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簡(jiǎn)要描述：安科瑞Anet能源數(shù)據(jù)采集器(網(wǎng)關(guān))豐富的接口、完善的通信協(xié)議、方便的遠(yuǎn)程管理、強(qiáng)大的接入能力和數(shù)據(jù)處理能力，是數(shù)據(jù)穩(wěn)定、可靠、安全傳輸?shù)谋Ｕ希菍?shí)現(xiàn)能效管理的核心硬件！
產(chǎn)品型號(hào)：ANet廠商性質(zhì)：生產(chǎn)廠家更新時(shí)間：2025-04-19訪 問(wèn) 量：869| 品牌 | 安科瑞/Acrel |
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摘 要：隨著智慧城市的發(fā)展，地下綜合管廊的建設(shè)不斷增多，建成后的管廊需要有科學(xué)合理的綜合管理平臺(tái)對(duì)其進(jìn)行智能化管理。本文介紹了地下綜合管廊的建設(shè)內(nèi)容，從管廊智能化管理角度出發(fā)，在運(yùn)用GIS、可視化、傳感器、物聯(lián)網(wǎng)等多種技術(shù)的基礎(chǔ)上，搭建起智慧管廊綜合管理平臺(tái)，為實(shí)現(xiàn)管廊的安全管理提供有力保障。
關(guān)鍵詞：綜合管廊；地理信息系統(tǒng)；可視化管理；實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)
0引言
地下綜合管線是城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，是保證城市生產(chǎn)、生活正常運(yùn)轉(zhuǎn)的重要基礎(chǔ)條件，是城市的“生命線"。隨著城市的不斷發(fā)展，地下空間日趨緊張，管線單位各自為政，敷設(shè)混亂、道路反復(fù)施工、“馬路拉鏈"難以閉合等問(wèn)題突顯。針對(duì)綜合管網(wǎng)現(xiàn)狀，國(guó)務(wù)院辦公廳下發(fā)了《推進(jìn)城市地下綜合管廊建設(shè)的指導(dǎo)意見(jiàn)》。綜合管廊的建設(shè)有利于節(jié)約土地資源，保證城市地下管線安全，集約化利用城市地下空間，消除“馬路拉鏈"。
地下綜合管廊是指在城市地下用于集中敷設(shè)電力、通信、廣播電視、給水、排水、熱力、燃?xì)獾仁姓芫€的公共隧道。設(shè)有專門的檢修口、吊裝口和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)施統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一設(shè)計(jì)、統(tǒng)一建設(shè)和管理。地下綜合管廊的建設(shè)，需滿足維修與運(yùn)行方面的需求，科學(xué)地進(jìn)行設(shè)計(jì)，布設(shè)故障報(bào)警系統(tǒng)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障管網(wǎng)，提維修效率，為城市居民的生活提供便利。
智慧管廊綜合管理平臺(tái)采用三維可視化技術(shù)將地上建筑、管廊本體、附屬設(shè)施、入廊管線等進(jìn)行三維建模，采用GIS、物聯(lián)網(wǎng)、傳感器等多種技術(shù)，實(shí)現(xiàn)綜合管廊的數(shù)字化、集成化、智能化管理。
管廊本體：綜合管廊的結(jié)構(gòu)主體及人員出入口、吊裝口、逃生口、通風(fēng)口、管線分支口、支吊架、防排水設(shè)施、檢修道及風(fēng)道等構(gòu)筑物。
附屬設(shè)施：為保障綜合管廊本體、內(nèi)部環(huán)境、入廊管線穩(wěn)定運(yùn)行和人員安全，配套建設(shè)的消防、通風(fēng)、供電、照明、監(jiān)控與報(bào)警、給水排水和標(biāo)識(shí)等設(shè)施。
入廊管線：敷設(shè)于綜合管廊內(nèi)的給水、雨水、污水、再生水、天然氣、熱力、電力、通信等各類城市工程管線。
日常監(jiān)測(cè)：采用儀器量測(cè)、現(xiàn)場(chǎng)巡檢或遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控等手段和方法，采集反映綜合管廊日常運(yùn)行狀態(tài)、變化特征及發(fā)展趨勢(shì)的信息，并進(jìn)行反饋的活動(dòng)。
1平臺(tái)架構(gòu)
平臺(tái)采用面向服務(wù)的體系架構(gòu)(SOA,Service-oriented architecture)，基于WEB服務(wù)實(shí)現(xiàn)空間信息資源共享，模塊化的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)異構(gòu)多源數(shù)據(jù)的訪問(wèn)。全面支持OGC標(biāo)準(zhǔn)的接口，支持行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)以及擴(kuò)展的SOAP和REST協(xié)議的服務(wù)接口。總體體系架構(gòu)如圖1所示。
圖1體系架構(gòu)
1）數(shù)據(jù)層：是平臺(tái)的基礎(chǔ)和核心，為管廊綜合管理工作提供基本的數(shù)據(jù)信息，主要由基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)、三維數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)構(gòu)成。基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)主要包括城市地圖、地形數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)；三維數(shù)據(jù)主要包括地上建筑物、小品等；業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)主要包括管廊運(yùn)維、運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)等。
