城市轨道交通电力监控系统的设计及发展

城市轨道交通电力监控系统的设计及发展

发表时间：2018-11-16T19:37:01.657Z 来源：《基层建设》2018年第30期作者：罗承俊

[导读] 摘要：城市轨道交通电力系统的稳定运行是实现信息自动化和供电系统自动化的重要保证，更是城市轨道交通稳定运行的基础。

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摘要：城市轨道交通电力系统的稳定运行是实现信息自动化和供电系统自动化的重要保证，更是城市轨道交通稳定运行的基础。文中阐述了城市轨道交通电力监控系统的发展方式，电力监控系统设计与应用以及城市轨道交通电力监控系统的发展，并分析了电力监控系统未来的发展方向。

关键词：城市轨道交通；电力监控系统；设计

随着计算机应用技术和通信技术的发展，城市轨道交通的电力监控综合自动化系统可以借助于城市轨道交通内部独立的通信系统，通过变电所综合自动化系统对城市轨道交通牵引供电系统的各种电压、电流、交流、直流等设备的运行进行监控和管理。通过电力监控综合自动化系统，可以使调度中心及时掌握各个变电站的运行情况，直接对设备进行操作，及时了解故障情况,并迅速进行处理，使牵引供电系统的管理科学化、规范化，并且还可做到与其他自动化系统互换数据，充分发挥整体优势，进行全系统的信息综合管理。

1城市轨道交通电力监控系统的发展方式

城市轨道交通供电系统的正常运行离不开电力监控系统的正常操作，电力监控系统为城市轨道交通系统各机械设备的稳定运行起到了关键的监控作用。早期城市轨道交通项目的建设，由于网络传输技术和信息集成技术的不足，需要将电力监控系统分离系统模式的操作[1]。目前城市轨道交通综合监控系统得到广泛应用，电力监控系统的信息技术和通信技术发展也比较成熟，通过高集成综合监控系统将独立的各个系统之间有效的结合起来。另外大数据分析功能也应用在轨道交通电力监控系统中，可以精简电力监控系统内部的人员、机械设备，并将系统设备集中管理。

2电力监控系统设计与应用

2.1监控系统的分层分布架构

目前在轨道交通电力监控系统中，分层分布系统架构的优势明显，满足了目前的城市轨道电力需求，同时为城市轨道交通纵横向交错应用打下坚实的基础。目前的电力监控系统主要采取两级管理和三级控制。两级管理主要包含中央级别的管理和车站级别的管理[2]。三级控制是在两级管理的基础上增加现场控制。中央级别管理用于监控对象的状态、性能等，对相关数据进行采集、分析、处理，调度站的工作人员以文本、表格、图像等形式呈现，进行实时监控。车站级别的监控主要用在对车站的供电设备系统进行监控。现场级控制车站级和中央级都有接口，可以实现数据的共享和传输等功能。

2.2监控系统平台的实现方案

目前常用的的软件系统是RAILSYS软件平台，是我国自主研发的。运用RAILSYS软件平台可以保证城市轨道交通电力监控系统的可靠性和实时性。RAILSYS软件平台决定了电力监控系统的应用构架，监控的具体功能和操作要在RAILSYS软件平台中进行操作。

1）环境支持

RAILSYS软件平台可以支持多个网络分布的运行环境，不仅包含业务动态分配，还包含业务动态加载。在RAILSYS软件平台建立的电力监控系统还支持虚拟操作技术和数据库技术。电力监控系统支持的环境还包含主流的操作系统和数据库管理系统。

2）数据库系统

电力监控系统的数据库系统支持数据库冗余、网络访问和SQL语言有限集等等。

3）中间件技术

为了满足城市轨道交通电力监控系统的实际需求，在设计的过程中，采用了实时数据库、通讯以及实时信息中间件等机制。与此同时，在进行设计的过程中，提供了实时应用信息总线，总线支持的内容主要有环境监测、设备监控以及供电应用等拓展业务或数学模型等等。

4）公共应用模型支持

在进行设计的过程中，考虑到开放性标准，采用了外挂策略，因而具有较为广泛的灵活性和适用性。

5）人机界面组态工具

电力监控系统主要有2个平台，即通信平台+SCADA、+HMI平台。随着人机界面所占的分量逐渐增加，在进行设计的过程中，将组态软件和应用软件分为两个部分。同时，平台软件提供应用模板，以起到丰富支持系统和验证支持系统正确性的作用。

6）累计性应用

在城市轨道交通建设中，应用电力监控系统的重要性不言而言。然而，在监控系统应用的过程中，由于多专业接口缺乏统一的规范，因而只有平台化的建设思路，才能制定从通信、应用以及数据等不同匹配层的标准。

2.3电力监控系统的应用

RAILSYS软件平台在实际的应用过程中，已经凸显了重要的优势。以某项目工程为例，其优势主要体现在以下几方面：

①具有可靠性较高的解决方案，并实现了1+N容错运行模式；②具有能够支撑多种环境的优势；③具有先进的多层体系系统构架；④具有较强大的系统可拓展性；⑤实现了数据开放性和实时性的结合；⑥能够实现绘图和数学模型自动录入和生成，便于系统的一体化维护；⑦具有较强的异常捕捉能力和事故处理能力。总之，本研究设计的城市轨道交通电力监控系统在实际的应用过程中具有诸多的优势。但随着互联网技术的发展，本研究设计的电力监控系统还应不断进行完善。

3城市轨道交通电力监控系统的发展

我国PSCADA系统在发展过程中，主要经历了三个阶段，即人工监控系统阶段、分立自动化系统阶段以及综合监控系统阶段。随着互联网技术、计算机技术以及通信技术的飞速发展，PSCADA系统逐渐趋于使用统一的软件平台、硬件平台，以及实现分立自动化系统的综合集成。例如，广州地铁、西安地铁以及北京和上海等地铁在电力电力监控系统的过程中，大部分采用的都是综合监控系统。城市轨道交通电力监控系统在建设初期，电力监控系统还没较为成熟的标准可以参考。同时在计算机等诸多技术的限制，城市轨道交通电力监控系统的设计也只能是参考电气化铁道等监控系统的模式进行设计。在电力监控系统的标准方面还缺乏统一性，且效果也并不显著。电力监控系