鐵路智能變電所輔助監(jiān)控系統(tǒng)調(diào)試技術(shù)探究

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（中鐵電氣化局集團(tuán)有限公司，北京 100071）

針對(duì)當(dāng)前鐵路牽引變電所無人值守/值班的運(yùn)行需求，通過多媒體和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的應(yīng)用，將計(jì)算機(jī)、攝像機(jī)、各類探測(cè)相融合，通過綜合聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)鐵路智能變電所的統(tǒng)一監(jiān)控和統(tǒng)一管理，通過系統(tǒng)無縫級(jí)聯(lián)實(shí)現(xiàn)分級(jí)控制、分域使用。不間斷的全方位和全天候的監(jiān)視，使控制中心的值班人員有身臨其境的感覺，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程巡視和突發(fā)事件應(yīng)急指揮，極大地降低了維護(hù)人員的工作量，鐵路智能變電所輔助監(jiān)控系統(tǒng)的安全、可靠、高質(zhì)量與高效率運(yùn)行是提高運(yùn)維管理的前提，從而產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

為此，有必要針對(duì)輔助監(jiān)控系統(tǒng)調(diào)試技術(shù)展開探析，從而確保該系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。

1 輔助監(jiān)控系統(tǒng)分析

鐵路智能變電所輔助監(jiān)控系統(tǒng)包括：視頻智能巡檢、安全防范、人臉識(shí)別及門禁、環(huán)境監(jiān)測(cè)、照明及空調(diào)和動(dòng)力控制等各類子系統(tǒng)。輔助監(jiān)控系統(tǒng)可以對(duì)變電所安裝的各類子系統(tǒng)進(jìn)行綜合管理和配置，設(shè)置各子系統(tǒng)之間的報(bào)警聯(lián)動(dòng)關(guān)系，同時(shí)將各個(gè)子系統(tǒng)的遙信（報(bào)警信號(hào)、狀態(tài)信號(hào)等）、遙測(cè)、遙視和遙控等實(shí)時(shí)信息上傳監(jiān)控中心。

同時(shí)，輔助監(jiān)控系統(tǒng)也可擴(kuò)展集成所內(nèi)一次設(shè)備在線監(jiān)測(cè)，采用標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)接口，實(shí)現(xiàn)智能一次設(shè)備在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一采集、統(tǒng)一展示和統(tǒng)一上送。輔助監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行初步的分析和處理，并采用圖形、圖表等方式的統(tǒng)一可視化展示，深入地分析處理集中上送。其次，輔助監(jiān)控系統(tǒng)和牽引綜合自動(dòng)化系統(tǒng)能夠深度交互，結(jié)合綜自三遙數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)綜自相關(guān)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的視頻巡檢、狀態(tài)復(fù)核和視頻聯(lián)動(dòng)等功能。

2 鐵路智能變電所輔助監(jiān)控系統(tǒng)調(diào)試技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)

2.1 本地單體調(diào)試前的準(zhǔn)備

調(diào)試前，應(yīng)全面收集智能變電站設(shè)計(jì)圖、設(shè)備圖等相關(guān)資料，還應(yīng)收集設(shè)備的說明書等，之后核對(duì)各采集設(shè)備的安裝位置是否符合設(shè)計(jì)及產(chǎn)品性能特點(diǎn)的要求，檢查實(shí)際安裝位置和三維立體主界面是否一致。檢查輔助監(jiān)控系統(tǒng)頁面的操作、查詢和告警等主要功能設(shè)置的是否合理。點(diǎn)表是否錄入，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備地址分配是否完成。建立一個(gè)專業(yè)的調(diào)試組，由專業(yè)工程師、設(shè)備廠家和施工人員組成，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試工作量及進(jìn)展情況合理進(jìn)行組員人數(shù)的確定。

2.2 嚴(yán)格開展子系統(tǒng)本地單體調(diào)試

2.2.1 調(diào)試準(zhǔn)備

逐一檢查各子系統(tǒng)探測(cè)器安裝是否牢固，探測(cè)器編號(hào)是否已安裝，線纜連接是否可靠。打開監(jiān)控盤內(nèi)各子系統(tǒng)裝置電源，檢查監(jiān)控盤顯示器、主機(jī)、逆變電源和路由器工作是否正常。試驗(yàn)主機(jī)播放、錄像功能正常；逆變交、直流兩路電源切換正常，后臺(tái)檢查采集裝置是否在線，網(wǎng)絡(luò)有無告警，子系統(tǒng)運(yùn)行燈是否正常。

2.2.2 各子系統(tǒng)調(diào)試

（1）視頻監(jiān)控及巡檢系統(tǒng)調(diào)試（固定攝像機(jī)）

巡檢機(jī)器人調(diào)試主要從通信網(wǎng)絡(luò)調(diào)試、智能監(jiān)控調(diào)試和自動(dòng)巡檢等方面進(jìn)行調(diào)試。