2）接口層：為應(yīng)用層提供二三維地圖服務(wù)、目錄服務(wù)，同時(shí)接入外部系統(tǒng)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，如報(bào)警系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、消防系統(tǒng)等監(jiān)測(cè)信息。
3）應(yīng)用層：是面向用戶的部分，基于接口層建立，調(diào)用環(huán)境監(jiān)測(cè)、設(shè)備監(jiān)控、安防、消防等多個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)，集成到智慧管廊綜合管理平臺(tái)。通過(guò)三維瀏覽可以身臨其境地看到管廊內(nèi)部實(shí)景、根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為管廊的日常運(yùn)維和應(yīng)急突發(fā)事件提供應(yīng)急指揮協(xié)作等，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)管廊的智能化管理。
2平臺(tái)應(yīng)用
智慧管廊綜合管理平臺(tái)包括管廊三維展示、管廊數(shù)據(jù)管理、管廊運(yùn)維管理、可視化監(jiān)測(cè)、指揮調(diào)度、應(yīng)急管理等多個(gè)模塊。
2.1管廊三維展示
實(shí)現(xiàn)地下管廊三維場(chǎng)景的瀏覽、二維地圖瀏覽、二三維聯(lián)動(dòng)、路線瀏覽、圖層分類控制、距離量算等功能。
2.2管廊數(shù)據(jù)管理
對(duì)管廊內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類管理展示，廊內(nèi)附屬設(shè)施可以編輯關(guān)聯(lián)基礎(chǔ)信息，也可通過(guò)條件查詢管廊設(shè)備信息并在地圖上快速定位，另外提供分類統(tǒng)計(jì)管廊設(shè)備數(shù)據(jù)的功能。
2.3管廊運(yùn)維管理
管廊的運(yùn)維管理不僅保障了管廊工作人員的健康安全，而且合理的運(yùn)維管理還可延長(zhǎng)管道的使用壽命、避免事故的發(fā)生。具體包括工單管理、排班管理、人員管理、配置管理、巡檢管理、維護(hù)管理等功能。通過(guò)對(duì)運(yùn)維配置的管理，合理安排運(yùn)維檢修人員、設(shè)備等資源，保障管廊的運(yùn)維管理工作有序、效地進(jìn)行。
2.4可視化監(jiān)測(cè)
通過(guò)與環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、安防系統(tǒng)、消防系統(tǒng)等進(jìn)行對(duì)接，調(diào)取設(shè)備監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)在地圖中進(jìn)行實(shí)時(shí)的可視化展示，及時(shí)掌握預(yù)警信息，為處理險(xiǎn)情、安排維修人員提供有力支持。
2.5指揮調(diào)度
基于GIS的工作人員位置可視化管理，通過(guò)工單管理、調(diào)度管理，對(duì)工作人員的任務(wù)狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控管理。
2.6應(yīng)急管理
應(yīng)急預(yù)案管理：支持用戶根據(jù)不同險(xiǎn)情新建不同的應(yīng)急預(yù)案。應(yīng)急物資管理：用戶可以在地圖上直觀地查看所有應(yīng)急物資的地理位置信息。當(dāng)出現(xiàn)突發(fā)險(xiǎn)情時(shí)，平臺(tái)中可以顯示相應(yīng)的報(bào)警信息，搜索相關(guān)的應(yīng)急預(yù)案，進(jìn)行應(yīng)急響應(yīng)。險(xiǎn)情結(jié)束后，在平臺(tái)中形成此次險(xiǎn)情的相關(guān)信息總結(jié)，形成知識(shí)庫(kù)，便于后期查看。
3 AcrelEMS-UT綜合管廊能效管理平臺(tái)
3.1平臺(tái)概述
AcrelEMS-UT綜合管廊能效管理平臺(tái)集電力監(jiān)控、能源管理、電氣安全、照明控制、環(huán)境監(jiān)測(cè)于一體，為建立可靠、安全、效的綜合管廊管理體系提供數(shù)據(jù)支持，從數(shù)據(jù)采集、通信網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)架構(gòu)、聯(lián)動(dòng)控制和綜合數(shù)據(jù)服務(wù)等方面的設(shè)計(jì)，解決了綜合管廊在管理過(guò)程中存在內(nèi)部干擾性強(qiáng)、使用單位多及協(xié)調(diào)復(fù)雜的根本問(wèn)題，大大提了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和可管理性，提升了管廊基礎(chǔ)設(shè)施、環(huán)境和設(shè)備的使用和恢復(fù)效率。
3.2平臺(tái)組成
