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      鐵路電力一體化綜合監控解決方案

      自上世紀90年代,山東科匯電力自動化股份有限公司(科匯股份,證券代碼:688681)進入鐵路電力自動化監控領域,先后自主研發出了鐵路微機保護裝置及其當地監控后臺系統、鐵路遠動智能終端(RTU)、貫通/自閉線故障定位測距裝置和鐵路電力調度系統主站、視頻監控系統主站,產品遍布全國18個鐵路局??茀R股份研發和工程技術人員實力雄厚、經驗豐富,憑借先進的技術、過硬的產品和完善的服務,成為鐵路電力用戶信得過的方案與產品供應商,是業內公認的“鐵路電力一體化綜合監控方案專家”。

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      本著“不斷創新、持續改進”的理念,科匯股份不斷探索鐵路電力用戶的生產與管理新需求。結合二十余年鐵路電力監控終端和系統軟件的研發、工程經驗,推出了功能更加完善的“鐵路電力一體化綜合監控平臺”,實現鐵路電力遠動監控與綜合輔助監控、管理的完美結合。

      一、背景回顧

      鐵路系統10kV電力線路(貫通/自閉線)沿鐵路沿線兩側敷設,擔負著向沿線行車信號設備以及運輸生產和職工生活供電的使命,其可靠運行是保證鐵路系統正常運營的必要條件。

      鐵路電力的可靠運行除了電力設備本身的狀態外,還與周圍環境、系統安全等因素息息相關,外部施工破壞、樹木侵限、冬季覆冰、夏季雷擊、絕緣子擊穿等時有發生,故障多發,一旦發生電力故障,極有可能造成運行信號系統癱瘓,打亂運輸秩序和周邊生活生產秩序,危及行車安全,產生難以挽回的經濟損失和政治影響。

      由于鐵路線路狹長,沿線地形地貌復雜,故障查找困難,實施其電力監控是保證電力可靠性的必要技術手段。隨著鐵路里程的不斷發展,其電網容量、用電負荷不斷增加,對鐵路電力監控提出了更高的要求。從監控內容和系統融合的技術角度來看,鐵路電力監控先后經歷了單一系統、分布系統、集中系統三個階段。

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      目前運行的第三個階段,除電力遠動監控系統外,盡管還在物理空間上實現了視頻、安防、環境等綜合輔助監控系統,但由于缺少一體化綜合監控平臺,系統間獨立運行,存在信息孤島,無法實現數據共享和綜合分析,難以互通互聯與報警聯動,制約了生產、管理效率的進一步提高。

      二、鐵路電力一體化綜合監控平臺方案

      為解決電力遠動監控系統與視頻、安防、環境、消防等綜合輔助監控系統的信息孤島問題,科匯股份提出了“鐵路電力一體化綜合監控平臺”方案,為用戶提供高品質、高可靠性、高效率的鐵路電力一體化綜合監控系統。

      該平臺集合了鐵路電力遠動監控和綜合輔助監控與管理功能,實現了各傳統監控系統之間的信息共享、互聯互通,對保證鐵路電力安全穩定運行和實現“減員、增效”的管理具有十分重要的意義。

      01設計原則

      鐵路電力一體化綜合監控平臺遵循一體化、模塊化、可靠性、先進性、開放性的原則,方便后期維護、升級。

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      q?一體化原則

      采用統一的平臺實現電力遠動、視頻、安防、環監、消防以及電力線路故障定位測距等應用,方便數據共享,易于告警聯動,節省用戶投資,方便操作、維護和管理。

      q?模塊化原則

      在統一的平臺上采用獨立的功能模塊設計,各功能模塊根據實際需求搭建,既可獨立運行,又能實現數據交互和數據共享,方便聯防聯動。

      q?可靠性原則

      F?軟件系統健壯。主站系統軟件、智能監控設備軟件迭代了以往設計與運行的成功經驗,經過嚴苛的模擬測試和現場試運行,穩定、可靠、高效、多能。

      F?關鍵設備冗余配置。?系統關鍵設備,如各類服務器、工作站等采用冗余熱備配置,主設備因故障或檢修退出時,備用設備自動投入運行。

      F?高可用性設計。主備數據庫服務器與群集措施,避免單點故障隱患,確保數據訪問的可靠性、唯一性和快速性;數據存儲和備份同時進行,歷史數據庫崩潰后,不影響系統的正常使用,不影響近1年內的各項歷史數據查詢。

