趙金嬋

(山西省自動(dòng)化研究所，山西 太原 030012)

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高速公路沿線機(jī)房智能管理系統(tǒng)建設(shè)實(shí)施方案

趙金嬋

(山西省自動(dòng)化研究所，山西 太原 030012)

摘要：通過實(shí)現(xiàn)環(huán)境參數(shù)、監(jiān)控設(shè)備等的集中監(jiān)控、集中維護(hù)、集中管理獲得直觀的統(tǒng)計(jì)分析報(bào)告，采用先進(jìn)的“預(yù)警”維護(hù)方式徹底解決落后的人工被動(dòng)的維護(hù)方式，精確定位故障，可以提高供配電系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性、安全性、先進(jìn)性，也為了提高高速公路的生產(chǎn)及管理效益，管理自動(dòng)化水平，減輕高速公路管理人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，減少值班維護(hù)人員，降低運(yùn)行維護(hù)成本。為變電所的安全和可靠運(yùn)行提供有力保障，防范于未然從而極大的提高辦公效率。

關(guān)鍵詞：實(shí)時(shí)監(jiān)控；人機(jī)界面；物聯(lián)網(wǎng)；管理自動(dòng)化

1高速公路機(jī)房智能管理系統(tǒng)的背景及目標(biāo)需求

1.1背景

機(jī)房設(shè)備運(yùn)行和數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩鷻C(jī)房所處環(huán)境有很大的關(guān)系。高速公路對(duì)沿路機(jī)房動(dòng)力環(huán)境及安防問題提出了新的需求，急切需要實(shí)現(xiàn)漏水、煙霧、溫濕度、電量、門磁、亮化控制、人員入侵等信息進(jìn)行集中監(jiān)控管理、統(tǒng)計(jì)分析[1]。通過實(shí)現(xiàn)環(huán)境參數(shù)、監(jiān)控設(shè)備等的集中監(jiān)控、集中維護(hù)、集中管理獲得直觀的統(tǒng)計(jì)分析報(bào)告，采用先進(jìn)的“預(yù)警”維護(hù)方式徹底解決落后的人工被動(dòng)的維護(hù)方式，精確定位故障，可以提高供配電系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性、安全性、先進(jìn)性，也為了提高高速公路的生產(chǎn)及管理效益，管理自動(dòng)化水平，減輕高速公路管理人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，減少值班維護(hù)人員，降低運(yùn)行維護(hù)成本。為變電所的安全和可靠運(yùn)行提供有力保障，防范于未然從而極大的提高辦公效率[2]。

圍繞高速公路沿線機(jī)房的動(dòng)力環(huán)境及安防監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)項(xiàng)目，在多次調(diào)研、反復(fù)論證的基礎(chǔ)上，編寫了高速公路沿線機(jī)房的動(dòng)力環(huán)境及安防監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)項(xiàng)目實(shí)施方案。此系統(tǒng)工程跨越安防、電氣設(shè)備、計(jì)算機(jī)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)智能、通信技術(shù)等多項(xiàng)專業(yè)領(lǐng)域，是基于物聯(lián)網(wǎng)思想的系統(tǒng)集成技術(shù)解決方案[3]。

1.2目標(biāo)需求

建設(shè)一個(gè)成功的高速公路機(jī)房智能管理綜合系統(tǒng),應(yīng)綜合利用多種技術(shù)手段，從實(shí)際出發(fā)，使集中監(jiān)控系統(tǒng)達(dá)到最大的可用性、可靠性和安全性。實(shí)現(xiàn)以下功能，以達(dá)到對(duì)變電所監(jiān)控?zé)o人值守的目的。

1) 實(shí)時(shí)監(jiān)控，報(bào)警響應(yīng)時(shí)間迅速。

2) 系統(tǒng)性能與系統(tǒng)規(guī)模的無關(guān)性。

3) 實(shí)現(xiàn)無人或少人值守的能力。

4) 系統(tǒng)必須具有防網(wǎng)絡(luò)攻擊功能。

5) 系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸路徑具有必要的冗余設(shè)計(jì)，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