安科瑞城市地下綜合管廊能效管理系統(tǒng)是一個(gè)深度集成的自動(dòng)化平臺(tái)，它集成了10KV/O.4KV變電站電力監(jiān)控系統(tǒng)、變電所環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、智能馬達(dá)監(jiān)控系統(tǒng)、電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)、消防設(shè)備電源系統(tǒng)、防火門監(jiān)控系統(tǒng)、智能照明系統(tǒng)、消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)。用戶可通過(guò)瀏覽器、手機(jī)APP獲取數(shù)據(jù)，通過(guò)一個(gè)平臺(tái)即可全局、整體的對(duì)管廊用電和用電安全進(jìn)行進(jìn)行集中監(jiān)控、統(tǒng)一管理、統(tǒng)一調(diào)度，同時(shí)滿足管廊用電可靠、安全、穩(wěn)定、效、有序的要求。
3.3平臺(tái)拓?fù)?/span>
3.4平臺(tái)子系統(tǒng)
3.4.1電力監(jiān)控
電力監(jiān)控主要針對(duì)10/0.4kV地面或地下變電所，對(duì)變電所壓回路配置微機(jī)保護(hù)裝置及多功能儀表進(jìn)行保護(hù)和監(jiān)控，對(duì)0.4kV出線配置多功能計(jì)量?jī)x表，用于測(cè)控出線回路電氣參數(shù)和用能情況，可實(shí)時(shí)監(jiān)控低壓供配電系統(tǒng)開(kāi)關(guān)柜、變壓器微機(jī)保護(hù)測(cè)控裝置、發(fā)電機(jī)控制柜、ATS/STS、UPS，包括遙控、遙信、遙測(cè)、遙調(diào)、事故報(bào)警及記錄等。
3.4.2環(huán)境監(jiān)測(cè)
環(huán)境監(jiān)測(cè)包括溫濕度、煙感溫感、積水浸水、可燃?xì)怏w濃度、門禁、視頻、空調(diào)、消防數(shù)據(jù)的采集、展示和預(yù)警，同時(shí)也可接入管廊艙室內(nèi)的水泵和通風(fēng)排煙風(fēng)機(jī)等設(shè)備集成的第三方系統(tǒng)完成管廊環(huán)境綜合監(jiān)控。
3.4.3電氣安全
AcrelEMS-UT能效管理系統(tǒng)針對(duì)配電系統(tǒng)的電氣安全隱患配置相應(yīng)的電氣火災(zāi)傳感器、溫度傳感器，消防設(shè)備電源傳感器、防火門狀態(tài)傳感器，接入消防疏散照明以及指示燈具的狀態(tài)實(shí)時(shí)顯示，并且對(duì)UPS的蓄電池溫度、內(nèi)阻進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視，發(fā)生異常時(shí)通過(guò)聲光、短信、APP及時(shí)預(yù)警。
3.5相關(guān)平臺(tái)部署硬件選型清單
3.5.1電力監(jiān)控及配電室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)
3.5.2電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)
3.5.3消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)
3.5.4防火門監(jiān)控系統(tǒng)
3.5.5消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)
4 結(jié)語(yǔ)
綜合管廊將給水、排水、熱力、電力、通信等市政管線集中管理，不僅能解決城市“馬路拉鏈"的問(wèn)題，還能方便各管線的維護(hù)和檢修。通過(guò)智慧管廊綜合管理平臺(tái)的建設(shè)，將管廊的日常管理等工作數(shù)字化、可視化、智能化，由紙質(zhì)圖表辦公向電子可視化辦公轉(zhuǎn)變；由事后應(yīng)急向預(yù)防預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)變；由信息孤島各自為政向共享共用協(xié)同合作轉(zhuǎn)變。智慧管廊綜合管理平臺(tái)讓綜合管廊的管理工作更直觀、更智能。
參考文獻(xiàn)
【1】田靜，賈小娟.智慧管廊綜合管理平臺(tái)的建設(shè)及應(yīng)用.
【2】朱艷．城市地下綜合管廊智能化運(yùn)營(yíng)管理技術(shù)研究［J］．智能建筑與智慧城市
【3】安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè).2022.05
1. 【技術(shù)支持衛(wèi)星：CDD-9888】【公從號(hào)：安科瑞能效管理解決方案】
2. 云平臺(tái)：變電所運(yùn)維云平臺(tái)、分布式光伏運(yùn)維云平臺(tái)、建筑能耗云平臺(tái)、企業(yè)能源管控平臺(tái)、遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)管控云平臺(tái)、宿舍預(yù)付費(fèi)管控云平臺(tái)、充電樁收費(fèi)運(yùn)營(yíng)云平臺(tái)、智慧消防云平臺(tái)、安全用電管理云平臺(tái)、環(huán)保用電監(jiān)管云平臺(tái)；
3. 系統(tǒng)解決方案：變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)、電力監(jiān)控系統(tǒng)、配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)、能耗管理系統(tǒng)、電能管理系統(tǒng)、馬達(dá)保護(hù)與監(jiān)控系統(tǒng)、動(dòng)環(huán)監(jiān)控及能效分析系統(tǒng)、智能照明監(jiān)控系統(tǒng)、消防設(shè)備電源監(jiān)控裝置、防火門監(jiān)控系統(tǒng)、余壓監(jiān)控系統(tǒng)、消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)；無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)；
