劉俊生 成榆生

【摘 要】本文通過從鐵路通信機(jī)房內(nèi)動(dòng)力環(huán)監(jiān)監(jiān)控系統(tǒng)的模塊化設(shè)計(jì)和維護(hù)方面進(jìn)行探討，結(jié)合日常管理經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場維護(hù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行研究，為現(xiàn)場維護(hù)動(dòng)力環(huán)監(jiān)系統(tǒng)設(shè)備提供參考依據(jù)，更好地保障機(jī)房通信設(shè)備運(yùn)行安全，有長遠(yuǎn)的運(yùn)用價(jià)值和推廣意義。

【關(guān)鍵詞】動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控；維護(hù)；故障處理；運(yùn)用價(jià)值

一、課題研究的意義

動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)是一個(gè)綜合利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、通信技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、新型傳感技術(shù)等構(gòu)成的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，提供的一種以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)、基于集中管理監(jiān)控模式的自動(dòng)化、智能化和高效率的技術(shù)手段，其監(jiān)控對(duì)象是機(jī)房內(nèi)動(dòng)力設(shè)備及機(jī)房環(huán)境。結(jié)合鐵路現(xiàn)場情況，動(dòng)環(huán)監(jiān)控設(shè)備已廣泛應(yīng)用于各類機(jī)房，針對(duì)種類繁多，設(shè)計(jì)各異的動(dòng)環(huán)監(jiān)控設(shè)備；對(duì)機(jī)房里的環(huán)境設(shè)備及基礎(chǔ)子系統(tǒng)（如UPS、空調(diào)、配電、新風(fēng)、溫濕度、漏水、門禁、圖像、消防系統(tǒng)等）進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測和有效管理。因此本課題研究有著廣闊的運(yùn)用場景。

二、動(dòng)力環(huán)監(jiān)監(jiān)控系統(tǒng)及設(shè)計(jì)

（一）環(huán)監(jiān)集中監(jiān)控系統(tǒng)組成

根據(jù)國家統(tǒng)一要求，監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)按監(jiān)控管理中心（CSC）、區(qū)域監(jiān)控中心（LSC）、局（站）現(xiàn)場監(jiān)控單元（FSU）、設(shè)備監(jiān)控模塊（SM）劃分。環(huán)監(jiān)集中監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖如下圖1所示。

（二）系統(tǒng)模塊化設(shè)計(jì)

1.監(jiān)控模塊SM（Supervsion moduie）

監(jiān)控模塊是整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集部分。裝于被監(jiān)控的設(shè)備附近。它是圖像、聲音、環(huán)境、電源、空調(diào)設(shè)備的智能控制器或智能采集設(shè)備；具有數(shù)據(jù)的采集、壓縮、控制和濾波作用；具有與監(jiān)控單元（FSU），區(qū)域監(jiān)控中心（LSC）或監(jiān)控中心（CSC）進(jìn)行通信的功能；完成遙測，遙信數(shù)據(jù)的傳送及實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的遠(yuǎn)端遙控。其結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

每個(gè)監(jiān)控模塊都是相對(duì)獨(dú)立的數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)，這些數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)一般地均由傳感器、數(shù)據(jù)采集通道、數(shù)據(jù)處理與控制器、通信單元組成。監(jiān)控模塊包括圖像信息采集與編碼壓縮類、圖像攝像鏡頭控制類、圖像信息切換與選擇類、動(dòng)力系統(tǒng)類（高壓室、低壓室）、開關(guān)電源、蓄電池組、UPS、DC/DC直流變換器等設(shè)備、集中空調(diào)機(jī)和分散空調(diào)機(jī)、環(huán)境數(shù)據(jù)采集等設(shè)備。

