關于鐵路動環(huán)監(jiān)控設備的維護與故障處理探討

劉俊生 成榆生

【摘 要】本文通過從鐵路通信機房內動力環(huán)監(jiān)監(jiān)控系統(tǒng)的模塊化設計和維護方面進行探討，結合日常管理經驗和現場維護經驗進行研究，為現場維護動力環(huán)監(jiān)系統(tǒng)設備提供參考依據，更好地保障機房通信設備運行安全，有長遠的運用價值和推廣意義。

【關鍵詞】動力環(huán)境監(jiān)控；維護；故障處理；運用價值

一、課題研究的意義

動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)是一個綜合利用計算機網絡技術、數據庫技術、通信技術、自動控制技術、新型傳感技術等構成的計算機網絡，提供的一種以計算機技術為基礎、基于集中管理監(jiān)控模式的自動化、智能化和高效率的技術手段，其監(jiān)控對象是機房內動力設備及機房環(huán)境。結合鐵路現場情況，動環(huán)監(jiān)控設備已廣泛應用于各類機房，針對種類繁多，設計各異的動環(huán)監(jiān)控設備；對機房里的環(huán)境設備及基礎子系統(tǒng)（如UPS、空調、配電、新風、溫濕度、漏水、門禁、圖像、消防系統(tǒng)等）進行實時監(jiān)測和有效管理。因此本課題研究有著廣闊的運用場景。

二、動力環(huán)監(jiān)監(jiān)控系統(tǒng)及設計

（一）環(huán)監(jiān)集中監(jiān)控系統(tǒng)組成

根據國家統(tǒng)一要求，監(jiān)控系統(tǒng)應按監(jiān)控管理中心（CSC）、區(qū)域監(jiān)控中心（LSC）、局（站）現場監(jiān)控單元（FSU）、設備監(jiān)控模塊（SM）劃分。環(huán)監(jiān)集中監(jiān)控系統(tǒng)網絡圖如下圖1所示。

（二）系統(tǒng)模塊化設計

1.監(jiān)控模塊SM（Supervsion moduie）

監(jiān)控模塊是整個系統(tǒng)的數據采集部分。裝于被監(jiān)控的設備附近。它是圖像、聲音、環(huán)境、電源、空調設備的智能控制器或智能采集設備；具有數據的采集、壓縮、控制和濾波作用；具有與監(jiān)控單元（FSU），區(qū)域監(jiān)控中心（LSC）或監(jiān)控中心（CSC）進行通信的功能；完成遙測，遙信數據的傳送及實現系統(tǒng)的遠端遙控。其結構圖如圖2所示。

每個監(jiān)控模塊都是相對獨立的數據采集子系統(tǒng)，這些數據采集子系統(tǒng)一般地均由傳感器、數據采集通道、數據處理與控制器、通信單元組成。監(jiān)控模塊包括圖像信息采集與編碼壓縮類、圖像攝像鏡頭控制類、圖像信息切換與選擇類、動力系統(tǒng)類（高壓室、低壓室）、開關電源、蓄電池組、UPS、DC/DC直流變換器等設備、集中空調機和分散空調機、環(huán)境數據采集等設備。

2.監(jiān)控單元FSU（Field Supervision Unit）

監(jiān)控單元是裝于基站內的前臺設備，從邏輯上講，它是監(jiān)控模塊的上一級設備，其主要功能為：周期性地采集各監(jiān)控模塊（SM）傳來的各類信息，對信息進行數據處理、存儲、參數設置、告警管理，隨時接受并快速響應來自監(jiān)控中心的命令，具有與監(jiān)控中心進行通信的功能，完成監(jiān)控模塊和監(jiān)控中心之間的遙測、遙信、遙控數據的傳送。在某些資料里，也有把監(jiān)控模塊和監(jiān)控單元合稱為監(jiān)控單元的。其結構圖如下圖3所示。

對于監(jiān)控的基站由于其規(guī)模不同，監(jiān)控對象和內容不一樣，因此，配置的監(jiān)控單元不盡相同。不管其如何變化，其基本組成均由監(jiān)控模塊通信與管理單元、數據處理單元、顯示終端單元、上位機通信與管理單元組成。

