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城市軌道交通電力監控系統研究

城市軌道交通電力監控系統研究

作者:左鈞超;趙勤;吳仁德;胡學華來源:車務之家

0 引言

城市軌道交通電力監控系統主要是對城市軌道交通全線各類變配電所、接觸網等電力設備運行情況進行分層分布遠程實時監視和控制,處理供變配電系統的各種異常事故及報警事件,保障系統的正常運行,同時提升供變配電系統調度、管理及維修的自動化程度,提高供電質量,保證系統安全、可靠地運行。系統通過通信專業提供的通信通道與車站變電所綜合自動化系統進行信息交換;變電所綜合自動化系統通過所內通信網與所內各類現場測控裝置互連,形成現場、車站和主控中心的多層應用體系。在系統整體網絡拓撲結構中,控制中心主備監控系統和站級監控系統是數據采集、處理、分析與系統實時控制的關鍵節點和使用節點,而現場測控設備是整個監控的接口設備。

1 分層分布的系統架構

城市軌道交通電力監控系統經過多年的實踐,單條線路基本上按照兩級管理、三級控制方式進行使用和管理,與之相適應的監控系統架構考慮城市軌道交通的地域分布特點,監控系統采用分層分布的結構體系。分層分布系統架構在監控系統中屬于大型復雜系統的系統結構,適用于跨地域、多層次、分級別的大型自動化系統,這種結構既滿足目前城市軌道交通的電力應用需求,也滿足今后城市軌道交通橫向規模綜合和縱向應用綜合的兩度應用發展對支持系統的基礎架構要求。兩級管理分別是中央級和車站級,三級控制分別是中央級、車站級和現場級。它們之間既相互聯系又相對獨立,分層分布原則確保了層次間的相對獨立性,有效分解了系統的復雜度,提升了系統的可實施性;冗余和動態分布原則極大提升了系統的并行度,結合多種軟硬件隔離和抗干擾措施,軟件支持 1+N 冗余調度,實現系統高可用性的終極目標。

城市軌道監控應用中心系統通常采用主備冗余系統,它對全線重要監控對象的狀態、性能數據進行實時收集和處理,通過各種調度員工作站以圖形、圖像、表格和文本的形式顯示出來,供調度人員控制和監視。同時系統根據一定的邏輯關系自動向分布在各站點的被監控對象或系統發送模式、程控、點控等控制命令,由調度員人工發布控制命令,從而完成對全線供電設備集中監控和調度管理,確保軌道交通的供電質量和供電安全。

車站級電力監控系統對本站供電設備監控對象的狀態、性能數據進行實時收集和處理,當中心系統或通信網絡發生故障時,該系統可對車站范圍內的供電設備進行控制,形成多級冗余。

現場級測控設備與監控系統的中心和車站級均有通信接口。它們位于各監控對象附近,起接口轉換、信息采集、傳送、匯聚、命令接收、執行和反饋作用。通常采用工業控制網絡或現場總線,分散控制結構,自律式控制器保證系統的安全可靠。現場級測控設備通常設置當地/遠方功能,為系統的現場維護調試和特殊情況提供現場操作選擇。

2 系統平臺化實現方案

國內外城市軌道交通經過多年的實踐,基于平臺化的實時監控系統顯現出強大的優勢,尤其在綜合監控應用模式中,軟件平臺成為技術方案的核心和技術精華所

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