2.監(jiān)控單元FSU（Field Supervision Unit）

監(jiān)控單元是裝于基站內(nèi)的前臺(tái)設(shè)備，從邏輯上講，它是監(jiān)控模塊的上一級(jí)設(shè)備，其主要功能為：周期性地采集各監(jiān)控模塊（SM）傳來的各類信息，對(duì)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、存儲(chǔ)、參數(shù)設(shè)置、告警管理，隨時(shí)接受并快速響應(yīng)來自監(jiān)控中心的命令，具有與監(jiān)控中心進(jìn)行通信的功能，完成監(jiān)控模塊和監(jiān)控中心之間的遙測、遙信、遙控?cái)?shù)據(jù)的傳送。在某些資料里，也有把監(jiān)控模塊和監(jiān)控單元合稱為監(jiān)控單元的。其結(jié)構(gòu)圖如下圖3所示。

對(duì)于監(jiān)控的基站由于其規(guī)模不同，監(jiān)控對(duì)象和內(nèi)容不一樣，因此，配置的監(jiān)控單元不盡相同。不管其如何變化，其基本組成均由監(jiān)控模塊通信與管理單元、數(shù)據(jù)處理單元、顯示終端單元、上位機(jī)通信與管理單元組成。

3.區(qū)域監(jiān)控中心LSC（Local Supervision Center）

區(qū)域監(jiān)控中心裝于各市公司的監(jiān)控中心。從邏輯上講，它是監(jiān)控單元的上一級(jí)設(shè)備，其主要功能為：周期性地采集各監(jiān)控單元（FSU）傳來的各類信息，對(duì)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、存儲(chǔ)、參數(shù)設(shè)置、告警管理，具有實(shí)時(shí)作業(yè)和歷史數(shù)據(jù)處理功能，能同時(shí)監(jiān)視轄區(qū)內(nèi)監(jiān)控單元的工作狀態(tài)?？赏ㄟ^監(jiān)控單元（FSU）對(duì)監(jiān)控模塊（SM）下達(dá)監(jiān)測和控制命令，隨時(shí)接受并快速響應(yīng)來自監(jiān)控中心（CSC）的命令，具有與監(jiān)控中心進(jìn)行通信的功能，完成監(jiān)控模塊（SM）、監(jiān)控單元（FSU）和監(jiān)控中心（CSC）之間的遙測、遙信、遙控?cái)?shù)據(jù)的傳送和數(shù)據(jù)過濾功能。

區(qū)域監(jiān)控中心一般地由前臺(tái)通信控制單元、數(shù)據(jù)處理單元（局域網(wǎng)）、后臺(tái)通信單元、數(shù)據(jù)庫、顯示與打印單元組成。其邏輯結(jié)構(gòu)如圖4所示。

4.集中監(jiān)控中心CSC（Central Supervision Center）

CSC從邏輯上講，它是區(qū)域監(jiān)控中心的上一級(jí)設(shè)備，其主要功能為：周期性地采集各區(qū)域監(jiān)控中心（LSC）、監(jiān)控單元（FSU）傳來的各類信息， 對(duì)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、存儲(chǔ)、參數(shù)設(shè)置、告警管理，具有實(shí)時(shí)作業(yè)和歷史數(shù)據(jù)處理功能，可通過區(qū)域監(jiān)控中心LSC或監(jiān)控單元（FSU）對(duì)監(jiān)控模塊（SM）下達(dá)監(jiān)測和控制命令，具有遙測、遙信、遙控功能。

監(jiān)控中心一般地，由前臺(tái)通信控制單元、數(shù)據(jù)處理單元（局域網(wǎng)）、數(shù)據(jù)庫、顯示與打印單元組成。其邏輯結(jié)構(gòu)如圖5所示。

（三）環(huán)監(jiān)監(jiān)控系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置

系統(tǒng)可對(duì)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。其中包括：告警閥值、復(fù)限閥值、告警級(jí)別、變比系數(shù)、振蕩因子、滿程值、零程值等。

在系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置時(shí)，監(jiān)控中心畫面將給出提示。

監(jiān)控中心具有故障告警及確認(rèn)記錄。故障告警及確認(rèn)記錄內(nèi)容包括故障設(shè)備名稱、故障發(fā)生時(shí)間、故障確認(rèn)時(shí)間、故障確認(rèn)人、故障排除時(shí)間等。系統(tǒng)對(duì)記錄資料具有查閱、統(tǒng)計(jì)功能。

