综合监控系统在城市轨道交通中的应用.pdf

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1、疹嵘摘嗽徽俞翻椰鲡栅删排姗姗澎综合监控系统在城市轨道交通中的应用章庆杨进熊长艳桂建明摘要针对集电力监控系统、车站设备监控系统和防灾报警监控系统于一体构成的综合监控系统,描述了其系统构成、管理模式、硬件配置及软件功能,介绍了综合监控系统在上海轨道交通 明珠线的实际应用。关键词综合监控,轨道交通,应用前言城市轨道交通自动化 系统被称为“高级中枢指挥部”。各国在轨道交通自动化系统上应用了几乎最先进 的技术和装备,致力于建立一个高效运行的综合自动化系统。而供电 系统 中变 电所全所 自动化和综合调度自动化正是实现运行管理自动化的一个重要组成部分。变 电所全 所 自动化系统主要是采用计算机控制、计算机继

2、 电保护、计算机网络等技术,实现对全所供电设备的控制、保护、信号 监 视和电力测 量。依靠计算机强大的逻辑推理性能,实现控制保护之间复杂的安全 闭锁、控制联动、多级差的保护及大量的运行信息处理,以达 到控制安 全迅速、保护准确可靠、信息处理及时、管理高效有序的目的。综合调度自动化系统主要是采用计算机网络,将涉及运输调度管理 的有关方面组成一个统一 的调度管理 系统,使用统一的网络 服务 器,按功能要求划分若干个调度界 面,实现信息共 享,以达到统一指挥、协调调度、分别负责的有序的管理,从而保证调度 的高效性和紧急事件处理 的及时准确。根据轨道交通建设 的这种发展趋势,我们根据上海市轨道交通明珠

3、线的特点,设计并研制一一套用于明珠线的综合 监控系统。该 系统 的建立是基于如下的原则及时准确的信息反馈,以全面 了解有关系统的运行状态充分 的信息共享,协调各系统之间的调度管理,以保证高效 的调度能力合理的功能分担和调度界面划分,保证系统的可靠性和调度的有序性有利于建立高效 的调度管理体制合理的建设投资,最佳的性能价格比广阔的发展前景,结合建设周期具有充分的可扩展性。基于上述原则,该综合监控系统集电力供电监控、车站设备监控和防灾报警监控于一体。其功能除具有为保证牵引供电的正常、可靠而服务的变电所控制、保护,以及对供电系统、车站设备等的遥控、遥信、遥测、遥 调等调度功能外,而且在 系统功能的实

4、现上,采取了计算机综合监控系统技术,充分实现了相关信息的共享及调度办公自动化。系统构成该综合监控系统可分为四个子系统电力监控子系统,负责对沿线变电所供电设施的控制管理。车站设备监控子 系统,负责对沿线车站相关设备的调度管理。火灾报警监控子系统,负责对沿线车站内的火灾信息进行监测报警。后台管理子系统,负责对全线数据的统计和全线的调度管理。整个系统可分为个网络层次。第层 为车站设备监控和火灾报警子系统的网络。由于明珠线是室外高架线路,且车站站台采用半敝开方式,因此环境控制采用 了较为简单的监控方式。而 火灾报警系统以车站为单元,也不必考虑站间的相互关联。因此在车站中采用了较为简单的控制系统,章庆电

5、气化勘测设计研究院,工程师,天津】晰第称姗姗姗姗姗姗姗姗姗姗刚柳娜姗料琳麟姗删删姗令姗瀚濒嫩鹿吸尧 板即在各车站设置远方执行单元,以为主机,对车站设备进行监控。同时在各车站独立设置了火灾监测报警系统,并通过一犯接口与接口,将火灾报警信息发往控制中心。第层 为变电所 内全所自动化 系统,采用局域网络,以砚为主机,以所内各级开关柜 为单元,形 成分布式计算机网络监控。第层 为控制 中心的调度管理 自动化系统,以服务器和工作站构成主从体系的计算机局域网络监控系统,并按功能划分 为不同的调度管理 台。系统在远程通信上,采用 光缆通信,总线型方案,通信方式,使用基带数字传输方式。系统的信息流程管理整个综

6、合监控 系统按功能分散、任务分担、信息共享的原则设计。在控制中心,通过服务器和通信前置机进行数据 流 的有序 管理。各网上的工作站、模拟盘接口均 有独立 的站址。网络采用网,遵守标准。系统主要分为以下几大部分。服务器 在网络操作系统 的支持下,对 网络 的各个工作站进行诸如访 问权 限等管理,并为整个系统提供可共享的信息,包括系统参数、公共计算、管理程序、各类报表显示界面的描述文件、数据库等。通信站 完成 与变电所全所自动化 系统、车站的通信任务,其接收的实时数据以一定的周期以广播命令的方式 向网络发送,以保证各工作站的数据与通信站数据的一致性。通信站的另一个重要任务是完成将网络信息数据格式按

7、】方式和远程通讯规 约进行转换,并实现数据的打包、拆包,数据的组合、拆解等功能,以便与被控站的设备实现远程通讯。工作站 按功能配置 的工作站,将网络 中的信息按各 自所需接收并填写进数据库中,并实时显示有关画面、表格、曲线以及打印记录等。同时,调度员的各种控制命令也是通 过工作站 向通信站发送出去的。模拟盘显示站将网络 中的信息接收并按功能要求进行显示,以达到各系统信息的共享。系统信息流程的控制如图所示。模模拟技小作站站网网网网网网网网网网网网网网网网网网网网网网网网网网网网网网网网网网络络络参数叫定、描述数“、”“库库库月月民民民民民民民民民民民民民民民民民民民民民民民民民民民民民民民民民务