通信網(wǎng)絡(luò)調(diào)試：打開攝像機(jī)電源，檢查交換機(jī)中攝像機(jī)接入網(wǎng)口燈是否正常閃爍。PING 相應(yīng)攝像機(jī)IP，檢查網(wǎng)絡(luò)是否通暢。

智能監(jiān)控調(diào)試：連接攝像機(jī)，按圖紙內(nèi)容檢查攝像機(jī)的名稱及安裝位置是否正確。操作監(jiān)控盤主機(jī)或后臺(tái)，云臺(tái)工作正常，圖像清晰，變焦、旋轉(zhuǎn)操作正常。利用云臺(tái)操作攝像機(jī)，轉(zhuǎn)動(dòng)攝像機(jī)到合適的監(jiān)控位置，調(diào)整好攝像機(jī)的焦距，全面清晰地看到監(jiān)控的設(shè)備或場(chǎng)景后，輸入預(yù)置位名稱，設(shè)定預(yù)置位。

自動(dòng)巡檢：在系統(tǒng)后臺(tái)中維護(hù)硬盤錄像機(jī)連接信息，維護(hù)攝像頭連接信息，維護(hù)每臺(tái)攝像機(jī)的預(yù)置位信息，編制巡檢路線及巡檢點(diǎn)信息。信息維護(hù)完畢后，打開輔助監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)，檢查視頻監(jiān)控操作，執(zhí)行配置的巡檢路線，巡檢周期，檢查巡檢結(jié)果報(bào)表。

（2）巡檢機(jī)器人調(diào)試

巡檢機(jī)器人調(diào)試主要在圖像知識(shí)庫(kù)錄入、通信網(wǎng)絡(luò)調(diào)試、充電房環(huán)境監(jiān)測(cè)、智能監(jiān)控調(diào)試、紅外測(cè)溫、自動(dòng)巡檢、自主充電和自我防護(hù)等方面。

圖像知識(shí)庫(kù)錄入：對(duì)各種設(shè)備儀表圖像采集并錄入、開關(guān)的分合閘狀況采集錄入、各設(shè)備高壓接線口采集錄入并設(shè)置報(bào)警溫度。

通信網(wǎng)絡(luò)調(diào)試：巡檢機(jī)器人采用的無線網(wǎng)絡(luò)方案為2.4G 局域網(wǎng)，采用私有協(xié)議進(jìn)行控制，供機(jī)器人傳輸信息。機(jī)器人可在牽引所室外布置1 套AP 箱，若需要進(jìn)入室內(nèi)巡檢，則需要在室內(nèi)每個(gè)房間多布置1 套。網(wǎng)絡(luò)配置完畢后，確認(rèn)視頻信息正確展示。

充電房環(huán)境監(jiān)測(cè)調(diào)試：監(jiān)控后臺(tái)系統(tǒng)能夠正確展示充電房?jī)?nèi)監(jiān)控視頻信息、環(huán)境溫濕度信息。

智能監(jiān)控調(diào)試：在監(jiān)控盤主機(jī)或后臺(tái)控制機(jī)器人前進(jìn)、后退和停止，控制云臺(tái)的水平、俯仰旋轉(zhuǎn)正常。攝像頭動(dòng)作、圖像清晰，變焦、旋轉(zhuǎn)操作正常。按照巡檢任務(wù)規(guī)劃，逐一調(diào)整巡檢點(diǎn)位圖像采集角度、圖像清晰度后輸入預(yù)置位名稱，設(shè)定預(yù)置位。逐一核對(duì)圖像比對(duì)判別是否正確。

紅外測(cè)溫：檢查紅外傳感器采集的熱敷設(shè)信號(hào)顯示是否正常，三維實(shí)景溫度分布可見圖像顯示是否正確、過熱故障判斷是否正確。

自動(dòng)巡檢：在系統(tǒng)后臺(tái)中維護(hù)硬盤錄像機(jī)連接信息，維護(hù)攝像頭連接信息，維護(hù)每臺(tái)攝像機(jī)的預(yù)置位信息，編制巡檢路線及巡檢點(diǎn)信息。信息維護(hù)完畢后，打開輔助監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)，檢查視頻監(jiān)控操作，執(zhí)行配置的巡檢路線、巡檢周期，檢查巡檢結(jié)果及報(bào)表。

