轨道交通电力监控系统的不足与展望

轨道交通电力监控系统的不足与展望

刘艳丽丁德饶

国电南瑞科技股份有限公司江苏南京210000

摘要：随着越来越多城市将发展城市轨道交通作为城市规划中的重点工作，自动化系统的需求将越来越高。因此，加强城市轨道交通综合自动化系统的研究，促进其发展，能够为我国的基础设施建设事业作出很大的贡献。

关键词：轨道交通；电力监控；故障预警

1轨道交通电力监控系统的不足

轨道交通电力监控系统设计的初衷是为运营服务，它提供实时的监测、控制和故障保护。但是，通过对上述故障原因的分析，我们发现，轨道交通电力监控系统与运营管理、行车调度、电力维保等多方面紧密相关，它不仅需要对行车组织提供实时支撑、还要对故障维修和故障分析提供实时支持，而现有的轨道交通电力监控系统存在着众多的不足，已经适应不了轨道交通当前网络化运营和维护的需求。

研究和统计分析表明，我国城市轨道交通存在以下几方面的问题：

1.1电力调度与行车调度剥离，无法协同工作目前

轨道交通电力监控系统本身基本沿袭了传统供电系统监控的规则，其主要作用是监视供电系统的运行状态，并在设备故障是采取故障回路切除、备用电源切入等操作。但是，各线路的电力监控和其他自动化控制系统，尤其是列车运行度系统是分离的，各个控制系统独立运行，互不干扰，这就导致许多宝贵的信息资源没有共享。

轨道交通系统安全运营主要是保证常态情况下列车高效运行、非正常情况下的降级安全运行、事故或者故障情况下的快速恢复。因此，以保证电力系统自身安全运行的传统轨道交通电力监控系统和轨道交通系统安全运行的要求不完全匹配。

这就需要轨道交通电力监控系统能够在电力系统运行数据的基础上，结合行车数据，实现供电和行车的一体化分析，为列车运行提供决策建议具体包括：

1）运输计划管理：提供列车运输计划的分析功能，能够对制定的运输计划进行分析，根据系统设计负载以及实际负载情况，对新制定运输计划进行负荷评估，对超负荷车站或区间进行预警，让行车调度可以提前调整运输计划；

2）实时列车运行调度：提供列车运行实时分析功能，能够对每个车站下一趟发车的负荷状态、每个区间的行车负荷状态进行预测，对超负荷的提前预警，供调度即时调整运行计划!错开高峰；

3）运行分析报告：提供列车运行事后分析功能，能够根据牵引供电的实际情况，对列车当前的运行计划进行分析!并提出相应的行车建议。

1.2信息处理不够，无法故障预测，故障预警和故障定位

目前，轨道电力监控系统中，我国拥有自主知识产权的技术主要是上层的集成软件系统，关键装备的核心仍然被国外公司（如西门子、阿尔斯通、通用、日立等）所控制，所以众多设备数据无法获取，也无法根据实际需求对设备进行定制或改造，从而缺乏集监控预警，故障诊断和可靠性评估，应急处置等深度内联的关键技术基础和功能表现。

目前轨道交通电力监控系统所提供的大量现场数据表现形式较粗糙，不便于管理人员理解应用且基础的报警数据采集和表达过于简单，误报数据较多，而各种管理人员需要的信息，如系运行状态的判断、潜在问题、出现异常状态时的快速操作指导、设备维护等信息应用的主动性较差。现有的电力监控系统有较多的误报情况存在，同时只有十分之一的记录带有设备指向信息，根据报警信息进行实地勘察，在开关与闸刀故障报警信息中，约有三分之一是误报。

1.3缺乏信息整合能力，无法做到运行和维保的一体化

力系统的运行管理和维修保养是轨道交通保证电力系统安全稳定运行的基础保证之一，而轨道交通运行组织部门则是电力系统的使用方之一。

轨道交通电力监控系统作为电力运行、维保相关的共有系统，应具备运行和维保的信息整合的能力，作为双方共有的信息平台，实现运行和维保的一体化运作。但是，由于现有轨道交通电力监控系统无法对设备维修和保养提出针对性的目标，也无法对有隐患的设备进行提前预警，所以运行和维保只能各自独立运作。发现问题了，运行部门通知维保部门。轨道交通维保部门也只能实行设备巡检和计划维修制度，这种维修方式具有一定的盲目性和主观性，难以探查和排除潜在故障隐患，诊断以主观经验为主，维修成本过高，存在比较大的人力物力浪费。

2轨道交通电力监控系统

随着城市轨道交通网络规模扩大及社会影响的增强，保障轨道交通系统运营安全成为维系城市正常秩序的大事，亟需对既有技术进行优化，以多信息融合技术为基础推动轨道交通智能水平提高，实现轨道交通电力系统的可靠性评估、故障诊断、系统预警、维修决策支持等技术，为各城市轨道交通安全运营提供可靠保证。

我个人认为新型的轨道交通电力监控系统应从以下几个方向进行改进以适应轨道交通网络化运行，维护和管理的需求。

2.1建立行车调度和电力调度一体化系统

轨道交通电网的安全可靠的运行，需要电网使用方的运管部门合理有效地使用电网资源，在电网的正常范围内高效运行，而不是经常在异常范围内运行，从而长期积累形成电网的安全隐患。这就需要行车调度和电力调度的人员紧密配合，协同工作。而这一切的基础是行车调度和电力调度的一体化系统，从而行车调度和电力调度的一体化成为新型轨道交通电力监控系统的发展方向之一。

新型轨道交通电力监控应建立高精度的行车负荷监测系统，捕捉精确地列车运行对电网的负载，并能够结合行车信息进行负荷的预测预警，从而指导行车调度调整行车计划，规避负荷高峰，避免超负荷跳闸，避免设备超负荷运转，从而使电网在稳定的范围内高效运转。

2.2加强分析功能，加强预测预警和故障处置功能

现有轨道交通的维修的机制是运营过程中发现问题，通知维保来维修，是一种被动的维修机制。新型电力监控系统应加强数据挖掘和数据分析功能，能够提前捕捉异常征兆，并进行预警，让维修提前介入处理，把问题消灭在萌芽阶段。

分析的基础是大量的数据，这就需要新型电力监控系统，能够整合与电相关的尽量多的数据（如行车相关数据、电力设备相关数据、列车相关数据、维修保养相关数据）来进行综合的评判和分析，并进行异常的预测和预警。

另外对于应急抢修的要求越来越高，在异常情况下，如何协调资源尽快恢复也应该成为新型轨道交通电力监控系统的发展重点，包括异常时的故障分析%故障定位，以及如何应急处置。

2.3打破单线瓶颈，建立网络化运营，维保一体化机制

轨道交通网络化运营以及区域化维保，需要新型电力监控系统打破单线瓶颈，建立公开公共的数据交互的通道，能够综合网络化运营的所有相关数据进行应用。同时新型的电力监控系统，应能够建立运营，维保紧密结合的一体化的平台，是的运营和维保能够协同工作，以保证轨道交通电网的稳定高效的运转。

参考文献：

[1]何宗华，汪松滋，何其光.城市轨道交通供电系统运行与维修「M」.北京：中国建筑工业出版刹_，2005