6) 具備在線升級(jí)的能力，并兼容第三方硬件的能力。

7) 統(tǒng)一的中文人機(jī)界面。

2機(jī)房智能管理系統(tǒng)建設(shè)項(xiàng)目技術(shù)方案

高速公路智能管理系統(tǒng)的基本組成包括：終端監(jiān)控設(shè)備層、通信層、機(jī)房管理軟件，以下為分別論述。

2.1終端監(jiān)控設(shè)備層

2.1.1環(huán)境監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集

終端監(jiān)控設(shè)備層包含環(huán)境監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集，可以通過模擬量或數(shù)字量實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)房?jī)?nèi)水浸、煙霧、溫濕度、門磁、紅外報(bào)警、手動(dòng)報(bào)警的數(shù)據(jù)采集。

采集子系統(tǒng)是數(shù)據(jù)采集并處理和分發(fā)的中心，具有如下特點(diǎn)[4]：

1) 監(jiān)控命令的上承下達(dá)、監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)(告警數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)等)的分析、處理等。

2) 具備接受控制命令并對(duì)設(shè)備實(shí)施控制操作的能力。

3) 監(jiān)控主機(jī)將監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)發(fā)送給交換機(jī)組成的傳輸子系統(tǒng)。

2.1.2機(jī)房照明監(jiān)控

通過TS-IP-PDU/MOD-8實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)房照明的智能化管理。除了在監(jiān)控中心可以遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)機(jī)房照明狀態(tài)以及實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程開關(guān)控制，變電所本地也可以手動(dòng)開關(guān)照明。系統(tǒng)能最大化地降低照明本身的運(yùn)營(yíng)成本，且由于減少了開燈時(shí)間，延長(zhǎng)了燈具壽命，進(jìn)一步提高了經(jīng)濟(jì)效益。

TS-IP-PDU/MOD-8有8路回路控制，從而實(shí)現(xiàn)8個(gè)回路亮化的控制，可以通過擴(kuò)展模塊實(shí)現(xiàn)更多路數(shù)的監(jiān)控[5]。

2.1.3機(jī)房風(fēng)機(jī)監(jiān)控

通過TS-IP-PDU/MOD-8實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)房風(fēng)機(jī)的智能化管理，可根據(jù)變電站內(nèi)外的環(huán)境條件溫差引入室外清潔的冷空氣對(duì)變電站內(nèi)進(jìn)行自然降溫，同時(shí)排出變電站內(nèi)的熱空氣，從而達(dá)到在常年大多數(shù)條件下替代空調(diào)制冷的效果，避免了空調(diào)長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行所造成的電能浪費(fèi)，有效降低變電站空調(diào)的運(yùn)行時(shí)間，達(dá)到降低通信機(jī)房電能消耗的目的。同時(shí)能實(shí)現(xiàn)變電所遠(yuǎn)程操控功能[6]。TS-IP-PDU/MOD-8帶有風(fēng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)功能，整個(gè)系統(tǒng)通過DC24 V電源供電，帶有4～8個(gè)電源輸出，可以帶動(dòng)8路AC/DC風(fēng)機(jī)工作。

2.2通信層

監(jiān)控系統(tǒng)中的終端監(jiān)控設(shè)備層、服務(wù)器和監(jiān)控管理軟件等全部通過以太網(wǎng)連接，采用以太網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)擴(kuò)展容易。也可在數(shù)據(jù)傳輸方面組成冗余環(huán)網(wǎng)，保證監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

為了安全起見，在監(jiān)控系統(tǒng)局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)之間采用硬件安全網(wǎng)關(guān)，它可通過監(jiān)測(cè)、限制、更改跨越安全網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)流，盡可能地對(duì)外部屏蔽網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的信息、結(jié)構(gòu)和運(yùn)行狀況，并通過檢測(cè)阻斷威脅，以及網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)加密等手段來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)和信息的安全，防止非法入侵。

機(jī)房監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)采集和控制都是以以太網(wǎng)形式進(jìn)行傳輸和組網(wǎng)，為保障系統(tǒng)的穩(wěn)定性，可以采用百兆環(huán)網(wǎng)的組網(wǎng)方式。

2.3機(jī)房監(jiān)控管理軟件

2.3.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)

操作系統(tǒng)選用Windows系列，其中服務(wù)器采用Windows 2000 Server以上操作系統(tǒng)，監(jiān)控主機(jī)和業(yè)務(wù)臺(tái)采用Windows 2000 Professional及以上操作系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)內(nèi)存8G以上，雙核處理器。