自主充電：巡檢機(jī)器人電池電量低時(shí)拒絕人工操作巡檢，自動(dòng)巡檢結(jié)束后自主充電。

自我防護(hù)：巡檢機(jī)器人對(duì)周圍障礙物探測(cè)準(zhǔn)確，遇到障礙物停障并報(bào)警。

（3）安全防范調(diào)試

紅外雙鑒調(diào)試：調(diào)試人員在雙鑒監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)通過，觸發(fā)雙鑒探測(cè)器報(bào)警，觀察紅外雙鑒傳感器報(bào)警燈是否亮起，后臺(tái)報(bào)文是否正確顯示，查看輔助監(jiān)控平臺(tái)狀態(tài)顯示是否正常，有無視頻彈窗聯(lián)動(dòng)報(bào)警。

玻璃碎窗調(diào)試：調(diào)試人員利用工具觸發(fā)玻璃破碎探測(cè)器調(diào)試按鈕，觀察碎窗探測(cè)器報(bào)警燈是否亮起，后臺(tái)報(bào)文是否顯示正確，查看輔助監(jiān)控平臺(tái)狀態(tài)顯示是否正常，有無視頻彈窗聯(lián)動(dòng)報(bào)警。

防入侵系統(tǒng)調(diào)試：遮擋激光對(duì)射裝置的激光，觀察探測(cè)器報(bào)警燈是否亮起，后臺(tái)報(bào)文是否正確顯示，查看輔助監(jiān)控平臺(tái)狀態(tài)顯示是否正常，有無視頻彈窗聯(lián)動(dòng)報(bào)警。

（4）門禁系統(tǒng)調(diào)試

普通門禁系統(tǒng)：人工外側(cè)刷卡開門、密碼開門和內(nèi)側(cè)按鍵開門，檢查門是否正常開啟，后臺(tái)報(bào)文顯示是否正常，后臺(tái)開門指示是否正常，關(guān)門后檢查鎖具是否到位。

可視智能門禁系統(tǒng)：人工外側(cè)刷卡開門、密碼開門、內(nèi)側(cè)按鍵開門、人臉識(shí)別開門和指紋識(shí)別開門，檢查門是否正常開啟，后臺(tái)報(bào)文顯示是否正常，后臺(tái)開門指示是否正常，關(guān)門后檢查鎖具是否到位。同時(shí)驗(yàn)證戶外呼叫，戶內(nèi)遠(yuǎn)程開門功能是否正常。

（5）環(huán)境監(jiān)視調(diào)試

溫濕度傳感器：調(diào)試人員在溫度傳感器周圍適當(dāng)加熱，后臺(tái)報(bào)文是否正確顯示，查看輔助監(jiān)控平臺(tái)顯示數(shù)據(jù)是否正確。

煙感探測(cè)器：調(diào)試人員在煙感探測(cè)器周圍釋放煙霧，模擬火災(zāi)，觸發(fā)煙感探測(cè)器報(bào)警，觀察煙感探測(cè)器報(bào)警燈是否亮起，后臺(tái)報(bào)文是否顯示正確，查看輔助監(jiān)控平臺(tái)狀態(tài)顯示是否正常，有無視頻彈窗聯(lián)動(dòng)報(bào)警。

水浸探測(cè)器：在水浸探測(cè)器周圍倒入水，使探測(cè)器侵入水中，觀察探測(cè)器報(bào)警燈是否亮起，后臺(tái)報(bào)文是否顯示正確，查看輔助監(jiān)控平臺(tái)狀態(tài)顯示是否正常。

SF6 監(jiān)測(cè)：在監(jiān)控裝置附近人工釋放SF6 氣體，模擬SF6 氣體泄漏，檢查后臺(tái)報(bào)警是否正常，聯(lián)動(dòng)風(fēng)機(jī)是否啟動(dòng)、觀察報(bào)警燈是否亮起。調(diào)試人員在外掛機(jī)區(qū)域活動(dòng)，檢查外掛主機(jī)是否能夠啟動(dòng)，提醒進(jìn)入人員并報(bào)告室內(nèi)環(huán)境狀況。輔助監(jiān)控系統(tǒng)后臺(tái)檢查是否正確顯示SF6 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)信息。

（6）動(dòng)力照明控制調(diào)試

燈光控制：人工開關(guān)燈檢查后臺(tái)信息顯示是否正確，在后臺(tái)控制每一路燈光開關(guān)狀態(tài)是否正確，定時(shí)開關(guān)燈光是否正常。

空調(diào)控制：人工控制空調(diào)的開關(guān)、溫度等狀態(tài)，后臺(tái)檢查每臺(tái)空調(diào)開關(guān)狀態(tài)是否正確，后臺(tái)控制空調(diào)開關(guān)、調(diào)整空調(diào)狀態(tài)檢查空調(diào)運(yùn)行是否正常。

風(fēng)機(jī)控制：人工控制風(fēng)機(jī)的開關(guān)等狀態(tài)，后臺(tái)檢查每臺(tái)風(fēng)機(jī)開關(guān)狀態(tài)是否正確。在后臺(tái)操作風(fēng)機(jī)，檢查風(fēng)機(jī)是否啟動(dòng)正常。