4. 中壓測(cè)控裝置：環(huán)網(wǎng)柜綜合保護(hù)裝置、微機(jī)保護(hù)裝置、開(kāi)關(guān)柜綜合測(cè)控裝置、線路保護(hù)裝置、配電變保護(hù)裝置、電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置、備自投保護(hù)裝置、電容器保護(hù)裝置、PT檢測(cè)裝置、低壓備自投裝置、公共測(cè)控裝置、防孤島保護(hù)裝置、電流互感器過(guò)電壓保護(hù)器、溫濕度控制器、無(wú)源無(wú)線測(cè)溫傳感器、CT取電無(wú)線測(cè)溫傳感器；
5. 電力監(jiān)控與保護(hù)：弧光保護(hù)裝置、電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)裝置、電氣接點(diǎn)在線測(cè)溫裝置（智能濕度巡檢儀）、電動(dòng)機(jī)(馬達(dá)）保護(hù)器、低壓線路保護(hù)器、智能剩余電流繼電器、三遙單元；
6. 電能管理：可編程交流電測(cè)儀表、可編程直流電測(cè)儀表、多功能全電量電表、精度網(wǎng)絡(luò)電力儀表、諧波表、電能質(zhì)量表、海拔儀表、逆電流監(jiān)測(cè)電表、電子式電能表、導(dǎo)軌式電能表、面板表嵌入式電表、預(yù)付費(fèi)表、多用戶計(jì)量箱、物聯(lián)網(wǎng)儀表、無(wú)線多回路計(jì)量交流/直流表、無(wú)線多回路環(huán)保檢測(cè)模塊、正反向直流電能表、無(wú)線通訊轉(zhuǎn)換器、智能照明控制裝置；
7. 電能質(zhì)量治理：有源電力濾波器、中線安防保護(hù)器、諧波保護(hù)器、靜止無(wú)功發(fā)生器、濾波補(bǔ)償裝置、電力電容補(bǔ)償裝置、集成式諧波抑制電力電容補(bǔ)償裝置、投切開(kāi)關(guān)、功率因數(shù)補(bǔ)償控制器、自愈式低壓并聯(lián)電容器、串聯(lián)電抗器；
8. 電氣安全：電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器、剩余電流探測(cè)器、電氣火災(zāi)監(jiān)控裝置、在線監(jiān)控路燈計(jì)量、無(wú)線測(cè)溫顯示單元、故障電弧探測(cè)器、故障電弧傳感器、隔離電源絕緣監(jiān)測(cè)裝置、醫(yī)療機(jī)構(gòu)絕緣報(bào)警顯示儀、醫(yī)療醫(yī)院用隔離變壓器、工業(yè)用絕緣監(jiān)測(cè)裝置、電氣防火限流式保護(hù)器；
9. 新能源：光伏采集裝置、電瓶車智能充電樁、汽車充電樁、光伏匯流采集裝置；
10. 數(shù)據(jù)中心/鐵塔基站：數(shù)據(jù)采集模塊、機(jī)房數(shù)據(jù)柜監(jiān)控裝置、多回路電表、母線監(jiān)控裝置、電力監(jiān)控屏；
11. 智能網(wǎng)關(guān)：通信管理機(jī)、無(wú)線通信終端（無(wú)線通訊轉(zhuǎn)換器）、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊、串口服務(wù)器；
12. 電量傳感器：低壓電流互感器、開(kāi)口式互感器、一次小電流互感器、0.2級(jí)電流互感器、低壓電動(dòng)機(jī)保護(hù)器專用互感器、剩余電流互感器、霍爾傳感器、羅氏線圈電流變送器、模擬信號(hào)隔離器、有功功率變送器、無(wú)功功率變送器、直流電壓傳感器、浪涌保護(hù)器；
13. 環(huán)保監(jiān)控：油煙在線監(jiān)測(cè)儀、環(huán)保數(shù)據(jù)采集傳輸裝置；
進(jìn)儲(chǔ)能群、電力群、光伏群；找供應(yīng)商、找客戶、找圈子，
衛(wèi)星：CDD-9888（分享資源 合作共贏）
摘 要：速鐵路電力智能運(yùn)維管理系統(tǒng)采用終端感知層、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)層、系統(tǒng)平臺(tái)層的三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)模式，通過(guò)集成網(wǎng)關(guān)，共享通信傳輸設(shè)備，利用鐵路專用運(yùn)維傳輸網(wǎng)絡(luò)通道將各類監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)上傳至運(yùn)維管理平臺(tái)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，建立了統(tǒng)一的智能運(yùn)維建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)、一體化共享的運(yùn)維管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了鐵路全線電力在線監(jiān)測(cè)、智能化預(yù)報(bào)警及故障的智能化判斷定位，大大提了鐵路電力設(shè)施的運(yùn)行維護(hù)管理效率，充分保障了供電的可靠性。
關(guān)鍵詞：速鐵路；鐵路電力；狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)；智能運(yùn)維管理
1、引言
隨著鐵路建設(shè)的速發(fā)展和運(yùn)維工作量的增加，運(yùn)維管理的重要性日益凸顯，傳統(tǒng)的鐵路電力運(yùn)維管理模式已難以滿足智能的運(yùn)行維護(hù)管理需求[1]。
在科技發(fā)展的背景下，越來(lái)越多的智能化監(jiān)測(cè)技術(shù)已在鐵路電力系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用，但由于缺少統(tǒng)一的信息化建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)、一體化共享的信息平臺(tái)，存在許多智能化的監(jiān)測(cè)設(shè)備重復(fù)配置、標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一且不能數(shù)據(jù)共享，各智能監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)相互孤立形成信息孤島等問(wèn)題，進(jìn)而造成鐵路運(yùn)維服務(wù)的數(shù)據(jù)綜合應(yīng)用難以展開(kāi)[2]。
