城市轨道交通电力监控系统的技术发展趋势

城市轨道交通电力监控系统的技术发展趋势

陈侃唐哲

（国电南瑞科技股份有限公司江苏南京210061）

摘要：轨道交通系统的应用，对我国城市轨道交通的正常运行有重要意义，在其应用过程中，能够通过对各类电力设备的监控，及时发现异常情况，并发出警报，从而实现自动化管理，提高供电质量。同时，这一系统还能够与车站变电所综合自动化系统进行信息共享，将车站、现场以及主控中心连接到一起，共同形成多层应用体系，大大提升了轨道交通电力系统的智能化、一体化。本文就轨道交通电力监控系统设计与应用进行了研究分析。

关键词：轨道交通；电力监控；技术发展

城市轨道交通对人们的生活有着重要的影响，它为人们提供了出行安全，而监控系统是城市轨道交通的重要组成部分。监控系统的技术水平直接影响着监控效果，因此，实现监控系统的管控一体化，不仅能够进行实时监控，还能够增强其对大量信息的处理能力。

1轨道交通电力监控系统的特点

在轨道交通的整个运行中，基于调度设备机电部分的统一性，当运行中出现某个故障时，该系统会在第一时间通过各系统之间的逻辑关系以及联锁关系对突发事件进行处理。作为对电力运行实施的监控系统来讲，其主要是通过计算机软件以及硬件设施来实现轨道交通的自动化功能。其中，不管是电力监控设备还是机电监控设备、以及通信监控还是行车的调度指挥监控，这些系统功能的全部实现都将建立在以计算机系统为统一的网络平台上，它将以某个统一的软件体系作为结构，以此对该系统的运行进行支撑。基于综合的监控系统，必须按照两级调度和三级控制的原则执行。但整个监控系统主要分为以下几部分构成，即中央监控系统、骨干网（M13N）、车站监控系统和前置接口（FEP）。因此对轨道交通的全线各个资源都实现了信息的共享与互通性。由此可鉴，该监控系统不仅对分立系统在调度指挥中的不足进行了很好的克服作用，同时也实现了未来轨道交通调度管理自动化发展的趋势。

2轨道交通电力监控系统的设计及应用

2.1系统构架设计

轨道交通电力监控系统的系统构架设计上，需要遵循本地城市轨道交通及地域的实际情况。一般情况，会采用两级管理进行对轨道交通的单线管理，并同时辅助使用三级控制方法。其中，两级管理就是车站级与中央级的共同管理，两级管理再加上现场级管理，便称为三级控制，两者相互独立，但又存在一定的关系。就分层分布体系来说，这一体系在系统构架设计中的运用，存在较强的复杂性，主要应用于大型系统，但是与自动化系统之间的适应性较强，能够充分满足电力发展及轨道交通应用需求。例如某地铁轨道交通中所运用的国电南瑞公司的RT21-SCADA电力监控系统，便为分层分布式的系统。

分层分布体系下的轨道交通电力监控系统构架，有助于系统可靠性、简化性的增强。而动态分布及冗余分布下的轨道交通电力监控系统构架则能够有效提升系统的并行度。适当的运用抗干扰措施，也有助于系统可用性的增强。而在实际设计中，工作人员还需要认真分析本工程实际情况，从而选择最适宜的系统构架方法。

主备冗余系统是城市轨道交通电力监控系统中运用最为广泛的中心系统。这一系统具有实时监控、收集监控对象运行数据的功能，并能够通过对数据的整理分析，形成表格、图像等多种形式，为工作人员提供更加直观的数据资料，以便其对电力设备进行动态监控。同时，这一系统主要遵循逻辑关系，能够向各个监控系统及对象发送远程控制命令，并自动执行，从而实现自动化管理，充分保障供电系统的安全运行。

2.2独立监控模式

（1）各变电所综合自动化系统的信息直接经由通信骨干网透明传输至控制中心的电力调度系统，不再通过车站级的综合监控系统进行信息的处理和转发。这种结构就避免了前文所述的电力监控系统集成到综合监控系统时的第一个缺点。变电所电力监控系统的远动调试，不再受制于车站综合监控系统的建设进度，只要电力监控系统自身建设完成，通信骨干网建设完成，即可开展电力监控系统的远动调试，调试开始时间可以大大提前。