三、通信機(jī)房的環(huán)境監(jiān)控測點(diǎn)與采樣布置探討

（一）煙霧傳感器

要安裝在開關(guān)電源正上方屋頂上的最高處吸頂安裝，安裝牢固，安裝時(shí)其工作指示燈盡量指向門口，每個(gè)煙霧傳感器的作用范圍不超過6m（半徑）。

任何原因造成的煙霧不能到達(dá)傳感器所在的位置，將使傳感器不能正常告警。一般的，需將煙霧傳感器裝在基站設(shè)備的上方屋頂上，按照煙霧較空氣輕的原理，一旦基站設(shè)備有煙霧時(shí)，煙感能比較快的作出反應(yīng)。

（二）水浸傳感器

水浸傳感器須安裝在基站內(nèi)的空調(diào)，暖氣，窗門口等易漏水的地方，并選擇地勢最低的地點(diǎn)安裝，保證兩觸點(diǎn)距地面距離S均為1-2mm的距離，注意避免與地面過近造成誤告警。

（三）溫度傳感器

溫度傳感器要求安裝在距地面1.7米左右、主控附近的墻上，注意安裝牢固；溫度傳感器不能裝在門口及門的對(duì)面，應(yīng)避免陽光直射、空調(diào)氣流直吹，嚴(yán)禁安裝在開關(guān)電源的后面，另外注意遠(yuǎn)離暖氣管道及暖氣片等熱源，距離主控不得超過5米，安裝盡量選擇最能反映基站整體溫度的位置。

（四）三相交流檢測器

三相交流檢測器安裝在基站配電箱的側(cè)面，不能裝到配電箱的下面，盡量遠(yuǎn)離配電箱的出、入線孔。

（五）移動(dòng)傳感器

安裝在基站門兩側(cè)，或門的對(duì)面，距地面1.8-2米之間，安裝牢固。探測器安裝時(shí)應(yīng)直接面對(duì)保護(hù)區(qū)域，但須注意遠(yuǎn)離暖器、空調(diào)、微波爐等冷熱源和有電磁場的物體，切勿將傳感器正對(duì)窗戶或強(qiáng)氣流、光線的區(qū)域；另外還要注意避免被監(jiān)測區(qū)域內(nèi)入室登記表、基站內(nèi)照明設(shè)施是否能被空調(diào)吹到從而紙張或照明設(shè)施晃動(dòng)，造成移動(dòng)誤告警。

四、常見故障分析與處理探討

（一）環(huán)監(jiān)系統(tǒng)故障處置流程

通過多年的現(xiàn)場維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)故障處置流程進(jìn)行優(yōu)化，如下圖所示。首先查看監(jiān)控單元信號(hào)是否異常，是將問題縮小的第一步?？梢耘卸ㄊ侵行牡膯栴}還是底端的問題。

如果監(jiān)控單元的信號(hào)正常，表示中心服務(wù)器的配置數(shù)據(jù)與監(jiān)控單元的本地參數(shù)表與配置表數(shù)據(jù)不符，刷新服務(wù)器后可以解決。

如果監(jiān)控單元數(shù)據(jù)也顯示異常，則檢查監(jiān)控單元的本地參數(shù)和配置表。檢查時(shí)應(yīng)對(duì)照采集器上所接的通道是否與配置的通道相同、信號(hào)屬性、通道類型、信號(hào)編碼、小數(shù)點(diǎn)位置、變比系數(shù)、越限值、復(fù)限值、振蕩因子、告警級(jí)別、告警聯(lián)動(dòng)參數(shù)、屏蔽時(shí)間段等項(xiàng)，將不正確的配置項(xiàng)進(jìn)行修正。

接線應(yīng)當(dāng)檢查的內(nèi)容包括傳感器端接線是否正確、采集器端接線是否正確、線路是否完好，沒有斷線接觸不好的現(xiàn)象。

可以根據(jù)采集器的輸出特性有萬用表測量輸出通道輸入端的值，判斷傳感器的輸出是否正常。可以根據(jù)傳感器使用說明書來進(jìn)行判斷，不正常則更換傳感器。

