铁路信号铁路信号电源屏云数据监控系统电源屏云数据监控系统

铁路信号铁路信号电源屏云数据监控系统电源屏云数据监控系统

王中敏马王中敏马波峰波峰

（天津辉煌路阳科技有限公司天津300350）

摘要：基于云数据监控，可将各站的铁路信号电源屏的运行状态实时监控，可实现提前预警和远程分析，彻底改变设备运行状态监测的格局，更有利于保证设备的安全运行，提供更准确的数据信息。

关键词：铁路信号电源；云数据

1概述

铁路信号电源屏是向铁路信号设备供电的重要设备，具有稳压供电和智能辅助管理的基本功能。信号电源是车站联锁、区间闭塞等信号子系统可靠运行的心脏，信号电源系统发生故障，将导致整个信号系统瘫痪，其重要性非同一般。

近十多年来，大量的路外先进理念、先进技术和产品在路内获得深度应用，在此过程中，信号电源系统技术飞速发展，逐步进入高频化、数字化与智能化阶段；然而由于产品电路复杂、采用的技术工艺大多不为现场电务维护人员所熟悉、监测系统不完善等问题，一些本可避免的故障不能准确的提前预判和解决，而且有些问题一旦出现，处理较为棘手耗时，对铁路运输安全及运输效率影响较大。

随着云物联技术的飞速发展和我国社会管理智能化的发展需要，信号电源的现阶段发展趋势也逐渐明朗，首先是不断提升电源屏的功率变换技术和配电系统的可靠性，其次就是优化信号电源系统运行监控系统，构建铁路信号电源管理方、运维使用方、设备制造商三者之间的相互协作的运维服务网络，它可以综合运维使用方的使用维护经验优势和生产厂商的专业技术优势，变被动为主动，逐步实现信号电源预防维护维修。

一方面，可预判设备可能出现的故障，提前处理并杜绝不必要的故障出现；另一方面，一旦发现问题，生产厂商可快速响应，缩短故障处理时间，减少对运输效率的影响。

本系统的重点就是对信号电源的运维服务网络进行研究和开发，并逐步形成实用化的解决方案，满足用户潜在需求。

2系统组成及工作原理

2.1系统组成

智能信号电源屏云数据监控系统由前端系统（FBox）、私有云服务器、监测平台软件这几部分相互衔接、缺一不可的部分组成。

1)前端系统

前端系统即需要在各个车站电源屏系统中增加的网络远程工作站（FBox），用来采集电源屏的系统运行数据。FBox根据配置不同可通过以太网Ethernet或2G/4G信号接入云服务器。FBox带有TCP/IP、RS232、RS485通讯接口，可根据现场需要同电源屏采取不同的通讯方式交换数据。

为进一步提高监测系统对信号电源设备潜在故障隐患的预测能力以及剩余使用寿命评估，在现有常规监测的基础上，可以考虑增加设备视频监测、红外温度监测、绝缘监测等项目。

2)私有云服务器（租用）

私有云服务器是专为用户开发的小型独享云服务器，可设定更强的数据私密防护，可满足更长的数据存储需求。采用服务器集群模式，整体架构包括前端代理服务器、Web服务器、DB服务器、管理服务器等，作为FBox的支撑平台，是整个系统的核心。系统所能实现的用户登录服务，客户端、APP、Web等软件连接服务，历史数据和历史报警存储服务等都是在私有云服务器中实现的，是整个系统所能实现功能的支撑。

3)监测平台

监测平台由监测中心、定制版的手机APP软件和PC客户端软件三部分组成，满足用户实时监控系统运行数据、推送系统告警信息等功能。监测中心平台，可以实现数据的采集、运算、分析等功能；PC客户端软件，可以实现可视化监测、数据图表模式显示等功能；APP客户端软件，可以实现数据实时监测、位置信息管理、可视化监测界面、数据图表显示等功能。

2.2系统工作原理

该智能信号电源屏云数据监控系统由“私有云服务器、FBox网络远程工作站、定制版PC客户端软件、定制版手机APP客户端软件、监测中心”等部分组成。实现各处电源屏运行数据的联网及跨区域监控，监测中心（制造商）、定制PC客户端和APP客户端软件上即可实现对前端系统的集中监测、统一管理，发现隐患提前处置，被动维修为主动维护，变故障维修为预防维护，为信号电源屏系统的运行保驾护航。

系统可通过以太网和GPRS信号将各处信号电源屏运行数据传送到私有云服务器并存储，授权机构和人员可通过监控中心、定制版的PC客户端软件和APP客户端软件在任意一台接入以太网的电脑或手机上进行相应的监控操作，同时可通过OPC端口接入数据，建立统一的监控中心来监控设备运行数据。

3主要功能

3.1终端

主界面分为国铁和地铁两种系统，可以进行切换；

车站查找:浏览方式即按照树型结构方式，快速查找即车站名称搜索方式；

国铁线路层级关系为路局-线路-车站;地铁层级关系为城市-线路-车站;

国铁和地铁暂时按照线路和车站方式显示；

基于新监测单元采集的数据，实时通过网络方式（RJ45）或串口（RS485）连接数据转换器，发送到云端服务器；

每台电源屏的监测设立独立的地址识别；

定制APP软件，可通过移动设备查看某站的设备运行情况；

设置查看设备情况权限；

设备运行告警实时推送到用户和公司售后部门；

在公司设立独立的监控终端，可实时查看现场设备的运行情况；

在主界面上有告警信息弹窗，并记录告警信息，报警信息保存3个月；

地图实现三层级缩放，国铁系统分别为路局-线路-车站，地铁系统分为城市-线路-车站。

3.2站内监测

实时采集电源屏、UPS和电池监测的数据信息（模拟量和开关量），并将数据统一上传；

外电网输入电压实时监测：波形采样率不低于128点/周波；保存事件记录，方便查看管理；

显示内容包含两路输入及各路输出的电压及电流日、月曲线，各采集模块通信正常/中断状态；

电源屏输出部分采集并显示以下内容：各路输出电压、输出电流；25Hz轨道电源、局部电源的频率、相位差；电源模块工作状态/故障状态；三相交流转辙机电源缺相、错序状态；1、2路相间电压差；

UPS采集并显示以下内容：输入电压、电流；输出电压、电流、频率、功率，以及其它设备状态、报警类信息；

电池柜采集并显示以下内容：蓄电池组电压、电流，单只电池电压、内阻、电池温度，计算容量及寿命，并记录每只电池变化趋势图。

4结语

本系统的建立，可将铁路信号电源的监控维护维修水平提升到更加先进实用的状态，彻底改变设备运行状态监测的格局，更有利于保证设备的安全运行，提供更准确的数据信息。

作者简介

王中敏(1985-)，男，山东潍坊人，工程师，研究方向铁路信号电源智能监测。

马波峰(1987-)，男，山东德州人，助理工程师，研究方向为铁路信号电源。