王 誼

（北京地鐵運(yùn)營(yíng)有限公司供電分公司，北京 100082）

地鐵作為主要交通工具類型，時(shí)效與速度是最為顯著的2大特點(diǎn)，這也是地鐵的2大優(yōu)勢(shì)。地鐵之所以能夠保持如此快的速度與時(shí)效，其不僅和實(shí)際應(yīng)用設(shè)備有著緊密關(guān)聯(lián)性，與電力監(jiān)控系統(tǒng)的有效保障也密不可分。目前來(lái)看，地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用效果相對(duì)比較理想，但是其中也不免存在各種問(wèn)題，還未能得到有效解決和妥善處理。這也是當(dāng)前地鐵電力監(jiān)控領(lǐng)域工作的重中之重，即切實(shí)有效解決好電力監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行中暴露出的各種問(wèn)題，并提前制定出有效的預(yù)防和保護(hù)策略。

1 地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)簡(jiǎn)要介紹

1.1 地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)定義

地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)，從理論層面來(lái)定義，指的是對(duì)地鐵全線的變電所和接觸網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行情況施行全程實(shí)時(shí)監(jiān)控與測(cè)量工作。地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)的價(jià)值在于其可以在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)各個(gè)子系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題，并給予有效應(yīng)對(duì)和處理。在地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)中，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)占據(jù)著核心位置，整個(gè)地鐵系統(tǒng)功能基本上都是以實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)作為入口的，也都會(huì)緊密圍繞實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)逐一實(shí)現(xiàn)和達(dá)成各個(gè)系統(tǒng)的功能。

1.2 地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)組成

根據(jù)安全位置及功能要求的不同，地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)可分為現(xiàn)場(chǎng)間隔層、網(wǎng)絡(luò)層及監(jiān)控管理層3個(gè)部分，如圖1所示。

圖1 地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)組成

1.2.1 現(xiàn)場(chǎng)間隔層

地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)中的間隔層主要指的是應(yīng)用在現(xiàn)場(chǎng)的各種供電設(shè)備，具體包括供電設(shè)備里面的信息采集模塊、危微測(cè)控模塊、直流電源監(jiān)控模塊及保護(hù)模塊等。

1.2.2 網(wǎng)絡(luò)層

網(wǎng)絡(luò)層中的設(shè)備有通信管理機(jī)、交換機(jī)、光電交換機(jī)和光電轉(zhuǎn)換器等。除此之外，供電現(xiàn)場(chǎng)的以太網(wǎng)等通信設(shè)備也歸屬于網(wǎng)絡(luò)層。

1.2.3 監(jiān)控管理層

在監(jiān)控管理層當(dāng)中，其主要包括綜合監(jiān)控服務(wù)器及交換機(jī)等設(shè)備，監(jiān)控管理層也被稱作中央管理層，屬于地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)的中心。

1.3 地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)的特點(diǎn)

1.3.1 目的性

在地鐵系統(tǒng)當(dāng)中，電力監(jiān)控系統(tǒng)的根本目的是為地鐵的安全運(yùn)行提供基礎(chǔ)保障，這同時(shí)也是電力監(jiān)控系統(tǒng)的價(jià)值所在。地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)的“四遙”功能充分體現(xiàn)出了它的目的性，地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)中的“四遙”指的是遙測(cè)、遙信、遙控及遙調(diào)。電力監(jiān)控系統(tǒng)多是通過(guò)這些途徑和方式來(lái)實(shí)現(xiàn)其功能，進(jìn)而為地鐵的正常運(yùn)行提供保障。

1.3.2 整體性

當(dāng)前地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)多是按照兩級(jí)管理+三級(jí)控制的方式來(lái)使用和管理，管理和控制，二者保持相互聯(lián)系且又獨(dú)立的關(guān)系。地鐵系統(tǒng)中控制中心級(jí)、車站級(jí)和現(xiàn)場(chǎng)級(jí)電力監(jiān)控系統(tǒng)功能不盡相同，但三者缺一不可，其是構(gòu)成電力監(jiān)控系統(tǒng)的重中之重。

