综合监控系统雪崩功能设置必要性分析.pdf

都市快轨交通第2 6 卷第4 期2 0 1 3 年8 月 d o i ：1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 6 7 2 6 0 7 3 2 0 1 3 0 4 0 1 2 快轨论坛 邹艳 ( 苏州轨道交通有限公司运营分公司 江苏苏州2 1 5 1 0 1 ) 摘要通过对轨道交通综合监控系统常用构架方式 的对比。阐释苏州轨道交通l 号线采用以环调、电调为 核心的方案的合理性；通过对试运行期间的雪崩功能 测试结果的分析，得出城市轨道交通综合监控系统没 有必要设置雪崩功能的结论。 关键词城市轨道交通；综合监控系统；雪崩功能；苏 州轨道交通1 号线；集成和互联 中图分类号u 2 9 3 9文献标志码a 文章编号1 6 7 2 6 0 7 3 ( 2 0 1 3 ) 0 4 0 0 5 2 0 3 l 综合监控系统的构架理念 综合监控系统是通过现代控制系统集成技术构建 起来的大型自动化系统，它采用开放的形式，无缝地将 城市轨道交通各个自动化专业的子系统接人。综合监 控系统对子系统的无缝接入在实践中产生了两类方 式，一类是对子系统集成，另一类是对子系统互联。 1 1 子系统集成与互联的概念 所谓对子系统集成，是指开放系统将被集成子系 统完全融人其中，使之成为综合监控系统的一部分。 被集成子系统的全部功能都由综合监控系统实现，除 了管理意义外，被集成子系统构成了综合监控系统的 主体。所谓对子系统互联，是指被互联子系统作为一 个独立运行的系统，具有自身的完整结构，综合监控系 统通过外部接口与子系统进行必要的信息交互，以支 持信息共享平台的构建。互联子系统独立运行，实现 自己的功能，也向综合监控系统提供交互数据，支持综 合监控系统互联功能的实现。 1 2 综合监控系统的主要构架形式 就目前的发展来看，城市轨道交通综合监控系统 收稿日期：2 0 1 2 - 0 8 1 3修回日期：2 0 1 2 1 0 - 0 8 作者简介：邹艳，女，大学本科，工学学士，工程师机电车间副主任。从 事城市轨道交通机电设备及其自动化监控系统的运行及 管理，z o u y c a r r i e 1 6 3 c o m 童雯三墨面 的构架形式主要分为两类：一类是以环调、电调为构建 核心的综合监控系统，它以机电设备监控为主体，是轨 道交通线路的数字信息共享平台，主要集成了电力监控 系统( s c a d a ) 和机电设备监控系统( b a s ) ；另一类是以 行车调度指挥为核心的综合监控系统，其标志是集成了 轨道交通运营的主专业系统列车自动监控系统 ( a t s ) 。下面对这两种构架形式进行比较，如表1 所示。 表1 综合监控系统的主要构架形式比较 比较内容 青芸环调、电调为核心的 系统集成度 活a 巾t s 独立系统集成度 界面简单，易于实施，适 可实施性合综合监控系统与各集成 系统分开设备招标的情况 实现除行车调度控制外 实现功能曩徽等鬈骛 能由各系统独立完成 保证行车调度独立运行， 工程风险 安全j 生高，各系统之间的界 面清晰工程实施风险小 对搿式磐鬈 技术相对成熟，综合监 总体投资控系统部分资源共享，总 以行车调度指挥为 核心的方案 增加集成a 髑，系统 集成度最高 需信号供货商开放专 有通信协议因此工程 实施难度最大 实现a t s 行车调度 功能，因此功能最为 强大 在统一软件平台上实 现行车调度功能，安全性 降低，工程实施风险高 可以对整个运营模 式进行较大的调整 由于集成平台要具有 a t s 功能，价格将比较昂 贵，总体投资高 1 3 苏州轨道交通1 号线综合监控系统构架 根据以上的分析对比，不难解释苏州1 号线综合监 控系统为何采用以环调和电调( p s c a d a 、b a s ) 为核心 的设计方案。