運行中的天津輕軌SCADA系統

白躍中

摘要：本文著重從建設天津輕軌的意義和作用、天津輕軌中的SCADA系統的意義、系統構成、重要性分別進行了闡述，特別是SCADA系統的體系結構、總線結構、系統安全和通信方式等相關技術發展的新動向，以及為了在二期工程中使SCADA系統更加完善、便于使用、滿足功能的前提下力求簡單，應采取的策略進行了探討。

關鍵詞：電力監控系統；城市軌道交通；自動化系統；構成方案

1.建設天津輕軌的意義

天津是我國重要的城市之一。改善城市交通狀況已經迫在眉睫。而對于天津來說，建設一條現代化的輕軌顯得尤為重要。建設天津市區至濱海新區軌道交通工程對天津市實施啞鈴式發展規劃和“一條扁擔挑兩頭”的整體經濟發展布局。對天津市工業戰略東移、對天津海新區建設、對促進沿線經濟發展等具有非常重要的現實意義。同時。為響應和配合海河沿岸綜合改造開發工程。將建設由一期的中山門車站至中心廣場的天津輕軌二期工程。可以提高輕軌的使用效率。緩解由河東區至中心市區的交通壓力。隨著二期建成后將成為連接濱海新區和市中心快捷的交通工具。與即將修建的地鐵工程一起構成天津市的主要交通網絡。可以大大減少人們的出行時間。

2.為什么在輕軌供電系統中設計SCADA系統

SCADA系統即英文Supervisory Control And Data Acquisition。中文簡稱電力監控系統。SCADA系統是實現軌道交通供電系統自動化調度管理的重要工具。天津快速軌道交通工程SCADA系統是在滿足技術經濟合理的基礎上。使系統的構成方案具有安全性、完整性、可靠性、可維護性及工程可實施陛，并在此基礎上使之更先進。對于天津輕軌的運營來說。保證行車是最基本的。而保證行車的前提是供電系統必須安全穩定。可見。供電系統在天津輕軌的運營中的作用是很重要的。而SCADA系統是整個供電系統的心臟。是重中之重。

3.天津輕軌中SCADA系統的特點

3.1主站調度系統構成方案

電力監控系統的控制中心主站系統是全線供電系統的控制中樞。同時負責與其它系統的協調配合工作。因而主站系統性能的優劣。直接關系到全線供電系統的安全與可靠運行。

3.2系統網絡構成

控制中心調度系統采用開放型、分布式計算機局域網絡結構。主從網絡節點方式，客戶機，服務器模式。雙網冗余配置。網絡協議采用TCP/IP協議。網絡速率為10Mbps/100Mbps自適應。在其雙網結構中。兩網絡的功能完全等價。相互備用。當其中一個網絡發生故障時。不影響監控系統的功能。

3.3系統網絡備用模

系統網絡工作模式采用雙網并行工作方式。正常情況下雙網同時工作，并可根據需要分擔不同的數據傳輸，實時性好。網絡負荷輕，當某一網絡故障時，系統給出報警信息，并由非故障網絡承擔全部的數據傳輸。

3.4系統網絡服務器管理工作模式

目前在網絡服務器工作方式方面。推薦采用“1+N”冗余工作模式。該模式是在網絡系統硬件配置不變的情況下。當主服務器故障時，由備用服務器替代，當備用服務器也故障時。按軟件定義順序由網上其他計算機臨時替代服務器的網絡管理功能。保證系統的實時調度、監控等功能的正常運行，如此循環往復。直至網絡上的最后一臺計算機故障。網絡才真正停止運行。該工作模式在沒有增加硬件投資的情況下。實現了重要功能一臺主用，N臺備用。因此系統安全可靠性更高。

3.5操作系統構成方案

目前。電力監控系統采用的操作系統主要有Unix、WindowsNT等。這些操作系統具有實時、多任務、多用戶等特點。但相比較而言。Unix操作系統不僅是面向工作站級計算機。而且也是面向服務器級計算機的操作系統。其高度的穩定性、強大的處理能力、成熟的運行經驗以及高度的安全性，被廣泛應用于工業控制、軍事及其他大型重要、核心控制系統中。同時，Unix在網絡安全方面更優于Windows NT。

3.6時鐘對時系統配置

考慮到沿線各車站均為高架或地面式。GPS的接入比較方便。在時鐘同步方式的選擇上推薦主站和被控站全部采用全球定位系統保持時鐘同步。并在主站引入外部主母鐘通道。作為主時鐘的后備。

4.SCADA系統的重要性

電力監控系統是實現軌道交通供電系統自動化調度管理的重要工具。因而電力監控系統性能的優劣。將直接關系到全線供電系統的安全與可靠運行。天津線變電所都按照無人值班設計的。對設備運行狀況及現場情況的巡視都要通過電力監控系統來完成。天津快速軌道交通工程電力監控系統是在滿足技術經濟合理的基礎上。使電力監控系統的構成方案具有安全性、完整性、可靠性、可維護性及工程可實施性，并在此基礎上使之更先進。

在電力調度中心內設一套電力監控調度系統及相應的調度通信設施。在沿線各變電所設置電力監控系統被控站。被控站采用全所綜合自動化系統。主站與各被控站之間通過通信專業提供的數據傳輸通道。實現對供電系統及設備運行狀況的實時監控。為電力調度提供自動化管理手段。保證供電系統的安全可靠運行。電力監控系統的被控站設在沿線的變電所內。被控站采用微機型全所綜合自動化系統，該系統采用集中管理，分散、分層、分布式系統結構，由站級管理層、網絡通信層、間隔設備層三部分組成，完成對系統控制、監視、測量、保護、自動控制、所內集中自動化管理及遠程通信等功能。本通信系統具有速度快。可靠性高。可擴展性強等特點。已經成功的應用于多家變電站的電力監控系統。