電務(wù)機(jī)械室綜合防災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的研制與實(shí)施

（中國(guó)鐵路北京局集團(tuán)有限公司北京西電務(wù)段，北京市，100070） 劉 琳

（江西現(xiàn)代職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江西省南昌市，330095） 李承明

1 研制背景

目前電務(wù)機(jī)械室維護(hù)工作依靠信號(hào)工區(qū)職工定期系統(tǒng)檢查巡視，來(lái)發(fā)現(xiàn)使用中的設(shè)備問(wèn)題和隱患，由于受到人員及地理環(huán)境等外界因素影響和檢修作業(yè)天窗點(diǎn)問(wèn)題，無(wú)法對(duì)信號(hào)機(jī)械室狀態(tài)做到全過(guò)程實(shí)時(shí)監(jiān)控，造成電務(wù)機(jī)械室存在較大的安全隱患。

1.1 火災(zāi)隱患問(wèn)題

大量繼電器單元的運(yùn)用，是火花和打火拉弧的物理基礎(chǔ)，火災(zāi)初期苗頭都是發(fā)生火花或者拉弧，發(fā)生時(shí)將對(duì)鐵路信號(hào)安全運(yùn)營(yíng)帶來(lái)危害。一是電氣設(shè)備使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，超過(guò)使用壽命，絕緣老化或受損脫落或電線與金屬等硬件物質(zhì)長(zhǎng)期磨擦使絕緣層破裂，過(guò)電壓使絕緣層擊穿，造成火災(zāi)。二是因接頭松動(dòng)，造成連接處接觸不良，局部產(chǎn)生較高電阻的現(xiàn)象，有可能引起電氣線路的絕緣層、附近的可燃物質(zhì)及積落的可燃粉塵著火。

1.2 房屋漏雨問(wèn)題

由于機(jī)械室建設(shè)質(zhì)量或者年久失修原因，造成個(gè)別機(jī)械室存在漏雨問(wèn)題，給機(jī)械室內(nèi)電務(wù)設(shè)備造成極大安全隱患。一是可能造成電源短路使全站設(shè)備癱瘓，影響運(yùn)輸安全。二是可能造成電源設(shè)備發(fā)熱發(fā)生火災(zāi)隱患。三是由于被雨浸泡過(guò)的信號(hào)器材需要返所檢修，造成較大經(jīng)濟(jì)損失。

1.3 機(jī)械室工具材料沒(méi)有復(fù)位問(wèn)題

根據(jù)鐵路信號(hào)維護(hù)規(guī)則有關(guān)規(guī)定，機(jī)械室內(nèi)工具材料需要定制管理，機(jī)械室檢修作業(yè)完成后工具材料需要復(fù)位放在固定位置。如果檢修作業(yè)完成后工具材料沒(méi)有復(fù)位，可能給設(shè)備安全留下隱患，特別是電烙鐵沒(méi)有切斷電源，機(jī)械室可能發(fā)生火災(zāi)事故。

1.4 機(jī)械室設(shè)備維護(hù)不及時(shí)問(wèn)題

電務(wù)機(jī)械室維護(hù)工作由于傳統(tǒng)的維修方式，只能依靠信號(hào)工區(qū)職工定期系統(tǒng)檢查和巡視來(lái)發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的安全隱患，由于受到人員及地理環(huán)境等外界因素影響和維修作業(yè)天窗點(diǎn)問(wèn)題，無(wú)法對(duì)電務(wù)機(jī)械室狀態(tài)做到全過(guò)程實(shí)時(shí)監(jiān)控，造成電務(wù)機(jī)械室存在較大的火災(zāi)及其他安全隱患。