8、务务务务务务务务务务器器器器器器器器器器器器器器器器器器器统计报表表表表表表表表电电电电 力 监控控控车站该该色备监监监工作站站站火灾报替替作站站站控工作站站站站站站站站站工作站站遥遥遥遥遥遥遥遥控控控控信信信信息息息息通通信站站变变 电所所所车站站全全所 自自自动动化系系系系统统纷纷纷纷纷图系统网络的设计变电所全所自动化系统信息流程控制产品,利用该公司提供的强大的联网功能组成的监控网络系统。其系统的构成如图所示。全局数据及数据报文通讯方式遵守标准,符合的通讯规约。下位执行单元是 设在柜 内低压室的一套可编在明珠线上,我们采 用了美 国公 司的程控制 器,该无通过 与开关 柜 的控制回姗象彩澎

9、鸯栩栩捌珊妻翎珊姗姗溯栩哪娜毗琳琳瓣姗舰删删栩麟姗姗路、继 电保护装置及 变 送器的配合,完成各自开关柜内的信号控制和测量采集等功能。上位监控单元,是设地中央信号盘内的及 一套机,用于对下位的集 中管理和信息集中,整个系统提供人机对话、信息记录、报警显 示及与控 制中心的远程通讯等服务。为,网络的吞吐率为。由此可见,上述网络的基本参数,特别是系统吞吐率应能完全满足系统的实际需要。控制中心的网络设计巨习一代“止三二孺瓜 驴浑坐一一、。若艺 筹 撰 鸳、黑二睽二一笼花筛 了猫祖琪州卜一一一件月械如器。皿以洲一上位任,瑞帜姗赢卜 位比控制 中心采用侧一网络,通讯规约。按 明珠 线 的设计规 模,其网

10、络长度约 为,以的传输速率。网络上设有台工作站,其分组长度二拟让。由此可计算出为,为,网络的值为,最后得出为。系统软件开发莫紧变送器图变电所全所 自动化系统的配置根据明珠线变电所的设计规模,最大的所按冗余度考虑,将设有套下位,每一个的控制量约为个,数字输人量约为个,模拟输人量约为路,脉 冲输入 量 约 为路。我们以一个。以长 的网络为例,采 用令牌网,按上述个计算,分组长度定为,则该 网络以位计算的传输介质长度和分组长度相比,其值为。由此可计算出该网络的最大利用率该系统软件服务于一套大型分布式网络实时监控系统,采用了系统化程序设计方式,适用于客户服务体系,具有 多窗口显示操作特 点,并配有数据

11、库以及适用于比方式的远程通信规约。控制中心采用了汉化一平台,服务器中的数据采集处理功能软件采用语言进行开发。操作员操作 工作站应用 软件采 用语言开发。在该套软件的开发过程中,参考了已成功应用于电气化铁路、电子工业控制系统等领域的相关系统软件的设计方案,针对上海明珠线的特点进行设计编写。其 流程如图所示。而免认卿卜网网络设备数据通讯讯用用户画而显不不不报警管理理理数据管理理理事件处理理故故故故故故故故故故故故故液液液液液液液液液液液液液液液液液液液三三开开电电电障障品品品操操越越电电电遥遥遥遥遥遥接接接关关量量量信信显显显作作限限员员员测测信信控控线线线变变参参参息息刁亏亏亏故故极极参参参数数

12、数数数数图图图位位数数数实实报报报障障仇仇数数数据据据据据据实实实实实实实时时警警警故故数数赘赘赘实实实实实实日日日寸寸日寸寸寸显显显显件件据据录录录时时时时时时显显显显显显显刁登登登登登登处处处处处处不不不不刁亏亏亏亏亏亏录录录录录录理理理理卫双双图控制中心软件流程框图姗第澎期稀彬姗称炸姗裸热彬 涨 称特 称抓喇罐 彩 批姆 红秘孝彬 扮琳介称淞僻雄绷舞稗舞 彩 舞 舞 柳 材嚼阳一变 电所 全 所 自动化 系统 采 用 基于的丫监 控 软 件,数 据 库 采 用 流 行 的,通过对数据点组 态进行数据采集处理和数据库登录。其流程如图所示。以上介绍的是我国为城市轨道 交通专门研制的第一套综合

13、监控系统,它吸收了 目前 国内外监控系统的许多经验,并结合中国的实际需求和运行环境,具有一定的实用性。综合监控系统是提高城市轨道交通运行效率和调度自动化水平的重要方式,它的应用将为我 国的城市轨道交通事业做出更大的贡献。网网络数据通讯讯讯际程通 讯讯光光光故故 刹刹涟涟开开带带带障障某某 交交关关关逻逻逻信信匀匀三三变变变辑辑辑息息京京区区位位位推推推 实实去去去实实实导导导日寸寸轰轰轰日寸寸寸显显显显刁刁刁撇撇撇亏亏亏亏小小小图全所自动化系统软件流程框图参考文献沈金官 电网监控技术北京中国电力出版社,郭宗桂 汁算机局部网络上海上海交通大学出版社,庄德秀,陆楠,刘永振 网络操作系统 长春 吉林科学技术出版社,为卯一“刀,久巧,卯儿巍卯伽一邵翅。,。,耐,侧拓,几城一,讨一儿二】尹苗一叮场。,驯拓,卯川凌刀王认成。邵、肠王 刀爵加晓饭,、如洋详嘿卿。,一滋,泌,一川且二好明。川,收稿日期邺旧一以一