轨道交通供电系统供电安全可视化运维系统设计

轨道交通供电系统供电安全可视化运维系统设计

凌瑞杰

南宁轨道交通运营有限公司 ，广西  南宁 530000

摘要：火车、电车、地铁等轨道交通工具以舒适、安全、准时、可靠、便捷等特点，成为我国主流交通工具，而地面交通存在的拥挤、事故频发、环境污染等问题，更是促进了轨道交通发展，让其成为各大城市主要公共交通工具，并不断扩大其通行范围。轨道交通供电系统是轨道交通工具运行能源，支撑着轨道交通工具在轨道上的正常行驶。所以，轨道交通供电系统需要随着轨道交通工具的发展而发展，保障其持续、稳定的供电能力，进而确保轨道交通工具安全稳定运行。

关键词：轨道交通；供电系统；供电安全；可视化；运维系统设计

1可视化管理模式的设计思想

1）依托信息通信技术和综合电力数据网络，在线路上安装在线监测预警系统，将采集到的数据信息和视频信息实时传输至管理部门自动监控系统，并自动生成报警信息，以提醒更好地预防和控制自然灾害的措施。这种方法还可以解决现场施工条件远程监控的问题。

2）利用信息网络，扩大生产现场安全监管覆盖面。在现有安全管理模式的基础上，安装信息传输系统，将工作过程信息输入电力综合数据网络系统，实现工作现场的可视化和实时性。授权人员可随时进行远程监控，及时纠正问题。此外，涉及人身保险、电网保护和设备保护的安全措施按要求完成后，发回主管部门审查。主管部门必须检查视频信息的正确性后才能工作，以便将作业许可部门、安全监督部门和技术主管部门有机地结合起来，扩大技术资源的共享，共同控制安全。

3）扩大在线设备监测的覆盖范围，实现数据的实时传输、分析、共享和决策，快速消除缺陷并加以预防，及时预警重大问题并采取处理措施。

4）操作交互可有效防止恶性误操作。通过信息技术实现现场操作的可视化。操作票提前传输到信息系统，以监控操作过程，实现相关部门的实时监控和对话，并结合传输线信息和视频传输系统确认线路状况。

5）通过作业现场的可视化监控系统，利用强大的综合数据网络，整合各工序的信息数据，采用先进的数据统计分析方法，对生产过程中存在的问题进行分类深入分析，找出症结所在，提高对现场作业风险的监管，使各级监督员能够扩大监督检查点的范围，也为后续的过程评价、个人评价的完善、完善和指导组织架构和规章制度的建设提供直观可靠的数据支持。

6）通过对主要工作（如风险评估和工作指示）的视觉重建，管理者可以轻松做出决策，一线人员也可以轻松学习和改进。同时，风险评估与操作说明之间的数据链接将极大地促进学习、教育和培训效果。

2轨道交通供电系统供电安全可视化运维系统硬件设计

为了运维轨道交通供电系统的供电安全，需要采集系统提供的电压、电流、功率、电量等数据，为系统供电安全提供分析依据。因此，选用性价比高、使用方便、稳定可靠、范围广的EDA9033G智能电量变送器采集系统的供电数据。该型号智能电量变送器集中了系统所有供电数据的采集，减少了不同数据采集的变送器及其相关信号输出模块，降低了系统数据采集的成本，方便了变送器采集系统供电数据线的敷设，从而提高采集数据的可靠性。

EDA9033G智能电量变送器接入运维轨道交通供电系统后，其中输入的三相电压和电流将以rs485/rs323接口的数字信号形式输出，可由DSP数字信号处理器直接处理，实现快速数据转换。

此外，EDA9033G智能电量变送器采用电磁、光电等隔离技术。当检测系统通电时，输入电压、电流、功率等数据以及检测后的输出数据可以完全隔离，从而保证系统数据检测的准确性。同时，其中一个通信模块还包括三个通信协议，可以直接与DSP和MCU连接，完成数据传输。

3轨道交通供电系统供电安全可视化运维系统软件设计

3.1轨道交通供电系统供电数据采集

根据本次实验选用的eda9033g智能电量变送器，设置轨道交通供电系统供电数据采集的应用程序如下：1）eda9033g智能电量变送器数据采集模块地址设置为01h；波特率设置为9600b/s，设置地址为06h；2）接入轨道交通供电系统，等待MCU命令；3）MCU发出数据采集指令，采集系统电源数据；4）数据采集完成后，eda9033g发送数据读取信息，再次等待MCU命令；5）MCU指令发出数据读取指令，eda9033g将数据读取地址与其自身地址进行比较。当地址一致时，它将采集到的系统电源数据传输给DSP处理数字信号。完成轨道交通供电系统的供电数据采集。

3.2系统电源数据的可视化处理

在本设计系统中，数据可视化模块由单片机控制。当数据可视化时，根据MCU请求接收DSP数据，并可视化数据。

MCU发出的请求是通过系统的LCD显示器为用户输入数据可视化命令。要求系统采集的轨道交通供电系统的供电数据可视化，可视化数据直接显示在LCD显示屏上，用户可以查看轨道交通供电系统的供电数据，判断系统运维供电的安全性。

在数据可视化过程中，首先判断HTTP请求返回状态和HTTP请求响应结果。如果HTTP请求返回状态和响应异常，则无法可视化数据。对eda9033g采集的轨道交通供电系统供电数据进行预处理，提取采集数据中的异常和空洞数据，对预处理后的数据进行打包和格式化，并将其转换为数据可视化工具的接收格式，用于后续的数据可视化处理。

在数据可视化过程中，用户可以选择自己喜欢的数据可视化格式，如DOM树（documentobjectmodeltree）和样式树（styletree），实现数据可视化。

3.3运维系统供电安全

根据系统采集的轨道交通供电系统的供电数据，启动系统的运行维护程序，运行维护系统安全。在此基础上，设计的系统运维流程如下：1）设置系统运维流程，选择运维决策树；2）用户根据可视化数据判断系统供电安全的最佳运行维护模式；3）运行维护模式1：故障维护。当公式（6）中得到的设备状态判断为故障时，启动运维模式1，建立故障维修单；运行维护模式2：计划维护。当判断设备状态需要维修时，需要制定年、月、日维度的运维计划，并根据这三个维度生成计划维修工单；运维模式3：基于状态的维护。当判断设备状态需要状态维护时，启动系统监控芯片，监控系统电源运行状态。当系统电源异常时，直接启动运维工作，生成状态维护工单。

结论

重点设计了系统的可视化和供电状态评估模块，提高供电数据分析速度，动态掌握轨道交通供电系统供电状态。此外，还在系统中设计了多种运维方式，增强系统运维性能，在提高运维人员工作效率的同时，减少了运维人员工作量。

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