5T探測站運維管理系統設計

李鐵男

(中國鐵路武漢局集團公司 襄陽車輛段，工程師，湖北 襄陽441100)

在鐵路沿線為滿足鐵路日常運行需要設有5 T探測站無人值守機房，5 T探測站機房內設備在鐵路日常安全運行起到至關重要作用[1-2]。針對5 T探測站存在的突出矛盾即一方面機房具有無人值守、設備晝夜連續工作的特點，當機房出現設備故障時無法自動判斷和報送故障原因，需要先由主管維修單位到現場勘察后根據故障點通知相關責任單位處理；另一方面，機房內設備涉及檢修主管單位、供電、通訊等多個單位，因責任認定耗時過多、溝通協調存在不足，致使故障難以及時排除。為解決這一矛盾，研制了5 T探測站運維管理系統[3-5]。

1 系統主要功能和特點

1）供電狀態檢測及供電異常報警功能。系統分別在雙路引入電、轉換器、電源控制箱、UPS 處設有電源監測點，可精準判斷供電故障導致原因，對單路斷電、控制箱開關跳閘等能做到精準報警。系統帶有備用電源，在現場UPS電源電能損耗殆盡時，確保24 h內提供數據檢測服務；

2）通訊狀態檢測及判斷通訊中斷故障點、本地通訊設備死機嘗試自動恢復功能。通訊方式采用多通道信號傳輸途徑，電話撥號、路局網絡通道、

3 G/4 G 通道結合電腦客戶端及手機APP 等實現信號傳輸，方便快捷，保障不管在什么情況下至少有一種通訊方式可以將數據送達到客戶端；

3）視頻功能。可對機房日常作業情況進行視頻拍攝，實現實時觀看、本地存儲等多種需求，為機房日常維護提供視頻資料。當設備出現人為損壞或故障時可第一時間提取現場視頻資料。對雪堵、施工破壞等情況可第一時間了解現場情況；

4）門禁功能。為記錄探測站門禁開關信息并將信息存儲在分機硬盤，當主機需要時可以通過網絡提交給主機，為提取有效視頻段提供時間節點。出現非法闖入時在主機彈出報警信號；

5）電子臺賬功能。系統將現場作業所有需填寫表格電子化，作業人員每次填表時系統自動獲取上一次填表數據，除部分變更項需要修改其他都為默認，縮短填表作業時間提高檢修效率，電子表格可實現遠程共享，在可訪問設備IP 的任何終端設備上只要安裝了遠程讀取軟件及正確輸入管理密碼后都可查閱現場作業表格；

6）環境測試功能。可對現場溫濕度、煙霧、火焰、進水等情況進行實時監控并及時報警。對紅外線設備直流電源箱工作電壓進行監測，對空調進行遠程控制操作；

7）AC 220 V 電源模塊中有集成濾波模塊，確保交流電諧波小于輸出的1%，系統還采用三級感應防雷設計，確保供電安全；

8）系統采用自動輪詢式數據抓取，無需人工操作，操作簡單易于上手；

9）故障時系統自動將設備狀態導向對5 T 探測站設備最安全狀態，不介入機房內5 T 探測站設備，不影響5 T 探測站設備正常運行，機房內其他設備死機可通過此系統遠程對死機設備重啟恢復運行。

2 系統結構

圖1 為系統結構示意圖。此系統由機房終端設備、通訊通道及主控軟件組成，其中主控軟件分為電腦軟件版與手機APP 客戶端。終端設備主要負責數據采集，現場出現異常狀態時進行判斷并向軟件終端報警，報警通道可通過多種方式實現。確保不管現場環境多復雜，也要做到設備通訊安全可靠。

圖1 系統結構示意圖

3 技術實現

3.1 構建管理系統圖2 為機房運營管理系統示意圖。

圖2 機房運營管理系統示意圖

1）供電狀態檢測及供電異常報警。該系統可對供電電壓進行測試，電壓值在160 V 到250 V 之間默認為正常供電，當電壓超出、低于該輸出電壓及停電時，會及時向值班室主機報警。對現場供電故障點進行判斷，可自動區分供電故障點并將判斷結果在主機軟件及APP 客戶端提示。圖3 為供電檢測示意圖。