針對(duì)上述問(wèn)題，本文提出了一種適用于速鐵路的電力智能運(yùn)維管理系統(tǒng)，通過(guò)統(tǒng)一的運(yùn)維數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，充分利用共享數(shù)據(jù)交互設(shè)計(jì)以及鐵路互聯(lián)網(wǎng)地址資源，實(shí)現(xiàn)各類運(yùn)維系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸。系統(tǒng)深度集成各運(yùn)維監(jiān)測(cè)功能，通過(guò)模塊化方式，實(shí)現(xiàn)運(yùn)維平臺(tái)系統(tǒng)無(wú)縫銜接，使系統(tǒng)具備良好的擴(kuò)展性和可維護(hù)性。
2、系統(tǒng)構(gòu)成
系統(tǒng)由智能運(yùn)維管理主站、通信傳輸網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)采集及通信管理終端三部分組成，即終端感知層、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)層、系統(tǒng)平臺(tái)層的三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)模式，如圖１所示。
系統(tǒng)通過(guò)終端感知層內(nèi)的各個(gè)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)來(lái)采集數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)據(jù)交換機(jī)或路由器將所采集到的數(shù)據(jù)上傳給系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)層，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)層對(duì)各類數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理，并通過(guò)鐵路通信專用光纖維護(hù)通道或共用移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)通信接口接入系統(tǒng)平臺(tái)層。
2.1智能運(yùn)維管理主站
電力智能運(yùn)維管理系統(tǒng)主站按照運(yùn)營(yíng)單位要求一般集中設(shè)置于供電段內(nèi)，主要包括兩套并行運(yùn)行的監(jiān)控調(diào)度工作站，用于管理和調(diào)度整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行；為數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的性能運(yùn)行提供硬件支持和保障的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器；具有多個(gè)通信輸入/輸出端口的信息集成網(wǎng)關(guān)，作為在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和主站平臺(tái)之間的數(shù)據(jù)和命令交換；用于接收衛(wèi)星對(duì)時(shí)的GPS時(shí)鐘；為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)供電的UPS電源，以及打印機(jī)、調(diào)度臺(tái)等設(shè)備和系統(tǒng)服務(wù)軟件，系統(tǒng)具備可擴(kuò)展功能[3]。
圖1 速鐵路電力智能運(yùn)維管理系統(tǒng)構(gòu)成圖
作為系統(tǒng)平臺(tái)層，運(yùn)維管理主站可實(shí)現(xiàn)各在線監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)的信息統(tǒng)一接入，并集成優(yōu)化和信息共享，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)庫(kù)管理、運(yùn)行監(jiān)視、告警、報(bào)表、系統(tǒng)維護(hù)管理等功能[4]。
2.2通信傳輸網(wǎng)絡(luò)
近年來(lái)，隨著鐵路通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的逐步加強(qiáng)，為鐵路電力智能運(yùn)維管理系統(tǒng)的發(fā)展提供了便利，系統(tǒng)通過(guò)專用的鐵路運(yùn)維傳輸網(wǎng)絡(luò)通道，將各類子系統(tǒng)終端的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳送至運(yùn)維管理平臺(tái)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析處理，與采用GPRS等移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)接入的方式相比，受環(huán)境影響更小，且更能保證網(wǎng)絡(luò)。