水泵控制：人工觸發(fā)水位報(bào)警，后臺(tái)顯示水泵開關(guān)狀態(tài)，后臺(tái)操作水泵開關(guān)，檢查水泵運(yùn)行是否正常。

（7）各子系統(tǒng)智能聯(lián)動(dòng)功能調(diào)試

與SCADA 系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)：分合室外隔離開關(guān)，開關(guān)周圍攝像機(jī)對(duì)分合狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)并能正確抓取圖像進(jìn)行狀態(tài)判別形成報(bào)告。

與安全防范系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)：人工觸發(fā)防范探測(cè)器報(bào)警，探測(cè)器周圍攝像機(jī)自動(dòng)調(diào)整角度對(duì)探測(cè)器區(qū)域進(jìn)行視頻錄像并彈窗顯示，檢查報(bào)文是否正確。

與門禁系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)：人工觸發(fā)門禁系統(tǒng)并報(bào)警，門禁周圍攝像機(jī)自動(dòng)調(diào)整角度對(duì)門禁區(qū)域進(jìn)行視頻錄像并彈窗顯示，檢查報(bào)文是否正確。

與動(dòng)力照明控制系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)：人工分合照明開關(guān)、空調(diào)、風(fēng)機(jī)等系統(tǒng)并報(bào)警，開關(guān)周圍攝像機(jī)自動(dòng)調(diào)整角度對(duì)開關(guān)區(qū)域進(jìn)行視頻錄像并彈窗顯示，檢查報(bào)文是否正確。

2.3 輔助監(jiān)控系統(tǒng)主站與子站系統(tǒng)功能聯(lián)調(diào)前準(zhǔn)備

圖紙核對(duì)：按照子站調(diào)試完成后的各采集裝置點(diǎn)位圖紙復(fù)核主站主界面顯示圖。

主站點(diǎn)表錄入：按照主站點(diǎn)表格式要求調(diào)整點(diǎn)表，確保主站和子站功能表述、顯示名稱與報(bào)警裝置等信息一致。

測(cè)試通道：利用PING 逐一測(cè)試主站與子站主備通道，有無丟包。同時(shí)利用單一熱拔方式測(cè)試主備切換功能。

視頻監(jiān)控、智能巡檢方案審核：視頻巡視路線、巡視時(shí)間等相關(guān)資料經(jīng)運(yùn)管單位審核。

2.4 輔助監(jiān)控系統(tǒng)主站與子站系統(tǒng)功能聯(lián)調(diào)驗(yàn)收

2.4.1 遙信

遙信調(diào)試：調(diào)試方式與單體調(diào)試相同。調(diào)試人員在子站模擬各種事故觸發(fā)探測(cè)器報(bào)警信號(hào)，按次序唱票確認(rèn)的方式逐項(xiàng)對(duì)子站上傳的探測(cè)器信號(hào)進(jìn)行確認(rèn)，同時(shí)核對(duì)調(diào)度主站后臺(tái)報(bào)文及顯示信號(hào)是否與子站一致。

2.4.2 遙測(cè)

遙測(cè)調(diào)試：調(diào)試人員模擬溫度，核對(duì)子站紅外攝像機(jī)監(jiān)測(cè)溫度與主站顯示是否一致。

2.4.3 遙控

遙控調(diào)試：調(diào)度主站遠(yuǎn)方對(duì)視頻監(jiān)控、門禁、空調(diào)、風(fēng)機(jī)和燈光等設(shè)備進(jìn)行操作，子站現(xiàn)場(chǎng)人員確認(rèn)狀態(tài)，同時(shí)子站與主站核對(duì)報(bào)文顯示是否一致。

2.4.4 視頻巡檢

主站下達(dá)自動(dòng)巡檢、手動(dòng)巡檢任務(wù)，主站驗(yàn)收人員通過圖像、預(yù)制位置等確認(rèn)狀態(tài)是否正常，核對(duì)顯示報(bào)文。

3 結(jié)束語

輔助監(jiān)控系統(tǒng)調(diào)試的準(zhǔn)確性、及時(shí)性，能確保巡檢人員在現(xiàn)場(chǎng)看到的、聽到的、聞到的和測(cè)到的所有信息，都能在系統(tǒng)主站實(shí)時(shí)監(jiān)控、記錄和顯示，為無人值守鐵路智能變電所提供技術(shù)支持。雖然變電所輔助監(jiān)控應(yīng)用具有較高的價(jià)值，但在調(diào)試方面有著更高的調(diào)試要求，調(diào)試人員應(yīng)加強(qiáng)調(diào)試控制，通過調(diào)試技術(shù)的科學(xué)與合理應(yīng)用，保證技術(shù)實(shí)施過程的嚴(yán)謹(jǐn)性，從而保障變電所輔助監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。