城市軌道交通電力監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及發(fā)展

【摘 要】電力監(jiān)控又叫做電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)是結(jié)合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)以及信息化技術(shù)為一體新型的集成系統(tǒng)。通過(guò)該系統(tǒng)可以集成多個(gè)軌道交通方面的自動(dòng)化的子系統(tǒng)，通過(guò)集成平臺(tái)的技術(shù)支撐對(duì)軌道交通實(shí)施統(tǒng)一的監(jiān)控，對(duì)各個(gè)系統(tǒng)通過(guò)信息化的共享以及對(duì)各個(gè)系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)控制，從而提高軌道交通的運(yùn)行效率。

【關(guān)鍵詞】城市軌道交通；電力監(jiān)控系統(tǒng)；設(shè)計(jì)；發(fā)展

引言

軌道交通系統(tǒng)的應(yīng)用，對(duì)我國(guó)城市軌道交通的正常運(yùn)行有重要意義，在其應(yīng)用過(guò)程中，能通過(guò)對(duì)各類電力設(shè)備的監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況，并發(fā)出警報(bào)，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理，提高供電質(zhì)量。與此同時(shí)，這一系統(tǒng)還能夠與車站變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行信息共享，將車站、現(xiàn)場(chǎng)以及主控中心連接到一起，共同形成多層應(yīng)用體系，大大提升了軌道交通電力系統(tǒng)的智能化、一體化。

1城市軌道交通電力監(jiān)控系統(tǒng)的概述

城市軌道交通電力監(jiān)控系統(tǒng)，又稱PSCADA系統(tǒng)，其主要是指對(duì)各類變所（如城市軌道供電系統(tǒng)主變電所、降壓變電所以及牽引變電所等）的電所設(shè)備以及供電設(shè)備等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、控制、測(cè)量以及發(fā)現(xiàn)故障的信息化平臺(tái)。目前，PSCADA系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過(guò)程中，主要由三部分組成，即在控制中心的調(diào)度系統(tǒng)、變電所內(nèi)的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)以及通信通道。電力監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)反映供電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，特別是故障信息，進(jìn)而能夠?yàn)榉治龉收显颉⑻幚砉收弦约氨Ｕ先藛T安全和財(cái)產(chǎn)安全提供重要的支撐。因此，城市軌道交通電力監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用是十分重要的。

2城市軌道交通電力監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展方式

電力監(jiān)控系統(tǒng)是城市軌道交通供電系統(tǒng)中的重要組成部分，對(duì)城市軌道交通供電系統(tǒng)中各種機(jī)械設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行起到了監(jiān)視和把控的作用。我國(guó)早期的城市軌道交通工程項(xiàng)目建設(shè)，由于受到信息集成技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)等硬件系統(tǒng)因素影響，需要對(duì)整個(gè)電力監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行分離系統(tǒng)模式的設(shè)置。現(xiàn)代城市軌道交通中綜合監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用，使得電力監(jiān)控系統(tǒng)的通信技術(shù)和信息技術(shù)獲得了長(zhǎng)足的發(fā)展，以往分別獨(dú)立的各種系統(tǒng)功能通過(guò)現(xiàn)代高集成的綜合監(jiān)控系統(tǒng)得以實(shí)現(xiàn)。通過(guò)大數(shù)據(jù)分析功能的使用，對(duì)電力監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)部人員精簡(jiǎn)、機(jī)器設(shè)備統(tǒng)籌以及系統(tǒng)設(shè)備集中管理，都起到了積極的輔助作用。

3軌道交通電力監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用分析

3.1軌道交通電力監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)架設(shè)計(jì)及應(yīng)用

對(duì)于軌道交通工程來(lái)說(shuō)，對(duì)于電力監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)用至關(guān)重要，在系統(tǒng)建構(gòu)過(guò)程當(dāng)中，要根據(jù)城市實(shí)際狀況來(lái)設(shè)計(jì)與施工，在系統(tǒng)中主要是對(duì)車站以及中央管理相互協(xié)調(diào)和相互制約。軌道交通工程中，監(jiān)控系統(tǒng)有其自身特點(diǎn)，所包含內(nèi)容十分復(fù)雜，同時(shí)這項(xiàng)技術(shù)所應(yīng)用范圍主要是在一些大型工程當(dāng)中，其中隨著軌道交通工程的發(fā)展，對(duì)于自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用越來(lái)越多，我國(guó)電力工程實(shí)際發(fā)展和運(yùn)行過(guò)程中，需要從各個(gè)方面進(jìn)行滿足，舉例來(lái)說(shuō)，對(duì)于軌道交通來(lái)說(shuō)，表現(xiàn)較為突出的是南瑞公司中所采用的RT21-SCADA電力監(jiān)控系統(tǒng)，這項(xiàng)技術(shù)中通過(guò)分層來(lái)進(jìn)行體系建設(shè)，同時(shí)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行整個(gè)可靠性有著提升作用同，通過(guò)一些抗干擾措施也能夠?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行提高。