本系統(tǒng)的電力維護(hù)通道按照《鐵路供電調(diào)度系統(tǒng)通信組網(wǎng)技術(shù)方案指導(dǎo)意見(jiàn)》（運(yùn)電通信函（2012）428號(hào)）設(shè)置，如圖2所示。系統(tǒng)設(shè)置１條通信通道，維護(hù)通道一個(gè)2Mb/s電路掛接終端站的數(shù)量不大于10個(gè)，維護(hù)通道利用傳輸系統(tǒng)接入層以太網(wǎng)通道，經(jīng)車站（或通信站）的傳輸設(shè)備與數(shù)據(jù)網(wǎng)設(shè)備互連，在運(yùn)行維護(hù)管理主站設(shè)置10M數(shù)字通道。
圖2 維護(hù)通道示意圖
就地設(shè)置的通信管理單元設(shè)備與通信傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)備間的連接可采用以下方案：對(duì)于10kV配電所、通信信號(hào)變電所等設(shè)有通信機(jī)械室的房屋，終端設(shè)備與通信傳輸設(shè)備間為室內(nèi)布線且布線距離小于100ｍ，采用FE（e）電接口連接；對(duì)于區(qū)間箱變終端設(shè)備與通信傳輸設(shè)備間為室外布線或室內(nèi)布線距大于100ｍ，采用工作在1310nm窗口的單模光纖以FE（o）光接口連接。
2.3數(shù)據(jù)采集及通信管理終端
數(shù)據(jù)采集及通信管理終端主要由設(shè)置于鐵路變配電所、箱式變電站等電力設(shè)施處的各類在線監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)的電氣監(jiān)測(cè)模塊以及統(tǒng)一的通信管理單元組成。
各個(gè)分散的電氣監(jiān)測(cè)模塊的測(cè)量單元部署在開(kāi)關(guān)柜等設(shè)備處，采集進(jìn)出線開(kāi)關(guān)的各種電氣運(yùn)行參數(shù)，并通過(guò)RS485總線接入到通信管理單元，利用通信處理設(shè)備，通過(guò)專用的電力運(yùn)維管理通道將數(shù)據(jù)傳入主站進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)測(cè)。
2.3.1子系統(tǒng)功能
鐵路電力變配電設(shè)備主要包括10kV壓開(kāi)關(guān)柜、壓環(huán)網(wǎng)柜、變壓器、低壓柜、配電箱和控制箱等，在沿線各車站及區(qū)間設(shè)置。特別是為區(qū)間通信基站、直放站，信號(hào)中繼站等負(fù)荷供電的箱變一般按照每3Km一處設(shè)置于區(qū)間路基外側(cè)、架橋下或隧道洞室內(nèi)，具有點(diǎn)多線長(zhǎng)，交通不便，運(yùn)行環(huán)境惡劣，巡視檢查須天窗點(diǎn)進(jìn)行等特點(diǎn)，給設(shè)備的巡視檢查造成了很大難度。
綜上所述，通過(guò)設(shè)置在線監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)，應(yīng)能實(shí)時(shí)掌握鐵電力供電系統(tǒng)運(yùn)行中影響電氣設(shè)備運(yùn)行的主要和重要的核心關(guān)鍵設(shè)備和部位的運(yùn)行狀態(tài)，提狀態(tài)監(jiān)測(cè)的自動(dòng)化水平，以適應(yīng)無(wú)人值班及需要天窗點(diǎn)巡視的電力供電系統(tǒng)設(shè)備管理運(yùn)營(yíng)維護(hù)要求。速鐵路電力智能運(yùn)維管理系統(tǒng)可包含以下子系統(tǒng)功能，并具備接入擴(kuò)展其他系統(tǒng)的功能：
（1）貫通電纜線路在線故障定位系統(tǒng)
速鐵10kV綜合負(fù)荷貫通線和負(fù)荷貫通線均采用全電纜線路，在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的電纜故障會(huì)嚴(yán)重影響電力供電的可靠性，影響鐵路的正常運(yùn)行。目前故障點(diǎn)的查找一般采用發(fā)生故障后斷電隔離故障區(qū)段后利用天窗點(diǎn)進(jìn)行，故障查找和檢修難度較大。貫通電纜線路在線故障定位系統(tǒng)在10kV配電所、車站通信信號(hào)變電所、區(qū)間箱變或變電所等處設(shè)置故障定位裝置，從電壓互感器和電流互感器的二次側(cè)采集電壓和電流信號(hào)，對(duì)基波和行波電流、基波和行波電壓等信號(hào)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，通過(guò)行波理論、雙端行波定位理論與小波變換原理，采用精度GPS/BDS多源時(shí)鐘授時(shí)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)貫通電纜線路故障的實(shí)時(shí)定位，大大減小查找電纜故障點(diǎn)的工作量，縮短檢修搶修時(shí)間，從而提速鐵路電力供電的可靠性[5]。
(2)電纜頭在線光纖測(cè)溫系統(tǒng)
電纜頭的溫度的變化直接反映電纜的運(yùn)行狀態(tài)，電纜頭溫度過(guò)后應(yīng)及時(shí)處理，避免電纜事故的擴(kuò)大甚至燒毀電纜。目前常規(guī)的溫度檢測(cè)均需要檢測(cè)人員到設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行，且電纜頭可視，已不能適應(yīng)智能運(yùn)維管理要求[6]。電纜頭在線光纖測(cè)溫系統(tǒng)由傳感器和處理器兩部分構(gòu)成，在電纜接頭處設(shè)置熒光光纖溫度傳感器，并由處理器發(fā)出光源，基于熒光測(cè)溫原理，通過(guò)測(cè)試光發(fā)射余輝衰減的時(shí)間，將其轉(zhuǎn)換為可測(cè)的光信號(hào)。處理器接收到傳感器發(fā)出的光信號(hào)后，將其轉(zhuǎn)換為溫度信號(hào)，其數(shù)據(jù)可通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)通信裝置傳輸至智能在線監(jiān)測(cè)運(yùn)維管理系統(tǒng)主站。系統(tǒng)可在線、實(shí)時(shí)地準(zhǔn)確測(cè)量電纜接頭的接點(diǎn)溫度。做到對(duì)電纜頭溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，進(jìn)行溫度異常時(shí)的報(bào)警[6]。