1.3.3 動(dòng)態(tài)性

在地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)中，系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性特征主要體現(xiàn)在通道切換功能上面。地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)需要實(shí)時(shí)監(jiān)控通道運(yùn)行情況，隨時(shí)根據(jù)通道的真實(shí)運(yùn)行情況去對(duì)主通道和備通道進(jìn)行自動(dòng)切換。當(dāng)然調(diào)度人員也可以選擇手動(dòng)切換。

1.3.4 適應(yīng)性

地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)擁有反饋系統(tǒng)及自適應(yīng)和自學(xué)習(xí)系統(tǒng)。適應(yīng)性在地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)中體現(xiàn)得非常顯著。地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)的適應(yīng)性具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：其一，電力監(jiān)控系統(tǒng)容錯(cuò)能力、自診斷及自恢復(fù)能力都很高；其二，電力監(jiān)控系統(tǒng)軟件具有在線編輯和改進(jìn)功能；其三，電力監(jiān)控系統(tǒng)正在向通信接口標(biāo)準(zhǔn)化、設(shè)備間的互操作性增強(qiáng)化方向順利發(fā)展。

1.3.5 復(fù)雜性

當(dāng)前地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)均采用的是分層分布的結(jié)構(gòu)體系，其系統(tǒng)自身便極具復(fù)雜性。其具體體現(xiàn)在：其一，地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)各站信息量非常大，而且多呈分散分布的狀態(tài)，變電所中所。其二，現(xiàn)在的地鐵呈現(xiàn)出網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展趨勢(shì)，運(yùn)行線路之間的交叉現(xiàn)象越發(fā)顯著，2條或者多條線路共用同一個(gè)變電站的情況也越來(lái)越普遍，也就是說(shuō)，在現(xiàn)階段的地鐵運(yùn)行系統(tǒng)當(dāng)中，同一個(gè)變電站很可能會(huì)關(guān)乎多條線路的運(yùn)行穩(wěn)定性與安全性，鑒于此，地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)復(fù)雜程度自然會(huì)越來(lái)越高。

2 地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)故障類型及處理流程概述

目前，根據(jù)地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)中所出現(xiàn)過(guò)的設(shè)備故障，其可以劃分為2大類型，一種是軟件故障，另一種則是硬件故障。其中，造成軟件發(fā)生故障的原因主要在于系統(tǒng)配置出現(xiàn)錯(cuò)誤、系統(tǒng)發(fā)生崩潰等，而造成硬件故障的原因多是外界因素的影響，諸如自然災(zāi)害、人為原因等。具體故障問(wèn)題主要包括以下幾種類型：第一，因?yàn)閿嚯?、輸電中斷之后，電力調(diào)度無(wú)法借助電力監(jiān)控系統(tǒng)順利控制地鐵供電設(shè)備；第二，地鐵運(yùn)行過(guò)程中，電力調(diào)度通過(guò)電力監(jiān)控系統(tǒng)不能實(shí)時(shí)監(jiān)視供電現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，出現(xiàn)通信中斷的情況；第三，供電設(shè)備異常，電力調(diào)度供電設(shè)備的操作決策被影響，進(jìn)而影響到行車及其他專業(yè)設(shè)備的供電情況；第四，地鐵運(yùn)行當(dāng)中，供電現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)營(yíng)主開(kāi)關(guān)出現(xiàn)跳閘情況，電力調(diào)度借助電力監(jiān)控系統(tǒng)沒(méi)有辦法恢復(fù)操作。

