tǒng)，以此來(lái)達(dá)到不需在現(xiàn)場(chǎng)就可了解所有設(shè)備的狀態(tài)及其控制運(yùn)行的目的。

1 環(huán)網(wǎng)通訊監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用原理

1.1 組成結(jié)構(gòu)

以隧道防災(zāi)為例，環(huán)網(wǎng)通訊監(jiān)控系統(tǒng)主要由以下幾部分組成：

（1）控制中心：終端為電腦，可以監(jiān)控所有相關(guān)設(shè)備；

（2）通信機(jī)房：傳輸設(shè)備（SDH、PDH）,光纖配線架（ODF），數(shù)字配線架（DDF），信號(hào)收發(fā)器，電源等，主要將防災(zāi)設(shè)備的數(shù)據(jù)傳送到控制中心；

（3）主控制器：相當(dāng)于一個(gè)小的終端，可單獨(dú)監(jiān)控一個(gè)環(huán)網(wǎng)的設(shè)備的狀態(tài)，并將采集的數(shù)據(jù)傳輸至通信機(jī)房，機(jī)房所有數(shù)據(jù)經(jīng)光纖通道傳輸至控制中心；

（4）遠(yuǎn)程終端控制單元（RTU）：內(nèi)設(shè)PLC，主要將采集的數(shù)據(jù)傳輸至主控制器；

（5）通道：主要以8芯單模阻燃光纜為主，其主要優(yōu)點(diǎn)安全性高、傳輸速度快、容量大。防災(zāi)設(shè)備至RTU、RTU至主控制器、主控制器至通信機(jī)房均使用8芯光纜為傳輸通道；

（6）防災(zāi)設(shè)備：包括軸流排煙風(fēng)機(jī)、射流風(fēng)機(jī)、隧道固定照明燈及電動(dòng)風(fēng)閥，以上設(shè)備為全線提供防災(zāi)救援與照明。

1.2 應(yīng)用與工作原理

環(huán)網(wǎng)通訊監(jiān)控系統(tǒng)以監(jiān)控中心（蘭州調(diào)度后臺(tái)）為最終端，所有通信機(jī)房為傳輸數(shù)據(jù)的媒介，主控制器為次終端（暫且如此命名），RTU箱為終端單元。

以桔柑較長(zhǎng)隧道為例，防災(zāi)設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)據(jù)經(jīng)RTU－主控制器－通信基站（離隧道最近）－蘭州通信機(jī)械室－電腦終端。此外西秦嶺隧道是全線防災(zāi)功能最齊全的隧道，設(shè)備中的數(shù)據(jù)經(jīng)RTU－主控制器－通信基站（3個(gè)）－蘭州通信機(jī)械室－電腦終端，由于西秦嶺隧道過(guò)長(zhǎng)，在楓相院車站也設(shè)立一個(gè)監(jiān)控中心，整個(gè)數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程與蘭州監(jiān)控中心相同，以方便設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，能夠及時(shí)處理，不影響列車行駛安全。以上兩例子明確的闡述了環(huán)網(wǎng)通訊監(jiān)控系統(tǒng)在鐵路交通上的應(yīng)用以及重要性，同時(shí)也側(cè)面的反應(yīng)出我國(guó)交通發(fā)展之迅速與先進(jìn)。

1.3 調(diào)試與運(yùn)行

通訊監(jiān)控系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備安裝完成后，在保證所有設(shè)備已送電情況下，便可著手準(zhǔn)備調(diào)試。調(diào)試階段首先必須保證主干通道暢通，接著單個(gè)環(huán)網(wǎng)就地調(diào)試，調(diào)試期間必須保證各個(gè)設(shè)備廠家在現(xiàn)場(chǎng)，以避免調(diào)試期間發(fā)生故障問(wèn)題導(dǎo)致效率低、調(diào)試時(shí)間長(zhǎng)等現(xiàn)象；將遠(yuǎn)程控制單元采集的數(shù)據(jù)傳輸至通信基站，利用網(wǎng)線將通信基站設(shè)備與電腦連接，使用電腦登錄系統(tǒng)查看所有設(shè)備狀態(tài)，在此期間需保證通信基站提供正確的網(wǎng)口及通道暢通，從而保證通訊監(jiān)控系統(tǒng)正常運(yùn)行。當(dāng)然調(diào)試以及設(shè)備運(yùn)行期間或多或少會(huì)產(chǎn)生一些不可避免的故障，那么出現(xiàn)的是哪些故障？這些故障又如何處理呢？