3.區(qū)域監(jiān)控中心LSC（Local Supervision Center）

區(qū)域監(jiān)控中心裝于各市公司的監(jiān)控中心。從邏輯上講，它是監(jiān)控單元的上一級設備，其主要功能為：周期性地采集各監(jiān)控單元（FSU）傳來的各類信息，對信息進行數據處理、存儲、參數設置、告警管理，具有實時作業(yè)和歷史數據處理功能，能同時監(jiān)視轄區(qū)內監(jiān)控單元的工作狀態(tài)?？赏ㄟ^監(jiān)控單元（FSU）對監(jiān)控模塊（SM）下達監(jiān)測和控制命令，隨時接受并快速響應來自監(jiān)控中心（CSC）的命令，具有與監(jiān)控中心進行通信的功能，完成監(jiān)控模塊（SM）、監(jiān)控單元（FSU）和監(jiān)控中心（CSC）之間的遙測、遙信、遙控數據的傳送和數據過濾功能。

區(qū)域監(jiān)控中心一般地由前臺通信控制單元、數據處理單元（局域網）、后臺通信單元、數據庫、顯示與打印單元組成。其邏輯結構如圖4所示。

4.集中監(jiān)控中心CSC（Central Supervision Center）

CSC從邏輯上講，它是區(qū)域監(jiān)控中心的上一級設備，其主要功能為：周期性地采集各區(qū)域監(jiān)控中心（LSC）、監(jiān)控單元（FSU）傳來的各類信息， 對信息進行數據處理、存儲、參數設置、告警管理，具有實時作業(yè)和歷史數據處理功能，可通過區(qū)域監(jiān)控中心LSC或監(jiān)控單元（FSU）對監(jiān)控模塊（SM）下達監(jiān)測和控制命令，具有遙測、遙信、遙控功能。

監(jiān)控中心一般地，由前臺通信控制單元、數據處理單元（局域網）、數據庫、顯示與打印單元組成。其邏輯結構如圖5所示。

（三）環(huán)監(jiān)監(jiān)控系統(tǒng)參數設置

系統(tǒng)可對運行參數進行設置。其中包括：告警閥值、復限閥值、告警級別、變比系數、振蕩因子、滿程值、零程值等。

在系統(tǒng)參數設置時，監(jiān)控中心畫面將給出提示。

監(jiān)控中心具有故障告警及確認記錄。故障告警及確認記錄內容包括故障設備名稱、故障發(fā)生時間、故障確認時間、故障確認人、故障排除時間等。系統(tǒng)對記錄資料具有查閱、統(tǒng)計功能。

三、通信機房的環(huán)境監(jiān)控測點與采樣布置探討

（一）煙霧傳感器

要安裝在開關電源正上方屋頂上的最高處吸頂安裝，安裝牢固，安裝時其工作指示燈盡量指向門口，每個煙霧傳感器的作用范圍不超過6m（半徑）。

任何原因造成的煙霧不能到達傳感器所在的位置，將使傳感器不能正常告警。一般的，需將煙霧傳感器裝在基站設備的上方屋頂上，按照煙霧較空氣輕的原理，一旦基站設備有煙霧時，煙感能比較快的作出反應。

（二）水浸傳感器

水浸傳感器須安裝在基站內的空調，暖氣，窗門口等易漏水的地方，并選擇地勢最低的地點安裝，保證兩觸點距地面距離S均為1-2mm的距離，注意避免與地面過近造成誤告警。

（三）溫度傳感器

溫度傳感器要求安裝在距地面1.7米左右、主控附近的墻上，注意安裝牢固；溫度傳感器不能裝在門口及門的對面，應避免陽光直射、空調氣流直吹，嚴禁安裝在開關電源的后面，另外注意遠離暖氣管道及暖氣片等熱源，距離主控不得超過5米，安裝盡量選擇最能反映基站整體溫度的位置。

（四）三相交流檢測器

三相交流檢測器安裝在基站配電箱的側面，不能裝到配電箱的下面，盡量遠離配電箱的出、入線孔。

（五）移動傳感器

安裝在基站門兩側，或門的對面，距地面1.8-2米之間，安裝牢固。探測器安裝時應直接面對保護區(qū)域，但須注意遠離暖器、空調、微波爐等冷熱源和有電磁場的物體，切勿將傳感器正對窗戶或強氣流、光線的區(qū)域；另外還要注意避免被監(jiān)測區(qū)域內入室登記表、基站內照明設施是否能被空調吹到從而紙張或照明設施晃動，造成移動誤告警。