對(duì)于地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)的故障處理流程，大致可以分為故障接報(bào)、故障響應(yīng)及故障處理3大方面的內(nèi)容。在故障接報(bào)環(huán)節(jié)，相關(guān)的工作人員需要在接收到故障信息之后對(duì)其基本情況進(jìn)行記錄，并判斷其屬于應(yīng)急故障還是一般故障，如果是應(yīng)急故障，應(yīng)及時(shí)將信息上報(bào)工班長(zhǎng)，并及時(shí)組織相關(guān)人員到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行維修，如果是一般故障，則可以通知附近的值班和巡檢人員到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行處理。在故障響應(yīng)環(huán)節(jié)，工班長(zhǎng)在接收到應(yīng)急故障的信息后，應(yīng)及時(shí)組織專業(yè)人員到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行維修，在到達(dá)設(shè)備房后，需要先以電話的形式回復(fù)維修調(diào)度，之后再進(jìn)行設(shè)備故障的查看和確認(rèn)。在故障處理環(huán)節(jié)，如果是通信控制器發(fā)生故障，則應(yīng)對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行檢查，根據(jù)模塊指示燈來(lái)對(duì)故障進(jìn)行判斷。如果各個(gè)模塊的指示燈并沒(méi)有異常顯示，則應(yīng)對(duì)底層系統(tǒng)進(jìn)行檢查，如果底層系統(tǒng)不能正常啟動(dòng)說(shuō)明是由文件配置錯(cuò)誤導(dǎo)致的，對(duì)文件配置進(jìn)行重新安裝之后再重啟底層系統(tǒng)即可。如果在故障處理環(huán)節(jié)發(fā)現(xiàn)交換機(jī)存在故障，也應(yīng)先觀察設(shè)備的指示燈，根據(jù)指示燈的提示進(jìn)行操作。

3 地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中暴露出的問(wèn)題

3.1 人機(jī)界面整合存在困難

就目前地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用情況而言，其監(jiān)控的范圍是非常廣的，這就對(duì)完全實(shí)現(xiàn)人機(jī)界面整合造成了非常大的困擾。雖然伴隨著各種集成軟件的應(yīng)用，集成系統(tǒng)的性能得到了很大提升，但是開(kāi)發(fā)集成軟件是需要大量資金及人力物力資源支持的，尤其是在一些特殊集成軟件或者特殊開(kāi)發(fā)階段，其還可能會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)提出特殊要求，由此一來(lái)，人機(jī)界面的整合難度自然會(huì)變得越來(lái)越大。

3.2 數(shù)據(jù)處理和協(xié)議轉(zhuǎn)換難度比較大

地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)中，綜合性監(jiān)控系統(tǒng)占據(jù)著重要位置，綜合性監(jiān)控系統(tǒng)可以將全部系統(tǒng)數(shù)據(jù)都收集到一起。地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)中，綜合監(jiān)控系統(tǒng)和與之相關(guān)的系統(tǒng)接口之間一般都會(huì)涉及到數(shù)據(jù)處理和協(xié)議轉(zhuǎn)化，在此過(guò)程當(dāng)中很容易出現(xiàn)各種各樣的問(wèn)題，而且受前端處理器的影響，通信效率也會(huì)因此受到感染，進(jìn)而導(dǎo)致結(jié)算欠缺準(zhǔn)確性。

還有，前端處理器的職能還包括把不同格式的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成為電力監(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)中統(tǒng)一格式的數(shù)據(jù)，再把數(shù)據(jù)提交到系統(tǒng)車輛段、車站級(jí)及中央實(shí)時(shí)服務(wù)器當(dāng)中。如此一來(lái)，前端處理器對(duì)通信效率的影響會(huì)變得越來(lái)越大。除此之外，在電力監(jiān)控系統(tǒng)不斷擴(kuò)張的過(guò)程中，前端處理器的處理能力就會(huì)呈現(xiàn)出越來(lái)越受限的情況，信息傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性也會(huì)因此受到影響，這也會(huì)直接影響到地鐵運(yùn)行的順暢性。