图1独立监控模式

（2）工程实施的划分界面的变化。电力监控系统集成到综合监控系统时的工程划分界面是在变电所内的综合自动化系统网络交换机端口处，这时就存在着前文所述的第二个缺点。当电力监控系统独立设置后，电力监控系统的工程实施则可以纳入供电系统承包商统一实施。

（3）控制中心电力调度系统独立设置。这种设置方式，就避免了前文所述的电力监控系统集成到综合监控系统时的第三个缺点。因为软硬件都是独立设置，就避免了因其他系统出行雪崩数据时造成的整个集成系统崩溃。电力监控系统能否正常运行，仅和本系统的运行状态有关。

2.3RAILSYS软件平台应用

对于轨道交通工程中的电力监控系统来说，平台化技术通过多年实践表明，对于这项技术的应用范围以及平台发展十分适用，因而对于系统平台化的应用需要从计算机或者是网络等方面进行相关信息的获取，例如，RAILSYS实时软件平台适用于多种不同的计算机操作系统，其中所包含的虚拟化操作技术，能够支持多网络的分布式运行、业务动态加载等。同时根据轨道交通实际状况进行系统处理，在工程实际发展中，对于轨道交通过程中一些技术情况进行相应的处理和控制，从而建立相应的数学模型，支持工程系统的运用。

当前我国城市轨道交通中，对于电力监控系统的运用所包含内容众多，同时在工程中运用RAILSYS软件平台能够获得更好工程效率和发展效果，这项软件发展和应用过程需要二级或者是三级系统管理，为了保证系统更加可靠，需要结构分层理念，对于网络的开放性进行考虑，从前期进行设计再到后期到实际应用工作中，满足电力设备监控系统的实际需求，对于设备中关键环节进行基础配置，从而保证电力监控系统的正常运用。

3监控系统的技术发展趋势

3.1新一代的城市轨道交通综合信息管理系统

MACS-12SCS是新一代的城市轨道交通综合信息管理系统，它建立起了统一的信息集成架构，并综合了管理系统，提升了其系统技术。在此新的系统中，实现了自动化和信息化，并将两者有效的结合了起来，形成了接口规范，将现有的软件资产有效的整合起来。因此，不仅降低了系统的建设成本，实现了管理与控制的一体化，还有利于对其做进一步的扩展。其中，新系统的智能化主要体现在对集成视频数据的收集、整理、分析上，还表现在其安全性能的提升等方面。

3.2建立综合监控系统中的安全系统

现阶段，我国大部分综合监控系统的设计都缺乏对安全的考虑，更没有形成完整的安全系统，因此无法有效的对安全系数做出判断，也没有加强对安全的管理。而随着ISCS的发展，其安全性已经被提上日程，如果不能有效的防范和解决安全问题，那么综合监控系统的发展也会受到限制，其技术也很难提升上去。因此，我国的综合监控系统参考了欧洲的IEC61508标准，制定了新的铁路行业标准，参照这些标准发展新的ISCS，能够使其在安全性上有所保障。

综上所述，电力监控系统目前在我国轨道交通的安全运行中发挥着重要的作用，本文针对分层分布架构及平台化系统的应用等进行了一定的分析，并从未来轨道交通电力监控系统应用角度，提供了一定的技术策略。相信在未来发展中，这一系统的设计及应用更能够实现经济性、应用拓展性以及技术的持续先进性。

参考文献：

[1]夏张佳.轨道交通电力监控系统的改造与实现[D].华东理工大学,2016.

[2]张佳,吴玉怀,徐斌涛.城市轨道交通电力监控系统的不足与未来展望[J].工业控制计算机,2012,10:17-18+20.

[3]吴玉怀,周伟建,万能海.新型轨道交通电力监控系统[J].工业控制计算机,2013,01:9-10+13.