轨道交通电力监控系统设计及其应用

来源:用户上传      作者: 杨帆

　　【摘要】轨道交通电力监控系统的最终目的，是为了确保电力设备运行的可靠性、安全性，实现供电安全。做好城市轨道交通电力监控工作，设计高效的电力监控系统，具有十分重要的现实意义。本文主要分析了轨道交通电力监控系统的设计方案和技术应用方法，以期提高系统的运行可靠性。
　　【关键词】轨道；交通；电力监控系统；设计；应用
　　1.前言
　　轨道交通电力监控系统指的是对城市轨道交通情况进行全面监控的电力系统，该系统的监控对象包括城市轨道交通的接触网、变电所、配电所等电力设备，主要任务是监控这些电力设备的实际运行情况，通过远程实时控制和远程实时监视，及时发现电力设备的异常状况，报警异常事件，确保电力设备的正常运行。并通过实时监控，进一步提高电力设备供电系统及配电系统的自动化程度，提高其电力设备管理水平，实现设备自动化调度，做好电力设备维修工作。交通电力系统主要通过车站变电所及通信通道系统完成信息传输，这两个系统都属于通信专业系统。其中，变电所综合系统现场测控装置与通信网相互连接而成，并由此形成主控中心、车站以及现场的综合体系，该体系是一种多层应用体系。系统各个子系统负责的工作大不相同，车站监控系统与主控制系统主要负责数据分析、数据处理以及数据收集等，也作为系统的使用节点与实时监控关键节点存在，几个子系统形成拓扑结构，接口设备指的是系统中的监控设备。
　　2.轨道交通电力监控系统的架构与分布
　　轨道交通电力监控系统随着城市发展水平的不断提高得到了进一步发展，应用多年以来，主要采用两级管理的方法实施单条线管理，并采用三级控制方法进行使用。
　　2.1系统架构
　　根据城市轨道交通的分布特征及地域特征来构架整个监控系统，结构体系为分层分布体系。采用该体系构架监控系统，具有一定的复杂性，且适用于大型系统，与分级别、多层次以及跨地域的自动化系统相适应，不仅可以满足城市轨道交通的发展需求，还可以满足电力发展需求[1]。车站级管理管理及中央级管理就是上文提及的两级管理，而现场级、车站级以及中央级对应的是三级控制。可以说，两者之间存在一定的关联性，但同时又保持一种相对独立的关系而存在。采用分层分布的方法实施系统架构，主要是为了进一步提升系统的可靠性，优化和简化系统；采用动态分布及冗余分布方法，主要是为了使系统的并行度提高。在此基础上，采用抗干扰及软硬件隔离等措施，最终目的是为了有效提高系统的可用性。
　　2.2系统分布
　　主备冗余系统是城市轨道交通监控系统最常见的中心系统，该系统可有效收集、分析、处理监控对象的实际性能及实时状态，并通过工作站将数据转化为文本、表格或图像、图形，显示更为生动的数据，给调度人员提供最真实、可靠的监视资料和控制信息。另外，系统遵循逻辑关系，向各站点的监控系统及其监控对象发送控制命令，包括点控命令、程控命令以及模式命令等，采用自动化方式执行。调度人员收到控制命令后，通过人工方式进行发布，以此实现对电力设备的管理、调度及监控，为城市轨道交通的供电安全性及供电质量提供重要保障。车站级电力监控系统的主要任务是对车站供电设备中的监控对象进行数据收集和状态监控，以便了解系统的性能和运行状态。如果通信网络或中心系统出现故障问题，可通过车站级电力监控系统，完成对车站供电设备的实时控制。在监控系统和现场监控设备车站级及中心系统中，均安装有一个或多个通信接口。这些接口可安装于监控对象四周，具有命令反馈、执行、接收等重要作用，同时可也具有信息收集、传输及分析等作用。
　　3.平台化轨道交通电力监控系统如何实现
　　根据实践经验总结，平台化的监控系统具有众多优势，在综合监控系统中，实现平台化运转方式，不仅可以充分利用软件平台，还可以充分利用软件技术，提高业主应用、工程实施以及项口设计等技术应用水平，而不仅仅停留在通信基础技术及系统细节技术的使用上。
　　3.1轨道应用信息总线及中间件技术的实现
　　应根据轨道交通监控系统的实际需求，以及中间技术的平台内核机制，包括实时消息、实时通讯以及实时数据库等中间件技术，实现信息总线的使用。信息总线在电力监控系统中的作用主要体现在以下方面：总线可实现对机电设备、环境监控系统及供电系统的技术支持，实现业务模型化运转，并扩宽电力系统其他业务的技术应用面。
　　3.2数据库及网络计算机环境支持
　　构建RAILSYS软件平台，实现多网络运行和分布，并在此状态下，实现业务动态分配和动态加载[2]。采用虚拟数据技术及操作系统技术作为系统底层技术，以此实现系统的环境支持，该系统适用于商用关系数据库，也适用于操作系统的计算机技术，其中包括主流数据库及操作系统管理系统。
　　4.RAILSYS软件在轨道电力监控系统中的应用
　　应用RAILSYS软件平台实施交通首都机场电力监控系管理，可有效提高系统的运行可靠性。其中，ISCS监控系统采用的是三级控制及两级管理的系统构架体系，采用RAILSYS软件实施监控系统管理，不管是从设计方面，还是应用方面来看，都充分体现了系统的应用优势。
　　4.1系统构架更为先进
　　采用多层体系作为电力监控系统的构架，可有效划分多个处理层、支持层、应用层及服务层，包括客户界面、客户端应用、历史数据库、实施数据库、实时监控应用以及前置通讯预处理等。
　　4.2提高运行模式的可靠性
　　从设计层面分析，RAILSYS软件平台系统通过冗余配置及关键节点硬件实施运行，有效提高了地铁实时监控系统的可靠性，容错模式为1+N，不仅确保了系统的运行状态，还提高了系统可用性。
　　4.3实现混合软硬件计算机的环境支持
　　采用RAILSYS软件平台作为电力监控系统子系统，可有效实现混合软硬件的环境支持，支持计算机软件和硬件混合平台，包括主流商用数据库及各个操作系统等，应用UNIX作为核心技术，应用Windows作为人机接口技术[3]。可在实施数据库的基础上，结合商用数据库运行，提高了技术应用延展性。
　　5.结束语
　　综上所述，可以根据国内外实践研究，分析轨道交通电力监控系统的构架方法、分布方法，以及平台化系统的实现方法和平台软件技术应用，从系统设计到技术应用，充分体现内核技术的应用优势。
　　【参考文献】
　　[1]彭玉柱.基于Internet的电力监控系统设计与实现[D].哈尔滨工业大学，2013，10（02）：146-147.
　　[2]刘太彪.地铁综合监控仿真培训系统的设计与开发[D].西南交通大学，2014，04（08）：218-219.
　　[3]方小飞.基于SCADA的铁路电力远动系统几个关键环节的设计与应用[D].吉林大学，2014，24（12）：134-135.
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