3.3 系統(tǒng)時(shí)鐘同步延遲

地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)需要及時(shí)和其他系統(tǒng)發(fā)布時(shí)鐘信息，但因?yàn)橄到y(tǒng)時(shí)鐘會(huì)同步存在延遲的情況，所以電力監(jiān)控系統(tǒng)信息的實(shí)時(shí)性很容易受到影響。地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控范圍非常廣，規(guī)模也很大，這就在一定程度上增強(qiáng)了傳輸時(shí)鐘延遲的情況，對(duì)電力監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)效性影響也會(huì)更強(qiáng)。如果情況比較嚴(yán)重，還會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失等問(wèn)題，那么監(jiān)控系統(tǒng)判斷有失準(zhǔn)確性，整個(gè)電力監(jiān)控系統(tǒng)的安全性便會(huì)受到威脅。

4 地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題后的有效應(yīng)對(duì)策略

4.1 進(jìn)一步明確故障接報(bào)流程

第一步，地鐵值班人員在接到維修調(diào)度故障指令之后，需要在第一時(shí)間記錄清楚故障發(fā)生的時(shí)間、具體站點(diǎn)、故障現(xiàn)象及影響范圍等內(nèi)容。

第二步，接報(bào)人員結(jié)合故障情況，對(duì)故障類型進(jìn)行初步判斷，將故障類型歸入一般故障和應(yīng)急故障任一類型當(dāng)中。

第三步，針對(duì)一般故障，由值班人員負(fù)責(zé)聯(lián)系就近檢修人員，檢修人員按照故障描述來(lái)診斷故障，并攜帶工具及時(shí)前往故障地點(diǎn)去進(jìn)行處理，到現(xiàn)場(chǎng)之后要將故障的情況報(bào)告給值班調(diào)度。針對(duì)應(yīng)急故障，要及時(shí)將故障情況上報(bào)給檢修班長(zhǎng)，由檢修班長(zhǎng)決定是否有必要啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案，如有必要?jiǎng)t按照應(yīng)急預(yù)案處理，安排人員到故障地點(diǎn)進(jìn)行處理。

第四步，如果故障涉及范圍廣，涉及到了多個(gè)專業(yè)，那么就需要及時(shí)與相關(guān)專業(yè)人員聯(lián)系，與此同時(shí)，也可借助中央監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)對(duì)其故障所影響的范圍和區(qū)域進(jìn)行再次精準(zhǔn)確認(rèn)，保證故障問(wèn)題區(qū)域的精準(zhǔn)度。

4.2 故障響應(yīng)的情景分析

情景分析是依據(jù)現(xiàn)有的事實(shí)對(duì)將來(lái)的事態(tài)發(fā)展做出分析判斷，并做出合理假設(shè)，情景分析基于事件發(fā)生前后，依據(jù)相關(guān)的情形進(jìn)行合理假設(shè)。情景分析如果是非常規(guī)性突發(fā)事件，分析發(fā)生在應(yīng)急事件之后，決策要面對(duì)的事態(tài)是依據(jù)事件的演變時(shí)間順序，因此需要面對(duì)復(fù)雜的信息處理，還有時(shí)間產(chǎn)生的壓力，所以應(yīng)急主體要迅速準(zhǔn)確地判斷當(dāng)前情景，并且要對(duì)未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)的演變趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)判，從而迅速形成非程序式?jīng)Q策。

4.3 故障處理的組織

在整個(gè)地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)中，突發(fā)事件發(fā)生概率是很低的，而且大多數(shù)突發(fā)事件都會(huì)受到局部因素或者外界因素的影響和干擾。通常情況下，外部因素會(huì)在一定程度上破壞電網(wǎng)系統(tǒng)，造成電網(wǎng)系統(tǒng)的局部破壞，由此電力技術(shù)系統(tǒng)中存在的一些內(nèi)在隱患也很容易隨之顯現(xiàn)出來(lái)，諸如電力設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備都可能因此暴露出各種隱患。