2 系統(tǒng)管理組成

電務(wù)機(jī)械室綜合防災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，由前端系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)與安全系統(tǒng)、監(jiān)控中心等三部分組成。通過(guò)建立適合管內(nèi)各種條件下的機(jī)械室災(zāi)害物理模型樣本數(shù)據(jù)庫(kù)，進(jìn)而有針對(duì)性地設(shè)計(jì)電務(wù)機(jī)械室相關(guān)監(jiān)測(cè)信息采集的來(lái)源，能夠?yàn)榉婪锻话l(fā)型和漸進(jìn)型的電務(wù)機(jī)械室綜合防災(zāi)提供科學(xué)依據(jù)，最大限度的防范或者消除由于電務(wù)機(jī)械室火災(zāi)等災(zāi)害對(duì)整個(gè)鐵路信號(hào)系統(tǒng)和高鐵運(yùn)營(yíng)帶來(lái)的安全風(fēng)險(xiǎn)。

2.1 機(jī)房前端系統(tǒng)

機(jī)房前端系統(tǒng)是信息采集部分，通過(guò)嵌入式機(jī)房處理單元，對(duì)機(jī)房?jī)?nèi)的視頻監(jiān)控、動(dòng)力監(jiān)測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、安全防范、火災(zāi)報(bào)警、門(mén)禁、照明、電壓電流、UPS 和空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行了整合，主要負(fù)責(zé)對(duì)機(jī)房視音頻、環(huán)境量、開(kāi)關(guān)報(bào)警量等信息進(jìn)行采集、編碼、存儲(chǔ)及上傳，并進(jìn)行本地的相關(guān)聯(lián)動(dòng)。

在機(jī)房前端監(jiān)控系統(tǒng)中，IP攝像機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)接入視頻處理單元，其他子系統(tǒng)通過(guò)4-20mA 模擬量輸入、開(kāi)關(guān)量輸入、RS-485/232串口、以太網(wǎng)接入動(dòng)環(huán)主機(jī)。視頻處理單元和動(dòng)環(huán)主機(jī)接收子系統(tǒng)上傳的視音頻及動(dòng)環(huán)、報(bào)警信息，并進(jìn)行處理及上傳，工作人員可通過(guò)客戶(hù)端向子系統(tǒng)發(fā)送一系列的控制指令。

2.2 機(jī)房網(wǎng)絡(luò)與安全系統(tǒng)

整個(gè)機(jī)房系統(tǒng)以網(wǎng)絡(luò)為主要傳輸通道，統(tǒng)一采用TCP/IP 協(xié)議，硬盤(pán)錄像機(jī)、動(dòng)環(huán)主機(jī)、機(jī)房攝像機(jī)、客戶(hù)端等統(tǒng)一接入網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)。

綜合監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型比較多元化，并沒(méi)有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)具體項(xiàng)目情況，可以依托已有的LAN，MAN、Internet等各種網(wǎng)絡(luò)，也可以為機(jī)房系統(tǒng)專(zhuān)門(mén)鋪設(shè)光纖新建網(wǎng)絡(luò)鏈路。同時(shí)監(jiān)控中心系統(tǒng)還需保障系統(tǒng)來(lái)支撐平臺(tái)業(yè)務(wù)，為保障機(jī)房系統(tǒng)的監(jiān)控質(zhì)量，中心需具備完善的機(jī)房基礎(chǔ)保障和先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、豐富的網(wǎng)絡(luò)帶寬和光纖資源；為保障平臺(tái)的穩(wěn)定運(yùn)行，中心可采用雙機(jī)雙網(wǎng)配置，雙機(jī)分別冗余部署在兩個(gè)不同的網(wǎng)絡(luò)中；為保障平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)安全，應(yīng)在平臺(tái)與MIS網(wǎng)、通信綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)之間配置防火墻，通過(guò)定義安全策略來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)安全；為保障平臺(tái)的應(yīng)急能力，可在報(bào)警服務(wù)器接入短信/彩信報(bào)警模塊。