2.3.2監(jiān)控管理軟件TS-MCSS-V1.1

監(jiān)控軟件TS-MCSS-V1.1位于數(shù)據(jù)采集的最頂端，下接端局變電所的一體化采集器、智能設(shè)備等，它接收從采集器及各種智能設(shè)備上報(bào)的數(shù)據(jù)。監(jiān)控主機(jī)采集各設(shè)備的數(shù)據(jù)后，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，依據(jù)不同設(shè)備的具體情況進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、歸納、整理，得到設(shè)備當(dāng)前的運(yùn)行狀況(例如是否產(chǎn)生告警信號(hào)、數(shù)據(jù)如何保存、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等)后上送到監(jiān)控站中心數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，利用操作系統(tǒng)提供的多線程、多進(jìn)程、異步處理、標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)接口等新特性實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的設(shè)置靈活、反應(yīng)迅速、性能穩(wěn)定等特點(diǎn)。

3機(jī)房智能管理系統(tǒng)施工布局圖設(shè)計(jì)

隧道機(jī)房智能管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)見圖1，隧道機(jī)房智能管理系統(tǒng)配置見表1。

圖1　隧道機(jī)房智能管理系統(tǒng)配置圖

名稱面積檢測(cè)點(diǎn)使用設(shè)備數(shù)量備注隧道變電所機(jī)房4900×2800綜合環(huán)境監(jiān)測(cè)TS-MCS01/SM1監(jiān)控主機(jī)照明/風(fēng)機(jī)控制TS-IP-PDU/MOD81遠(yuǎn)程電源管理控制器煙感煙感傳感器4入侵紅外探測(cè)器1溫濕度智能溫濕度傳感器2聲光報(bào)警器聲光報(bào)警1水浸水浸傳感器4門磁傳感器門狀態(tài)檢測(cè)1雙控開關(guān)雙控開關(guān)3軟件設(shè)計(jì)軟件調(diào)試1

4結(jié)束語

總的看來，該系統(tǒng)的應(yīng)用，可以提高供配電系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性、安全性、先進(jìn)性，也為了提高高速公路的生產(chǎn)及管理效益，管理自動(dòng)化水平，減輕高速公路管理人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，減少值班維護(hù)人員，降低運(yùn)行維護(hù)成本。為變電所的安全和可靠運(yùn)行提供有力保障，防范于未然從而極大的提高辦公效率。

參考文獻(xiàn)

[1]何洋，范中山，陳洪濤.高速公路沿線設(shè)施智能防盜系統(tǒng)[J].公路交通科技,2013(6)：217.

[2]陳曼娜.高速公路路燈電纜防盜監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用方案[J].中國(guó)交通信息化，2011(3):116.

[3]李永亮，王中華，錢宜升，等.高速公路電纜防盜聯(lián)動(dòng)機(jī)制探討[J].公路交通科技，2010(7)：305.

[4]孫文進(jìn)，魏偉，王中華.“四防”技術(shù)在高速公路電纜防盜中的研究與應(yīng)用[J].西部交通科技，2010(2)：107.

[5]黃冠群.淺談高速公路智能管理系統(tǒng)的建設(shè)[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014(16)：198.

[6]王忠軍，張似華.高速公路智能化管理理論與實(shí)踐[M].鄭州： 河南人民出版社，2010.

Construction Plan for Intelligent Room Management System Along with the Highway

Zhao Jinchan

(ShanxiAutomationResearchInstitute,TaiyuanShanxi030012,China)

Abstract:By implementing the centralized monitoring, centralized maintenance and centralized management for environmental parameters and monitoring equipment, the intuitive statistical analysis report is gotten. The advanced “early warning” maintenance mode is adopted to completely resolve the outdated and passive artificial maintenance way, pinpoint the faults and can improve the operation reliability, security and advancement of the supply and distribution electricity system. It can also improve the production and management efficiency in expressway and the automation level of management; reduce the labor intensity of highway management staff; reduce the maintenance personnel on duty and lower the operation and maintenance costs. It takes preventive measures to greatly improve the office efficiency and provide effective protection for the safe and reliable operation of the substation.

Key words:real-time monitoring; HMI; internet of things; management automation

收稿日期：2016-03-24

作者簡(jiǎn)介：趙金嬋(1963- )，女，工程師，研究方向：信息技術(shù)研究。

文章編號(hào)：1674- 4578(2016)03- 0036- 02

中圖分類號(hào)：TP 308；TP 319

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A