1.4 故障探究

環(huán)網(wǎng)通訊監(jiān)控系統(tǒng)在調(diào)試運(yùn)行過(guò)程中一般出現(xiàn)以下幾個(gè)故障：

（1）主通道不通（通信基站到蘭州控制中心）。一般來(lái)說(shuō)，這種故障比較簡(jiǎn)單，三種可能原因，一光纜某個(gè)位置出現(xiàn)損壞，可通知通信專業(yè)幫忙解決；二網(wǎng)管把網(wǎng)口弄錯(cuò)了，重新確認(rèn)網(wǎng)口即可；三蘭州通信機(jī)房的網(wǎng)線忘記插了，當(dāng)然這種情況比較少見(jiàn)，因此必須提前確認(rèn)主通道是通暢的；

（2）隧道主控制器到通信基站信號(hào)不通。此故障也比較簡(jiǎn)單，首先用光纖紅光筆測(cè)試，如果兩端是暢通的，兩端口會(huì)顯示相同的顏色，如果只出現(xiàn)測(cè)試的端口有顏色，另一端口沒(méi)反應(yīng)，那就是光纜的問(wèn)題，需將損壞的光纜修復(fù)，若光纜正常，可使用電腦ping設(shè)定的IP地址，看是否發(fā)生ip沖突，解決這兩個(gè)故障便可保證信號(hào)通暢；

（3）單環(huán)問(wèn)題。此故障較為麻煩，主要以光纜損壞破損為主，以兩端取點(diǎn)法去測(cè)試，測(cè)試首端RTU與末端RTU的信號(hào)通斷，如果不通，以中間RTU為例，與首末端RTU測(cè)試通斷，以此為例，不斷地縮短測(cè)試范圍，最終找出光纜損壞位置并及時(shí)補(bǔ)救恢復(fù)通訊信號(hào)；

（4）RTU問(wèn)題。此故障多以缺失電源供電為主要原因，一般而言當(dāng)遠(yuǎn)程終端控制單元電源取自隧道照明配電箱時(shí)，很容易發(fā)生此類問(wèn)題，因?yàn)檎彰髋潆娤潆娫慈∽韵渥兊蛪菏褽PS，而EPS電源很容易因?yàn)檫^(guò)負(fù)荷引起空開(kāi)跳閘，自然導(dǎo)致照明配電箱無(wú)法獲取電源，從而遠(yuǎn)程終端控制單元缺失電源導(dǎo)致信號(hào)不通，在此建議的是若是給每個(gè)遠(yuǎn)程終端控制單元配置一個(gè)備用電源，此類故障基本不會(huì)出現(xiàn)。

2 對(duì)比SCADA系統(tǒng)

相對(duì)環(huán)網(wǎng)通訊監(jiān)控系統(tǒng)而言，SCADA系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是由調(diào)度端、信道、被控站三部分組成，調(diào)度端就是總后臺(tái)（電腦終端），信道是由通信專業(yè)提供承載網(wǎng)絡(luò)，被控站一般設(shè)置在車站電力配電所、區(qū)間基站、區(qū)間中繼站等。從文章內(nèi)可看出環(huán)網(wǎng)通訊監(jiān)控系統(tǒng)主要體現(xiàn)在兩點(diǎn)，遙信，遠(yuǎn)程監(jiān)視每臺(tái)設(shè)備的狀態(tài)；遙控，遠(yuǎn)程控制每臺(tái)設(shè)備，通過(guò)“兩遙”功能，可時(shí)刻監(jiān)控鐵路上的相關(guān)設(shè)備，保證設(shè)備的正常運(yùn)行；SCADA系統(tǒng)則體現(xiàn)了“四搖”功能，采集數(shù)據(jù)、設(shè)備控制、測(cè)量、參數(shù)調(diào)節(jié)及各類信號(hào)報(bào)警等各項(xiàng)功能，以最為常見(jiàn)10kV箱式變電站為例，采集低壓室斷路器分合閘狀態(tài)，此為遙信；采集并傳送低壓室電壓，此為遙測(cè)；對(duì)低壓室各路斷路器分合閘，此為遙控；調(diào)試低壓室內(nèi)某斷路器的定值，此為遙調(diào)，因此可將環(huán)網(wǎng)通訊監(jiān)控系統(tǒng)看成簡(jiǎn)潔版SCADA系統(tǒng)，在鐵路通信中承擔(dān)不可或缺的角色。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所訴，環(huán)網(wǎng)通訊監(jiān)控系統(tǒng)在鐵路通信中起非常重要的作用，可以監(jiān)控各種設(shè)備，在設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題的同時(shí)，可以快速的查找出發(fā)生故障的緣由，以解決故障恢復(fù)列車正常行駛，從而更加保證行車安全與乘客安全。