城市轨道交通电力监控系统的设计及发展

城市轨道交通电力监控系统的设计及发展

种方涛

西安市轨道交通集团有限公司运营分公司 710000

摘要：电力监控系统通过对供电系统的实时监测和控制管理，确保城市轨道的安全运行，因此，系统的合理设计对其可靠运行具有关键作用和重大意义。分析介绍城市轨道交通电力监控系统的主要内容和特点，阐述了电力监控系统设计的硬件基础，探讨了电力监控系统的发展，旨在对城市轨道交通电力系统的设计提供一定的宝贵经验。

关键词：城市轨道交通；电力监控系统；信息化平台

引言：

目前，城市化进程的加快导致大量人口涌入，为方便人民日常交通出行，缓解急剧增加的交通压力，城市轨道交通的发展和建设刻不容缓。其中，完善的电力监控系统是城市轨道交通运行的重要保障，并且随着物联网、通信、互联网和人工智能等新技术的不断发展及广泛应用，电力监控系统也随之向更加智能化和信息化的方向飞速发展，这对于城市居民日常的安全出行和城市综合能力的不断提升也有着深远的意义与影响。

一、轨道交通电力系统内容

城市轨道交通电力系统是集调度系统、变电所综合自动化系统以及网络通信系统三位于一体的智能化、信息化平台^[1]。系统通过对各类城市轨道供电系统变电所的设备运行状态进行实时监测和控制，以达到及时发现故障信息并在可控范围内处理事故的目的，不仅为居民的人身和财产安全提供了强有力的保障，也是城市稳定发展的重要支撑。因此，对城市轨道交通电力监控系统的合理设计与进一步研究十分必要。

二、电力监控系统特点

城市轨道交通电力监控系统主要目标是通过监测轨道交通系统的实时运行情况，准确快速地对做出运行故障做出正确的应急处理，以此来保障乘客的生命和公共的财产安全。基于此目标，电力监控系统有以下几个特点：

(1)系统可扩展性

城市轨道交通的迅速发展决定了其运行机制在不断完善延伸，良好的系统可拓展性能够保证电力监控系统的功能随之增加，基于此，可以最大可能地满足城市轨道交通未来发展过程中不断更新的需求和迭代的应用。

(2)数据共享和实时性

电力监控系统通过自身运行状态监测技术和工具，实现了运行数据的实时性，提高了信息数据的共享度，保证系统具有强大的运行异常捕捉能力，加快了运行故障处理速度。

(3)系统技术先进性

电力监控系统采用分布式计算机和网络通信等先进技术，构建了多层次的体系系统框架，使得系统在实际运用中具有支撑多种运行环境，性能较高，应用范围广泛等优势。

(4)系统容错性和可靠性

电力监控系统需要具备系统容错性和可靠性。在发生系统故障时，首先不能干扰系统运行中的主要功能，避免非故障区域功能的崩溃；其次不能影响系统性能降至规定水平之下，因此电力系统独特的“1+N”功能实现了系统的容错运行，确保了系统运行的安全可靠性。

三、电力监控系统设计与实现

城市轨道交通电力监控系统在整体设计过程中，主要是由调度主站系统和变电所综合自动化系统两大部分构成。

（一）调度主站系统的设计与实现

控制中心的调度主站系统是电力监控整体系统设计的框架，是基于多层情况下的分布式计算机网络结构系统^[2]。

系统的硬件部分主要由电力调度系统、供电复示系统、通信设备和通信通道三大部分构成。其中，电力调度系统主要有系统局域网络设备服务器，工作站，打印机和UPS电源等。供电复示系统主要设备包括复示和设备管理工作站，打印机，交换机，工作台以及UPS电源等。

（二）变电所内综合自动化系统的设计与实现

变电所综合自动化系统的硬件部分主要由站级的管理层，网络通信层，间隔设备层和变电所自动化维护设备组成^[3]。

站级管理层的硬件设备主要涵盖控制信号盘、站控主单元、电源、交换机和报警系统等；网络通信层主要是由变电所内的交换机，以及监控通信网络和接口设备组成；间隔层设备层可以利用变电所内的网络通信层与站级管理层来进行信息交换，主要包含数据采集单元、智能监测控制单元及现场输出等设备^[4]。

通过以上内容的介绍可以直观地了解轨道交通电力系统整体设计过程中各个部分设备的组成部分，有助于更好地对电力监控设备进行设计和管理，以达到节约设计投入经费和可用设备最大效益化的目的。

四、电力监控系统的发展

随计算机、人工智能和通信技术的飞速发展与广泛运用，电力监控系统也从初期的人工监控阶段逐步发展到综合集成的分立自动化系统阶段。在系统早期发展时，由于技术的局限性以及建设标准的模糊性，导致轨道交通电力监控系统的系统架构、接口设置及网络结构等建设过程中均出现设计标准不统一的情况，不仅使得设计生产成本增加，而且电力监控系统的效果也不够显著。因此为弥补以上不足，在专业人员的研究与推动下，电力监控系统的发展进入到综合集成的分立自动化系统阶段。

综合集成的分立自动化系统阶段相较于电力监控系统发展阶段，其建设体制更加健全，标准也逐步完善统一，系统集中对供电系统中传输的实时信息数据进行远程控制和监控，统一管理系统的硬件设备、软件程序和通信通道。首先，综合集成的分立自动化系统在数据采集过程能够实现对供电设备各类参数（如功率、电压和电流大小、温度高低、频率快慢和开关位置等参数）进行直观展示和统计计算，并将数据信息保存至数据库中存储。其次，电力监控系统通过对不同类型的用户设置不同的访问权限，以此保证电力监控系统稳定安全运行。另外，在识别、记录和预警故障事件及信息时，分立自动化系统在用户需求的基础上，充分考虑了开关、参数等多个因素，保证每个运行环节均具有故障预测和警报功能，这使得工作人员在可以有针对性地及时修复问题，降低电力监控系统运行过程中所产生的不利影响。

五、结束语

在城市轨道交通的建设发展过程中，电力监控系统合理建设与有效应用不可或缺。另外，互联网，物联网、人工智能和通信等新技术的飞速发展变化，也为电力监控系统的智能化转型提供了强大的技术支撑，安全可靠的轨道交通电力监控系统有利于城镇居民生活的便利以及社会经济的发展。基于此，电力监控系统的设计与未来发展趋势也受到越来越多专业人士的广泛关注及研究，通过先进的工具设备和技术，不断对城市轨道交通电力监控系统的功能和性能进行改进和提升，对满足居民交通安全的需求和城市良好建设发展至关重要。

参考文献：

[1]孔凡辉. 浅析城市轨道交通综合监控系统的发展及新技术的应用[J]. 商品与质量, 2020, 000(002):1.

[2]徐韬. 探索城市轨道交通电力监控系统的技术发展趋势[J]. 低碳世界, 2020, 10(4):2.

[3]赵列远, 余斌, 王心光. 浅谈城市轨道交通综合监控系统现状和未来发展方向[J]. 2022(11).

[4]谢彬凌, 潘旭扬. 电力监控系统设备故障定位软件设计与实现[J]. 2022(23).