四、常見故障分析與處理探討

（一）環(huán)監(jiān)系統(tǒng)故障處置流程

通過多年的現場維護經驗，對故障處置流程進行優(yōu)化，如下圖所示。首先查看監(jiān)控單元信號是否異常，是將問題縮小的第一步?？梢耘卸ㄊ侵行牡膯栴}還是底端的問題。

如果監(jiān)控單元的信號正常，表示中心服務器的配置數據與監(jiān)控單元的本地參數表與配置表數據不符，刷新服務器后可以解決。

如果監(jiān)控單元數據也顯示異常，則檢查監(jiān)控單元的本地參數和配置表。檢查時應對照采集器上所接的通道是否與配置的通道相同、信號屬性、通道類型、信號編碼、小數點位置、變比系數、越限值、復限值、振蕩因子、告警級別、告警聯(lián)動參數、屏蔽時間段等項，將不正確的配置項進行修正。

接線應當檢查的內容包括傳感器端接線是否正確、采集器端接線是否正確、線路是否完好，沒有斷線接觸不好的現象。

可以根據采集器的輸出特性有萬用表測量輸出通道輸入端的值，判斷傳感器的輸出是否正常?？梢愿鶕鞲衅魇褂谜f明書來進行判斷，不正常則更換傳感器。

如果傳感器正常則是采集板的故障，此時可使用調試工具檢查采集板通道設置。

如果通道設置正確，仍然無法采集到，通常是此通道損壞。可以更換通用采集器來解決；也可以將此信號換到其他通道進行采集，注意：此時必須修改監(jiān)控單元的參數配置，并保證監(jiān)控單元的參數配置與服務器配置相同，即修改后刷新服務器。

（二）常見故障處理方法探討

一是動環(huán)設備主機MISU主要由S板（模擬AI、數字DI外圍告警采集板）、P板（主控板）或PA板、E板（傳輸板，傳輸2M信號）三大部分組成。

二是水浸告警單元如有告警采集器告警燈會亮，無告警則正常燈亮。

三是更換P板一定要重新下載對應開關電源的協(xié)議（與門磁、水浸等告警無關），同時把P板撥碼開關設為S3為12上端/S2為18上端，其它在下端，否則出監(jiān)控中斷告警。

四是更換S板，要重新設置S1撥碼開關位置，把2 4位置拔下來，否則會出空調失竊告警。無需下載協(xié)議。更換E板，也無需下載協(xié)議。

五是更換溫濕度盒無需調盒內部微調按鈕，只需結合+12V電源線、溫度告警線、濕度告警線。注意在處理此類溫度過高或過低問題時一定要檢查連接線是否接觸良好。

六是空調失竊告警處理時，要注意檢查空調室外機內3.9K電阻是否完好，室內防雷干結點與RS232接觸是否良好。

七是若處理監(jiān)控中斷故障時，由后臺查看傳輸E板是否正常，若正常則是P板問題。動環(huán)監(jiān)控是由各個基站動環(huán)組成一個環(huán)路，若中間一個斷掉，其下掛基站動環(huán)設備會全部中斷。（每個基站動環(huán)傳輸由2條2M電路組成，一條是到上端站，一條到下端站，若在E板上看到RCL、E_LOS燈亮，說明動環(huán)傳輸中斷）。

八是更換PA板要用高版本軟件來下載協(xié)議。MISU現場調測軟件主要是下載開關電源協(xié)議，查看一些通道數據，如AI1為溫度，2作用正常，AI2為濕度，2作用正常，AI3/4為控制空調。通過軟件測試讀出版本號若為S結尾，未下載開關電源協(xié)議，若為F結尾則說明已下載協(xié)議。

九是溫濕度盒（帶4個插針）要接4根線，+12V電源線到S板電源接口+12V端，溫度采集線（T）接到XJ1上層接線板AI1端口，濕度采集線（RH）接到XJ1下層接線板AI2；接地線（GND）接到XJ1下層接線板GND端口。

五、結論

本文通過從鐵路通信機房內動力環(huán)監(jiān)監(jiān)控系統(tǒng)維護方面進行了介紹，從通信機房現場出發(fā)，對監(jiān)測點的布置進行了介紹，最后結合日常管理經驗和現場維護經驗，總結常見故障和處理方法，更好地為現場維護動力環(huán)監(jiān)系統(tǒng)設備提高參考依據，更好地保障機房設備運行安全，有長遠的運用價值和推廣意義。