如果傳感器正常則是采集板的故障，此時(shí)可使用調(diào)試工具檢查采集板通道設(shè)置。

如果通道設(shè)置正確，仍然無法采集到，通常是此通道損壞。可以更換通用采集器來解決；也可以將此信號(hào)換到其他通道進(jìn)行采集，注意：此時(shí)必須修改監(jiān)控單元的參數(shù)配置，并保證監(jiān)控單元的參數(shù)配置與服務(wù)器配置相同，即修改后刷新服務(wù)器。

（二）常見故障處理方法探討

一是動(dòng)環(huán)設(shè)備主機(jī)MISU主要由S板（模擬AI、數(shù)字DI外圍告警采集板）、P板（主控板）或PA板、E板（傳輸板，傳輸2M信號(hào)）三大部分組成。

二是水浸告警單元如有告警采集器告警燈會(huì)亮，無告警則正常燈亮。

三是更換P板一定要重新下載對(duì)應(yīng)開關(guān)電源的協(xié)議（與門磁、水浸等告警無關(guān)），同時(shí)把P板撥碼開關(guān)設(shè)為S3為12上端/S2為18上端，其它在下端，否則出監(jiān)控中斷告警。

四是更換S板，要重新設(shè)置S1撥碼開關(guān)位置，把2 4位置拔下來，否則會(huì)出空調(diào)失竊告警。無需下載協(xié)議。更換E板，也無需下載協(xié)議。

五是更換溫濕度盒無需調(diào)盒內(nèi)部微調(diào)按鈕，只需結(jié)合+12V電源線、溫度告警線、濕度告警線。注意在處理此類溫度過高或過低問題時(shí)一定要檢查連接線是否接觸良好。

六是空調(diào)失竊告警處理時(shí)，要注意檢查空調(diào)室外機(jī)內(nèi)3.9K電阻是否完好，室內(nèi)防雷干結(jié)點(diǎn)與RS232接觸是否良好。

七是若處理監(jiān)控中斷故障時(shí)，由后臺(tái)查看傳輸E板是否正常，若正常則是P板問題。動(dòng)環(huán)監(jiān)控是由各個(gè)基站動(dòng)環(huán)組成一個(gè)環(huán)路，若中間一個(gè)斷掉，其下掛基站動(dòng)環(huán)設(shè)備會(huì)全部中斷。（每個(gè)基站動(dòng)環(huán)傳輸由2條2M電路組成，一條是到上端站，一條到下端站，若在E板上看到RCL、E_LOS燈亮，說明動(dòng)環(huán)傳輸中斷）。

八是更換PA板要用高版本軟件來下載協(xié)議。MISU現(xiàn)場調(diào)測軟件主要是下載開關(guān)電源協(xié)議，查看一些通道數(shù)據(jù)，如AI1為溫度，2作用正常，AI2為濕度，2作用正常，AI3/4為控制空調(diào)。通過軟件測試讀出版本號(hào)若為S結(jié)尾，未下載開關(guān)電源協(xié)議，若為F結(jié)尾則說明已下載協(xié)議。

九是溫濕度盒（帶4個(gè)插針）要接4根線，+12V電源線到S板電源接口+12V端，溫度采集線（T）接到XJ1上層接線板AI1端口，濕度采集線（RH）接到XJ1下層接線板AI2；接地線（GND）接到XJ1下層接線板GND端口。

五、結(jié)論

本文通過從鐵路通信機(jī)房內(nèi)動(dòng)力環(huán)監(jiān)監(jiān)控系統(tǒng)維護(hù)方面進(jìn)行了介紹，從通信機(jī)房現(xiàn)場出發(fā)，對(duì)監(jiān)測點(diǎn)的布置進(jìn)行了介紹，最后結(jié)合日常管理經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)常見故障和處理方法，更好地為現(xiàn)場維護(hù)動(dòng)力環(huán)監(jiān)系統(tǒng)設(shè)備提高參考依據(jù)，更好地保障機(jī)房設(shè)備運(yùn)行安全，有長遠(yuǎn)的運(yùn)用價(jià)值和推廣意義。