3.2平臺(tái)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用

據(jù)實(shí)踐證明，平臺(tái)化軌道交通電力監(jiān)控系統(tǒng)能夠充分實(shí)現(xiàn)軟件平臺(tái)及技術(shù)的運(yùn)用，十分有利于增強(qiáng)項(xiàng)目設(shè)計(jì)、工程實(shí)施水平。在平臺(tái)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用中，首先要獲得異構(gòu)計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)等的支持。RAILSYS實(shí)時(shí)軟件平臺(tái)能夠支持多網(wǎng)絡(luò)的分布式運(yùn)行、業(yè)務(wù)動(dòng)態(tài)加載等，其中所包含的虛擬化操作技術(shù)等，也能夠在多種不同的計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)中予以適用。其次，平臺(tái)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，應(yīng)建立基于內(nèi)存的實(shí)時(shí)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)子系統(tǒng)。保證數(shù)據(jù)庫(kù)能夠同時(shí)支持多網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)、SOL語(yǔ)言有限子集等。另外，平臺(tái)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，應(yīng)實(shí)現(xiàn)軌道信息總線及中間件技術(shù)的應(yīng)用。工作人員應(yīng)結(jié)合當(dāng)前軌道交通實(shí)際情況，考慮中間件接口標(biāo)準(zhǔn)，合理運(yùn)用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、實(shí)時(shí)消息等中間件技術(shù)。在實(shí)際的應(yīng)用中，平臺(tái)能夠提供較為全面的軌道實(shí)時(shí)應(yīng)用公共信息總線，支持各種實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)中所需的數(shù)學(xué)模型等。目前，電力監(jiān)控系統(tǒng)在我國(guó)軌道交通中，已經(jīng)能應(yīng)用于多個(gè)方面，但是在突發(fā)事件管理、專業(yè)維修支持等方面還略有不足，而在目前多專業(yè)接口缺乏的情況下，平臺(tái)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用，才能夠有效推動(dòng)不同匹配層標(biāo)準(zhǔn)的制定。

3.3RAILSYS軟件平臺(tái)的實(shí)際應(yīng)用

目前，我國(guó)城市軌道交通中，對(duì)于電力監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)用所包含內(nèi)容眾多，同時(shí)，在工程中運(yùn)用RAILSYS軟件平臺(tái)能夠獲得更好工程效率和發(fā)展效果，這項(xiàng)軟件發(fā)展和應(yīng)用過(guò)程需要二級(jí)或者是三級(jí)系統(tǒng)管理，為了保證系統(tǒng)更加可靠，需要結(jié)構(gòu)分層理念，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)放性進(jìn)行考慮，從前期進(jìn)行設(shè)計(jì)再到后期到實(shí)際應(yīng)用工作中，滿足電力設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)際需求，對(duì)于設(shè)備中關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行基礎(chǔ)配置，從而保證電力監(jiān)控系統(tǒng)的正常運(yùn)用。

4城市軌道交通電力監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展

我國(guó)PSCADA系統(tǒng)在發(fā)展過(guò)程中，主要經(jīng)歷了三個(gè)階段，即人工監(jiān)控系統(tǒng)階段、分立自動(dòng)化系統(tǒng)階段以及綜合監(jiān)控系統(tǒng)階段。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及通信技術(shù)的飛速發(fā)展，PSCADA系統(tǒng)逐漸趨于使用統(tǒng)一的軟件平臺(tái)、硬件平臺(tái)，以及實(shí)現(xiàn)分立自動(dòng)化系統(tǒng)的綜合集成。例如，廣州地鐵、西安地鐵及北京和上海等地鐵在電力監(jiān)控系統(tǒng)的過(guò)程中，大部分采用的都是綜合監(jiān)控系統(tǒng)。城市軌道交通電力監(jiān)控系統(tǒng)在建設(shè)初期，電力監(jiān)控系統(tǒng)還沒(méi)較為成熟的標(biāo)準(zhǔn)可以參考。同時(shí)在計(jì)算機(jī)等諸多技術(shù)的限制，城市軌道交通電力監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也只能是參考電氣化鐵道等監(jiān)控系統(tǒng)的模式進(jìn)行設(shè)計(jì)。在電力監(jiān)控系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)方面還缺乏統(tǒng)一性，且效果也并不顯著。電力監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、設(shè)備設(shè)置以及接口均呈現(xiàn)出多樣化的發(fā)展趨勢(shì)，就導(dǎo)致電力監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)不一，從而導(dǎo)成本的增加等等。因此，電力監(jiān)控系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化成為現(xiàn)階段重要的研究方向。總之，我國(guó)智慧城市的軌道電力監(jiān)控系統(tǒng)還有很大的提升空間。

5結(jié)語(yǔ)

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，高度集成的信息監(jiān)控系統(tǒng)，是城市軌道交通電力監(jiān)控系統(tǒng)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。但是，結(jié)合城市軌道交通電力監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，綜合監(jiān)控系統(tǒng)的缺點(diǎn)比較明顯得以展現(xiàn)，是未來(lái)電力監(jiān)控系統(tǒng)需要重點(diǎn)解決的問(wèn)題。今后城市軌道交通電力監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)和使用，首先應(yīng)該選擇一個(gè)符合行業(yè)應(yīng)用的系統(tǒng)平臺(tái)，制定相應(yīng)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，使城市軌道交通中的電力監(jiān)控系統(tǒng)能夠全面得以應(yīng)用和發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]毛璐.城市軌道交通電力監(jiān)控自動(dòng)化系統(tǒng)的功能[J].工業(yè)，2016，16（6）：102-103.

[2]唐國(guó)寶.城市軌道交通電力監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成分析[J].低碳地產(chǎn)，2016，2（20）：126-127.

[3]鄭侯，李恒.城市軌道交通電力監(jiān)控系統(tǒng)研究[J].商品與質(zhì)量，2016，11（15）：231-232.

[4]任覓.可靠性分析背景下城市軌道交通供電PSCADA系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)分析[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2015（06）.

[5]范永華.城市軌道交通信號(hào)維護(hù)支持系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)[J].自動(dòng)化應(yīng)用，2014（03）.

作者簡(jiǎn)介：

金春日（1986.1-），男，吉林蛟河人，沈陽(yáng)航空工業(yè)學(xué)院自動(dòng)化專業(yè)學(xué)士，工程技術(shù)，單位：中車唐山機(jī)車車輛有限公司，研究方向：軌道交通工程施工。

（作者單位：中車唐山機(jī)車車輛有限公司）