圖3 供電檢測示意圖

2）通訊狀態檢測及判斷通訊中斷故障點。圖4為終端設備連接示意圖。

圖4 終端設備連接示意圖

終端設備可對所有通訊節點進行檢測，當設備故障是由通訊中斷導致時，終端設備會在設置的時間里對整個網絡進行檢測，并將檢測結果通過3G/4G 網絡傳送給軟件終端，軟件終端通過算法及分析可快速鎖定通訊中斷節點，分別如圖5、圖6所示。

圖5 線路中斷通訊節點示意圖

圖6 網絡設備故障通訊節點示意圖

5 T 探測站運維管理系統安裝在機房的終端設備將定期檢測本機房內通訊設備是否死機，如果檢測本機房通訊設備死機，終端設備將自動對通訊設備復位，避免檢修人員赴現場處理。

3）機房內其他設備死機遠程重啟恢復運行。5 T 探測站運維管理系統帶有遠程控制功能，可對無人值守機房現場可能出現設備死機的設備進行遠程復位使其能正常使用，避免人員赴現場處理。

4）電源箱直流工作電壓監測功能。電源箱直流工作電壓監測功能，將檢測端子并聯于紅外線直流電源箱監測端子上，可自動測試直流電源箱工作電壓值，并形成報表。當現場電源箱直流電壓出現問題時主動向主機報警。

5）電源箱直流工作電壓監測功能。視頻功能對作業環境現場實現無死角覆蓋，機房內外一共安裝三個攝像頭分別監控以下區域：

（1）槍型攝像機：監控機房內設備工作狀態及指示等狀態；

（2）室內全景攝像機：監控機房內部圖像；

（3）紅外球機：監控室外探頭及磁鋼。

視頻監控網絡傳輸可根據現場網絡環境靈活選擇傳輸和存儲模式，最低實時視頻傳輸速率可保證2M 以下穩定傳輸。在最差網絡環境時可保證視頻遠程下載。配合門禁功能可第一時間截取有效視頻段供客戶下載。圖7為視頻監測示意圖。

圖7 視頻監測示意圖

6）門禁功能。可對機房門禁開關進行全程記錄并將門禁變化信息存在分機工控機內，當門禁被觸動時分機立即向主機報警。并顯示門禁觸發站點信息。當需要調取日常檢修作業視頻時在回放界面可與門禁時間聯動，查詢門禁開關門時間節點可直接雙擊調閱該段時間視頻。圖8為門禁示意圖。

圖8 門禁示意圖

7）防雷功能。電路正常工作時電路主要從主電源通道輸入后端設備，當設備遭受雷擊，主電路遭到破壞時，電路會通過繼電器自動切換到旁路，保證正常供電。當主路旁路防雷都被擊穿時會導致設備停電。防雷模塊可為現場設備增加一道安全防護措施，保證雷擊后盡量少的減少現場設備損壞。從而提高設備開機運行時間。

8）電源穩壓功能。設計電源穩壓濾波處理，當現場電源電壓波動較大或者電源諧波浮動較頻繁時，分機設備可將電源電壓穩定在輸入電源電壓1%范圍內，并有效濾除電源諧波。

9）電子臺帳功能。將現場日常檢修填寫紙質表格以電子表格的形式存儲在分機工控電腦內，并進行統一管理。有效防止臺帳造假，一次檢修多次填表等問題。結合視頻監控可實現填表時間與門禁視頻時間比對，對檢修項進行逐項比照。電子臺帳可遠程調閱，并在終端軟件上設置超級用戶，可對現場表格進行增刪改。電子臺帳采用填表常見項使用默認值原則，大大減少了人工填表時間除少數浮動數據需要填寫其他都為默認值。讓工人有更多的時間去檢修設備。

10）環境測試功能。設備內設有多個環境采集傳感器，可對現場溫濕度、煙霧、進水等情況進行實時監控，且能及時給出報警輸出。

11）空調控制功能。設備可與現場溫度傳感器進行聯動，當現場溫度過高時可自動控制現場空調開關機及設置制冷溫度。

12）多通道信號傳輸功能。多通道信號傳輸途徑，系統采用電話撥號、路局網絡通道、3G/4G 結合電腦客戶端及手機APP 等實現信號傳輸，確保信號傳輸安全可靠，用戶體驗方便快捷。

4 結束語

本文所設計的5 T 探測站運維管理系統可協助提供機房可能出現的故障點，方便相關運維人員及時有效地進行處理、提高效率，對無人值守特性的機房日常安全運行進行全方位監控，起到至關重要作用；對人員作業安全、文檔管理、設備穩定運行等提供很好的輔組作用。經現場實際應用，獲得了用戶的一致好評。