針對(duì)地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)中的突發(fā)事件，相關(guān)人員的響應(yīng)及所采取的措施尤為重要，如果相關(guān)人員能夠在第一時(shí)間做出正確有效地處理，那么這些突發(fā)事件的影響范圍就會(huì)得到很大程度地縮減，故障事件本身也可以得到有效控制。所以，相關(guān)單位必須要高度重視對(duì)突發(fā)事件的應(yīng)急培訓(xùn)工作，不斷訓(xùn)練和提升人員應(yīng)對(duì)突發(fā)事件的反應(yīng)能力與解決能力，以保證人員在面對(duì)一些突發(fā)故障時(shí)可以對(duì)事態(tài)發(fā)展做出精準(zhǔn)分析，并做出有效應(yīng)對(duì)。

在影響地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)故障解決效率的諸多因素當(dāng)中，保持足夠順暢的通信是實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)溝通的重要基礎(chǔ)，而且其在應(yīng)急管理當(dāng)中，通信的順暢性與及時(shí)性發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

4.4 地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)故障處理中需要注意的問(wèn)題

4.4.1 對(duì)故障判斷定性之前要充分考慮多重因素

一旦地鐵電力控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障問(wèn)題，并且有警報(bào)信息發(fā)生之后，相關(guān)人員在對(duì)故障問(wèn)題進(jìn)行判斷和定性之前需要充分考慮多重因素：首先，要根據(jù)中央控制室的信息，充分結(jié)合線路繼電保護(hù)裝置實(shí)際情況，并在清楚錄波器診斷等設(shè)備所顯示出的距離及保護(hù)測(cè)距結(jié)果之后，進(jìn)行初步分析和判斷，要進(jìn)一步明確故障準(zhǔn)確地點(diǎn)及可能影響到的范圍。其次，在分析故障原因時(shí)還需要充分考慮到外界條件，比如電力監(jiān)控系統(tǒng)所在地區(qū)的氣候特點(diǎn)及實(shí)際線路環(huán)境等，再對(duì)故障線路進(jìn)行判斷和處理。

4.4.2 結(jié)合故障情況來(lái)確定處理方式

在電力控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障和問(wèn)題之后，檢修人員要結(jié)合故障實(shí)際情況來(lái)確定處理方式，一般情況下會(huì)采用信息化方式，針對(duì)故障數(shù)據(jù)，可以建立分享模式，以此來(lái)對(duì)檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性提供保障。

4.4.3 保證檢測(cè)的完整性

在檢測(cè)過(guò)程中，如果不能完全確認(rèn)可以排除掉的故障，那么檢修人員要盡可能在允許范圍內(nèi)擴(kuò)大檢測(cè)的范圍，檢測(cè)內(nèi)容也可適當(dāng)拓展，要對(duì)線路故障數(shù)據(jù)進(jìn)行全面分析和探究，需要結(jié)合故障的發(fā)生特點(diǎn)與規(guī)律，如果現(xiàn)實(shí)條件允許，可采取現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的方式，以此來(lái)進(jìn)一步提高故障檢測(cè)的精準(zhǔn)度和檢修的實(shí)效性。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在地鐵運(yùn)行過(guò)程中，電力監(jiān)控系統(tǒng)所發(fā)揮的價(jià)值和作用不容小覷。電力監(jiān)控系統(tǒng)是保障地鐵安全運(yùn)行的關(guān)鍵因素，如果電力監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)故障或者發(fā)生問(wèn)題，那么其對(duì)整個(gè)地鐵正常運(yùn)行都會(huì)產(chǎn)生直接影響，而且影響不容小覷。因此，在實(shí)際電力監(jiān)控系統(tǒng)管理與維護(hù)工作當(dāng)中，一定要正視其中存在及可能存在的問(wèn)題和危險(xiǎn)因素，及時(shí)尋找到切實(shí)可行的解決對(duì)策，全力縮短解決問(wèn)題的時(shí)間，同時(shí)提高電力監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)用效果，進(jìn)而保證地鐵運(yùn)行的安全性與可靠性。