2.3 監(jiān)控中心

監(jiān)控中心系統(tǒng)作為該地區(qū)機(jī)房的匯聚點(diǎn)，配置管理下轄所有機(jī)房的設(shè)備，監(jiān)控中心可以只有一級(jí)也可以多級(jí)。區(qū)域監(jiān)控中心可管理所轄機(jī)械室的所有監(jiān)控設(shè)備，接收由所轄機(jī)械室上報(bào)的環(huán)境、告警等信息，滿(mǎn)足區(qū)域監(jiān)控中心用戶(hù)視頻、環(huán)境信息查看、機(jī)械室設(shè)備控制、動(dòng)力信息查詢(xún)的需求。同時(shí)如果還有上級(jí)監(jiān)控中心，本系統(tǒng)也可以提供相關(guān)的視頻、環(huán)境等信息給上級(jí)監(jiān)控中心。

電務(wù)機(jī)械室綜合防災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)管理，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)視頻監(jiān)視、動(dòng)力環(huán)境數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)程控制、系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)、語(yǔ)音對(duì)講、錄像回放、配置維護(hù)、B/S方式訪問(wèn)等系統(tǒng)功能。

3 系統(tǒng)應(yīng)用效果

電務(wù)機(jī)械室綜合防災(zāi)監(jiān)控在及時(shí)發(fā)現(xiàn)災(zāi)害故障、提高設(shè)備維修效率、預(yù)測(cè)防止故障等方面發(fā)揮重要作用，產(chǎn)生的效益是多方面的，具有廣泛的推廣應(yīng)用價(jià)值。

3.1 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)成本較低

鐵路電務(wù)綜合監(jiān)控系統(tǒng)依據(jù)綜合監(jiān)控原理研制，可以說(shuō)是具有視頻監(jiān)測(cè)、傳感器監(jiān)測(cè)和火焰火花智能監(jiān)測(cè)全功能，實(shí)施報(bào)警與提前預(yù)警相結(jié)合的新系統(tǒng)，機(jī)房原結(jié)構(gòu)與工作系統(tǒng)的無(wú)需改動(dòng)，提升了機(jī)房監(jiān)測(cè)設(shè)備效益最大化水平，因此具有顯著的成本效益。

3.2 增強(qiáng)了電務(wù)機(jī)房安全信度

電務(wù)機(jī)械室綜合監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)電務(wù)機(jī)房實(shí)施遠(yuǎn)程、多點(diǎn)、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，有利于及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障隱患；數(shù)據(jù)分析軟件可以通過(guò)對(duì)歷史數(shù)據(jù)的分析，預(yù)測(cè)故障發(fā)生幾率，可指導(dǎo)維修部門(mén)提前檢查維修，防止故障。

3.3 填補(bǔ)了電務(wù)機(jī)房設(shè)備專(zhuān)業(yè)監(jiān)測(cè)空白

電務(wù)機(jī)房設(shè)備運(yùn)用的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)管理已經(jīng)把電務(wù)機(jī)房室內(nèi)房屋常規(guī)傳感器監(jiān)測(cè)納入其中，但電務(wù)機(jī)房專(zhuān)業(yè)設(shè)備災(zāi)害防護(hù)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)管理尚未涉及。鐵路電務(wù)綜合監(jiān)控系統(tǒng)填補(bǔ)了這一空白，從而與現(xiàn)有的監(jiān)控系統(tǒng)共同組成了對(duì)電務(wù)機(jī)房及設(shè)備的全面監(jiān)管系統(tǒng)。

3.4 提高了電務(wù)機(jī)房維修效率

鐵路電務(wù)綜合監(jiān)控系統(tǒng)可以使電務(wù)維修主管部門(mén)及時(shí)發(fā)現(xiàn)電務(wù)機(jī)房存在的問(wèn)題，指導(dǎo)進(jìn)行維護(hù)維修，在災(zāi)害萌芽期消除故障隱患，有助于提高信號(hào)設(shè)備的維修效率。當(dāng)收到機(jī)房監(jiān)控有問(wèn)題的報(bào)告時(shí)，也可通過(guò)該系統(tǒng)調(diào)用監(jiān)控歷史記錄，進(jìn)行分析，及時(shí)判斷問(wèn)題原因，使問(wèn)題第一時(shí)間得到解決。