(3)電力成套開(kāi)關(guān)設(shè)備局部放電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
局部放電是絕緣損壞的重要標(biāo)征，是局部過(guò)熱，電器元件和機(jī)械元件老化的預(yù)兆，并造成壓電氣設(shè)備發(fā)生絕緣擊穿。通過(guò)在壓開(kāi)關(guān)柜等設(shè)備中設(shè)置局部放電智能監(jiān)測(cè)裝置，能監(jiān)測(cè)到主絕緣材料故障、絕緣材料表面及空氣介質(zhì)故障所激發(fā)的超聲波信號(hào)；接觸不良或過(guò)載引起的溫度過(guò)；絕緣材料污穢引起的表面爬電、閃絡(luò)等。可對(duì)開(kāi)關(guān)柜由于絕緣缺陷和老化造成絕緣內(nèi)部氣隙形成的氣隙放電，以及內(nèi)部的金屬毛刺、懸浮顆粒，絕緣子表面臟污，接觸不良等缺陷進(jìn)行預(yù)警。
(4)變配電所接地電阻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
變配電所的設(shè)備保護(hù)接地、防雷接地等共用接地系統(tǒng)，與運(yùn)行密切相關(guān)。系統(tǒng)采用接地電阻在線監(jiān)測(cè)儀作為核心監(jiān)測(cè)設(shè)備，內(nèi)置傳感器與電路板，金屬殼屏蔽設(shè)計(jì)，適用于戶外環(huán)境的使用，監(jiān)測(cè)多個(gè)關(guān)鍵接地點(diǎn)的接地電阻值，并通過(guò)通信傳輸數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程在線監(jiān)測(cè)，系統(tǒng)軟件能描述接地電阻的變化趨勢(shì)、周期，并可以設(shè)定相關(guān)的閾值給予警示，在線監(jiān)測(cè)接地引下線的連接狀況、回路接地電阻、金屬回路聯(lián)結(jié)電阻。確保接地系統(tǒng)良好運(yùn)行。
(5)箱變弧光保護(hù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
開(kāi)關(guān)柜由于電路元器件損壞、絕緣破壞、過(guò)電壓、意外短路等原因產(chǎn)生弧光短路故障會(huì)對(duì)人身和設(shè)備造成大的損害。由于鐵路箱變內(nèi)各類電氣設(shè)備布置比較緊湊，很容易發(fā)生電弧光事故，且大多設(shè)置于區(qū)間，巡視檢查不便，因此可通過(guò)配置弧光保護(hù)系統(tǒng)，將弧光傳感器安裝在柜內(nèi)各間隔中，當(dāng)弧光故障時(shí)，采集檢測(cè)突然增加的電弧紫外光，并通過(guò)光纖傳輸光信號(hào)至主控單元，當(dāng)檢測(cè)到電弧光時(shí)及時(shí)跳閘。
2.3.2通信管理單元
速鐵路電力智能運(yùn)維管理系統(tǒng)由于現(xiàn)場(chǎng)采集終端設(shè)備數(shù)據(jù)接口的不同，通信管理單元需要具備自適應(yīng)工業(yè)以太網(wǎng)接口和RS485串口，根據(jù)運(yùn)維子系統(tǒng)的數(shù)量進(jìn)行配置以太網(wǎng)接口和串口的數(shù)量，滿足系統(tǒng)需要。
3、系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案
系統(tǒng)軟件包括系統(tǒng)應(yīng)用服務(wù)和數(shù)據(jù)服務(wù)軟件，提供了包括基礎(chǔ)信息管理服務(wù)、數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)服務(wù)、運(yùn)行監(jiān)視和告務(wù)、運(yùn)行分析服務(wù)、數(shù)據(jù)分析服務(wù)等多種功能模塊[8]。
系統(tǒng)軟件系統(tǒng)遵循分層式和模塊化結(jié)構(gòu)，主要由表示層、業(yè)務(wù)層及數(shù)據(jù)層等多層次模型構(gòu)成，各層遵循標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口和交換方式，使得系統(tǒng)構(gòu)架符合通用性和可擴(kuò)展性原則。系統(tǒng)的數(shù)據(jù)層和業(yè)務(wù)層部署在運(yùn)維平臺(tái)服務(wù)器上，表示層則通過(guò)WEB客戶端、移動(dòng)APP和SNS（微信）等多種訪問(wèn)接口和客戶端應(yīng)用界面實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)軟件平臺(tái)架構(gòu)詳如圖3所示。
圖3 系統(tǒng)軟件平臺(tái)架構(gòu)圖
4、AcrelCloud-1000變電所運(yùn)維云平臺(tái)方案綜述
4.1概述
AcrelCloud-1000變電所運(yùn)維云平臺(tái)基于互聯(lián)網(wǎng)＋、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)通訊等技術(shù)開(kāi)發(fā)的云端管理平臺(tái)，滿足用戶或運(yùn)維公司監(jiān)測(cè)眾多變電所回路運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)、室內(nèi)環(huán)境溫濕度、電纜及母線運(yùn)行溫度、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備或環(huán)境視頻場(chǎng)景等需求，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集中，集中存儲(chǔ)、統(tǒng)一管理，方便使用，支持具有權(quán)限的用戶通過(guò)電腦、手機(jī)、PAD等各類終端鏈接訪問(wèn)、接收?qǐng)?bào)警，并完成有關(guān)設(shè)備日常和定期巡檢和派單等管理工作。