      F?安全的網絡劃分。上位機系統采用雙以太網結構,站所終端設備采用不同的通信組通過劃分VLAN接入,保證網絡通信安全;軟硬件防火墻技術,防止非法侵入對系統造成的傷害。

      q?技術先進性原則

      先進的軟件研發平臺,系統功能模塊化;完善的故障處理功能,實現故障自動分段與定位測距、區間管理、數據分析管理等功能;突破傳統鐵路電力監控模式和范圍,實現一體化綜合監控。

      q?開放性原則

      F?系統體系結構沿用客戶/服務器(C/S)、瀏覽器/服務器(B/S)結構,數據庫選用Oracle或SQL Server。

      F?系統軟件具有良好的接入能力,通信接口、網絡協議標準化;遠動規約以鐵總104為基準,可以根據需要開發新的規約。

      F?系統架構具有良好的擴展能力,方便擴展監控容量,增加新的監控功能模塊。

      02系統結構

      鐵路電力一體化綜合監控系統遵循分模塊、分層、數據共享的設計理念,方便設備管理和功能劃分,符合鐵路電力自動化系統應用的發展方向。

      系統由電力遠動監控系統和綜合輔助監控系統兩大子系統構成,既突出電力遠動監控的重要性,又可以兼顧實現無人值守、自動巡視、自動判斷故障位置等監控需求;系統結構由下至上包括監控設備層、通訊層、前置處理層、數據庫層、調度/監控層等。

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      q?監控設備層

      包括鐵路電力遠動監控設備和綜合輔助監控設備。遠動監控設備包括配電所綜自系統和遠動RTU(集中式、分散式、智能斷路器等);綜合輔助監控設備包括故障定位監測設備、視頻監控設備、安防監測設備、環境監測設備、消防監測設備,以及接地選線設備、局放監測設備等。

      q?通訊層

      由通訊運營單位所提供的傳輸通道、設備到主站所用的通訊接入設備組成。該層實現監控設備與主站之間數據的透明傳輸,為保障電力遠動數據與其他數據傳輸過程中相對獨立,電力遠動系統與綜合輔助監控類系統可以分別采用獨立的通道。

      q?前置處理層

      由前置機與數采子網交換機、主站通訊協轉接口設備、主備數據網絡等組成,即通信處理子系統。該層主要實現與通訊層的接口轉換、通訊和規約處理。前置機可以采用主備熱備或N+1配置,實現負載平衡,相互之間可以在故障和檢修時熱備切換。電力遠動數據與綜合輔助監控類數據分采別用獨立的數采子網接入前置機。采用獨立數采子網,與后臺系統進行隔離,既可提高網絡傳輸效率,又能提高系統的可靠性。

      q?數據庫層

      包括電力遠動子系統的主備數據服務器、綜合輔助監控系統的主備數據服務器,以及光纖磁盤陣列與光纖網絡附件組成存儲區域網絡(SAN)。該層主要完成遠動主站參數保存、數據庫處理、數據保存和數據維護、提供查詢接口等數據處理、保存、查詢工作。

      q?調度/監控層

      分為電力遠動調度臺和綜合輔助監控臺兩大類。

      電力遠動調度臺可根據需要按照線路區段進行分組,方便調度操作。每組調度臺設置3臺工作站,可配置雙顯示器,以有效顯示狹長的鐵路電力區間線路,分別管理區間線路的主供配電所、備供配電所以及區間線路供電情況;工作站相互配合工作方便倒閘操作與監控,無需在倒閘作業的時來回切換或拖拉畫面。此外,可配置數據分析和打印工作站。同組工作站之間可以互為熱備,用更節省的方式實現調度層的負載平衡和冗余配置。

      綜合輔助監控臺根據監控內容可以分為視頻聯動臺、安防環境監測臺以及故障定位分析臺。

      03系統功能模塊

      系統功能模塊包括電力遠動監控、綜合自動化、隔離開關監控、故障定位測距、視頻監控、安防監控、環境監控、接地故障保護、局放監測、模擬教學等功能模塊,全方位滿足鐵路電力領域監控需求。

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      三、調度/監控層部分界面展示

      q?電力遠動監控子系統主目錄界面

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      q?輔助監控子系統界面

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      q?故障分段與測距結果界面

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      q?區間潮流界面

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      q?安防監控模塊界面

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      q?消防監控模塊界面

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      q?動環監控模塊界面

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