城市轨道交通供电设备运维智能管控系统研究
袁伟轩
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袁伟轩,. 城市轨道交通供电设备运维智能管控系统研究[J]. 电气学报,2023.8. DOI:10.12721/ccn.2023.157080.
摘要:
城市轨道交通具有较强的准时性、舒适性和安全性以及绿色环保等特性,它可以有效地解决城市交通拥挤的问题,还可以调整城市内部的区域结构,促进社会经济的发展。电力系统是城市轨道交通的一个重要组成部分。所以,在目前,能够很好地建设设备运维智能管控系统,使管控工作更加专业化、科学化,保证供电系统的正常运行。本论文将以此为主题进行探讨,期望能对有关工作的开展起到一定的参考作用。
关键词: 城市轨道交通供电设备运维智能管控系统
DOI:10.12721/ccn.2023.157080
基金资助:

城轨系统主要包括高压输电网络、主变电所降压、控制网和牵引变电所降压等。分拨中心为用户提供照明,供电,测试和维护所需的电力。主变电所(牵引变电所、降压变电所)之系统配置,电力电缆、接触网或轨道之电源监视,供电系统。电力系统在持续运行中起着至关重要的作用,它对整个交通控制的安全起着至关重要的作用。

1城市轨道交通供电设备运维现状分析

1.1监测力度缺失

在日常供电系统运维工作中,第一个问题就是检测力度缺乏。目前,智能化技术不断涌现,但是在实际操作工作中,智能化的应用还比较有限。通过技术和手段的应用,可以获得供电设备当前的运行状态和趋势的数据信息,可以及时的发现故障,查找原因,并进行有效的解决。

尤其是目前,铁路运营里程和线路数量均呈不断增长趋势,铁路建设规模也在不断扩大。若单纯采用传统的粗放型管理方式,则会导致运行费用持续上升,且不能实现对电力设备的时时监测。一旦出现故障,难以进行有效的处置,造成了大量的经济损失。

1.2检修方式陈旧

检修是供电设备日常运行的重要工作但是,目前还存在着以循环检修为主,多规划检修,视情检修和在线检修相对缺乏的局面。在铁路运营过程中,电力供应系统发生故障,具有很大的突发性。仅仅根据具体的计划,进行例行的检查,很难迅速地找到错误,并进行有效地处理。

要想有效地突破问题,使用智能手段是一种很好的选择,并且可以保证在检修工作中实现安全管控,最大限度地避免安全事故的发生。但是,在目前阶段,在进行检修工作时,仍然是以人工作业为主,使用人工监督的方式进行,总体的效率较低,难以保证供电设备的稳定运行,这就需要在后续得到有效解决。

2城市轨道交通供电设备运维智能管控系统的研究

2.1健全管控体系

首先要建立一个完善的控制系统,为有关工作的开展提供一个很好的基础和保证。因此,在目前阶段,应更多的关注制度建设,使工作开展有据可依。随着我国《关于城市轨道交通的管理条例》的颁布,对其提出了一个新的要求,那就是建立一个智能的管理体系,对其进行集中监控。在系统的建设上,应以供电设备的状态监控为目的,从全交通网络、全线路进行系统的建设。

全面实现全过程、全业务、全要素的安全控制与智能化管理;其中包括管控平台多维检测、安全管控、技术创新、智能互联、故障分析等相关要素,可以保障轨道交通中供电系统长时间的处于规范、安全和高效的状态下,大幅提升运维智能化程度。在这当中,可以很好地运用多元化创新技术,引入先进成熟技术,做到全程管控,从而使体系建设效果更好。

2.2创设管控平台

供电设备智能运维系统业务架构,整个架构由感知层、传输层、支撑层和应用层组成。感知层利用物联网手段,对供电设备的智能采集数据进行收集,具体内容有:应急电源监测、故障录波数据、牵引直流负荷监测、低压配电监测、环境温湿度,中压开关气体压力、电寿命、机械特性等,电缆温度监测、局放量监测、触网悬挂监测等,这些都是智能运维系统的数据基础。

而在传输层,主要通过基站百兆网络、线路千兆单环网网络等方式,来完成向平台中心设备的数据融合与传输。支撑层负责将在感知层和传输层获得的大量数据与设备资产的基础数据进行融合,并将在生产运营管理过程中生成的业务数据进行融合,从而打通其它信息化应用平台(信息孤岛),以聚类分析、规则引擎、关联数据库等方式向应用层提供可视化的、具体的智能分析应用支持。

在电力智能运营平台中,应用层主要由智能监测预警、智能诊断分析、智能辅助决策三个部分组成。在此基础上,利用该平台对设施设备进行自感知、自诊断、自决策,准确、精细地掌握设备状态退化的机理与演化规律,并将其与生产经营管理的实施过程相融合,形成“状态监测、故障诊断、风险预警、维护评估、资产管理”的闭环管理模式,形成“一线运行、职能管控、领导决策、跨专业联动”的新型运维管理生态。

2.3构建系统多维检测

在重要部位和运行现场,有效地安装各种监测装置,以保证电力系统的正常运行。可以安装摄像头,可以安装传感器,可以安装监控设备。以此为载体,可以实现对数据的实时监控,控制目前的供电设备状态。

能够从视频信息、在线检索数据、信号状态等多角度来明确当前交通供电系统的状态,并能够生成、存储记录,全方位、多角度的采集信息。能够对监控系统中的各个模块进行创新性的开发,实时监测数据,保证系统的正常运转。

2.4加强安全管控

以轨道交通的供电设备为对象,自动地产生了维修计划,并将其划分为各个模块,例如:工作票、任务工单、操作票以及检测标准、作业指导等等,从而使这些模块之间能够相互联系,并指导日中的技术讨论和工作人员的操作。例如,可以将在轨道交通运行中的供电系统的电气倒闸、智能锁具、接地管理、隔离管理的模块和手机终端进行互联。

人员在授权后可以进行解锁,避免了人员进入区域,提高了操作的安全性。能够利用智能设备对作业人员是否有异常行为和着装进行检测,通过在线验证、安全资质检测和技能手段来保证工作人员操作的安全性,提高系统的建设效果。

2.6智能互联系统构建

在供电系统日常运行过程中,当出现异常时,系统会迅速的发出异常提示和报警,并会控制相应的子系统和模块,顺利地进行快速响应和自动跟踪等工作。这可以让他们在最短的时间内,将所有的不稳定和不确定因素都排除在外,然后迅速的采取相应的对策,将这些不确定因素的影响降到最低。

例如,一旦出现异常情况,就能与监控视频相结合,产生现场各种数据和信息,并迅速制定出相应的对策。在需要的时候,会报警,会启动灭火装置,而且还能迅速地将异常状态信息共享出来,将信息传递到互联平台和终端,从而可以快速地解决问题,最大限度地降低供电系统异常给整个轨道交通带来的影响。

3结论

总而言之,城市轨道交通供电系统智能运维平台可以为供电设备的运营维护提供有效、准确的决策支持,从而持续提高城市轨道交通供电设备管理水平,使供电设备运营维护工作更加智能化、全面化、准确化。当前,我国的城市轨道交通正在朝着规模化和智能化的方向发展,而供电系统是保证轨道交通正常稳定运行的一个关键环节,它需要不断地对性能结构进行优化,全面地监控和解决运行过程中可能产生的各种问题,强化高新科技在智能运维平台建设中的运用,努力实现智慧城市轨道交通建设的目标,促进我国轨道交通事业的可持续发展。

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