4.2應(yīng)用場(chǎng)所
適用于電信、金融、交通、能源、醫(yī)療衛(wèi)生、文體、教育科研、農(nóng)林水利、商業(yè)服務(wù)、公用事業(yè)等行業(yè)變配電運(yùn)行維護(hù)系統(tǒng)的新建、擴(kuò)建和改建。
5、系統(tǒng)功能
5.1用能月報(bào)
用能月報(bào)支持用戶按總用電量、變電站名稱、變電站編號(hào)等查詢所管理站所的用電量，查詢跨度可設(shè)置為月。
5.2站點(diǎn)監(jiān)測(cè)
站點(diǎn)監(jiān)測(cè)包括概況、運(yùn)行狀態(tài)、當(dāng)日事件記錄、當(dāng)日逐時(shí)用電曲線、用電概況。
5.3變壓器狀態(tài)
變壓器狀態(tài)支持用戶查詢所有或某個(gè)站所的變壓器功率、負(fù)荷率、等運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，支持按負(fù)荷率、功率等升、降序。
5.4運(yùn)維
運(yùn)維展示當(dāng)前用戶管理的有關(guān)變電所在地圖上位置及總量信息。
5.5配電圖
配電圖展示被選中的變電所的配電信息，配電圖顯示各回路的開(kāi)關(guān)狀態(tài)、電流等運(yùn)行狀態(tài)及信息，支持電壓、電流、功率等詳細(xì)運(yùn)行參數(shù)查詢。
5.6視頻監(jiān)控
視頻監(jiān)控展示了當(dāng)前實(shí)時(shí)畫(huà)面（視頻直播），選中某一個(gè)變配電站，即可查看該變配站內(nèi)視頻信息。
5.7電力運(yùn)行報(bào)表
電力運(yùn)行報(bào)表顯示選定站所選定設(shè)備各回路采集間隔運(yùn)行參數(shù)和電能抄表的實(shí)時(shí)值及平均值行統(tǒng)計(jì)。
5.8報(bào)警信息
對(duì)平臺(tái)所有報(bào)警信息進(jìn)行分析。
5.9任務(wù)管理
任務(wù)管理頁(yè)面可以發(fā)布巡檢或消缺任務(wù)，查看巡檢或消缺任務(wù)的狀態(tài)和完成情況，可以點(diǎn)擊查看任務(wù)查看具體的巡檢信息。
5.10用戶報(bào)告
用戶報(bào)告頁(yè)面主要用于對(duì)選定的變配電站自動(dòng)匯總一個(gè)月的運(yùn)行數(shù)據(jù)，對(duì)變壓器負(fù)荷、配電回路用電量、功率因數(shù)、報(bào)警事件等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并列出在該周期內(nèi)巡檢時(shí)發(fā)現(xiàn)的各類缺陷及處理情況。
5.11 APP監(jiān)測(cè)
電力運(yùn)維手機(jī)支持“監(jiān)控系統(tǒng)"、“設(shè)備檔案"、“待辦事項(xiàng)"、“巡檢記錄"、“缺陷記錄"、“文檔管理"和“用戶報(bào)告"七大模塊，支持一次圖、需量、用電量、視頻、曲線、溫濕度、同比、環(huán)比、電能質(zhì)量、各種事件報(bào)警查詢，設(shè)備檔案查詢、待辦事件處理、巡檢記錄查詢、用戶報(bào)告、文檔管理等。
6.系統(tǒng)硬件配置
7、結(jié)語(yǔ)
近年來(lái)，隨著智能化鐵路建設(shè)理念的提出，鐵路電力供電系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)無(wú)人化管理的模式是必然的發(fā)展方向，鐵路運(yùn)營(yíng)管理單位對(duì)于通過(guò)智能化運(yùn)維監(jiān)測(cè)技術(shù)和分析判斷解決電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的各類故障，以便實(shí)時(shí)的處理故障并及時(shí)恢復(fù)電力供電，保證鐵路運(yùn)行的需求也日益迫切。
在此背景下，本文所介紹的速鐵路電力智能運(yùn)維管理系統(tǒng)提出了鐵路電力系統(tǒng)智能運(yùn)維管理系統(tǒng)的理念，將各子系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通道共享，打破了傳統(tǒng)各自獨(dú)立的信息傳輸方式，通過(guò)深度集成融合的平臺(tái)主站形成了系統(tǒng)化、標(biāo)準(zhǔn)化的運(yùn)維管理體系模式。系統(tǒng)通過(guò)集成網(wǎng)關(guān)、共享通信傳輸設(shè)備，利用鐵路運(yùn)維傳輸網(wǎng)絡(luò)通道的方式將各類監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)送至運(yùn)維管理平臺(tái)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，實(shí)現(xiàn)鐵路全線電力在線監(jiān)測(cè)、智能化預(yù)報(bào)警及故障的智能化判斷定位，使電力設(shè)施建立全生命周期管理體系，為電力調(diào)度和運(yùn)行檢修管理提供強(qiáng)有力的輔助決策依據(jù)。隨著鐵路建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)體系的完善和技術(shù)的不斷發(fā)展，必將具有更加廣闊的應(yīng)用和發(fā)展前景，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化大數(shù)據(jù)環(huán)境下的鐵路電力智能運(yùn)維管理，將鐵路電力供電系統(tǒng)運(yùn)維管理提升到一個(gè)智能化的新水平。
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