该方案将p s c a d a 和b a s 子系统在车站 级纳入综合监控系统，其中央级、车站级功能由综合监控 系统完成，对c c t v ( 闭路电视系统) 、p a ( 广播系统) 、p i s ( 乘客信息显示系统) 、p s d ( 屏蔽门系统) 、f g ( 防淹门系 统) 、f a s ( 火灾自动报警系统) 、a f c ( 自动售检票系统) 、 a c s ( 门禁系统) 、a t s ( 信号系统) 、c l k ( 时钟系统) 1 0 个 子系统进行互联。虽然该方案集成度不如以行车调度指 万方数据 综合监控系统雪崩功膛设置必要性分析 挥为核心的方案高，但在目前的技术条件和人员条件下， 对于刚建设第一条线的苏州来说应该是比较合适的选择。 2 设置雪崩功能的必要性 2 1 雪崩功能的设置 在城市轨道交通综合监控系统中，一般集成、互联 的子系统达到1 0 个以上，系统需要接收和处理的数据 量很大，所以软件设计时会考虑在处理大量状态信息 变化时采用雪崩处理，以防止任何数据的丢失。苏州 轨道交通1 号线的综合监控系统集成和互联了1 2 个 子系统，需要处理的数据量达到了3 0 万点，因此在搭 建整个系统框架时也考虑设置了雪崩功能模块。 2 2 雪崩功能的验证 1 号线综合监控系统建成后，为了验证雪崩功能的 实际作用和效果，组织了一次真实的故障试验。 2 2 1 触发条件 经过前期设计测算和国内同行的经验，最有可能引 发大量状态信息变化、造成大量数据上传的极端情况一 般出现在主变电所解列退出时，所以把雪崩功能验证的 触发条件定义为一座主变电所故障断电并整所退出。 2 2 2 评判依据 按照上述触发条件，为验证雪崩功能的效果，主要 考察控制中心( o c c ) 综合监控实时服务器在主所断电 时的运行性能和o c c 综合监控工作站在主所断电时 的监控能力。 2 2 3 评判标准 按照上述评判依据，在主所退出时，信号、通信、 s c a d a 、a f c 、b a s 、f a s 等系统由于失电而在同一时间 内向i s c s 传递，由于掉电或转为不间断电源系统 ( u p s ) 供电的接口数据信息，此时o c c 综合监控实时 服务器应该保持正常的数据处理能力，两台冗余服务 器数据处理的主从状态不应产生变化；在服务器运行 正常的情况下，工作站可以保持正常的监控功能，各系 统事件、报警、图页均保持实时更新，人机界面可以正 常监控，无刷新缓慢、卡阻等现象。 3 雪崩功能的验证结果 3 1服务器主从状态检测与分析 o c c 两台实时服务器互为冗余，在同一时间由一 台服务器负责关键进程的数据处理，在联调过程中选 取前置处理器( f e p ) 和s c a d a 两个关键进程作为服 务器的状态检测对象，判断主从状态。如图1 所示，通 过检测f e p 和s c a d a 两个关键进程，停送电前后均运 行在服务器1 ( 绿色显示) 上，可以判断服务器的主从 工作状态未发生切换。 。：= 。7 ：l _ l 邑 l 硼 _ 图1 服务器进程状态 3 2 实时服务器c p u 使用率分析 o c c 由实时服务器1 和2 负责数据的处理，与f e p 和工作站进行通信。因此，从停电前到停电后分为5 个 时间节点进行检测，实测中央处理器( c p u ) 使用率如 表2 所示。 表2o c c 实时服务器c p u 使用率记录 。 设备 时段 停电前停电时停电后 退电时送电后 服务器10 91 4 09i 309 服务器2 0 610 50 60 5 按照表2 记录的数据，可绘制出服务器l 和2 的 c p u 使用率趋势( 见图2 ) ，同时进行分析。 e j 丽丽订 竖釜矍! l 图2 服务器c p u 使用率趋势 1 ) 服务器1 和2 的c p u 使用率在整个停送电过程中 均小于2 ，负载较低。虽然此时车站及正线处于夜间停 运状态，但即使是在运营状态，以加多2 倍的数据处理推 算，服务器c p u 使用率约为5 ，服务器依然可以正常运转。 2 ) 服务器l 比服务器2 的c p u 使用率高0 3 0 7 ，因为服务器1 一直处于主服务器状态，处理关 键进程多，负载相对较高。 u r b a nr a p i dr a i lt r a n s i t5 3 6 4 2 8 6 4 2 o o 0 0 o 摹瓣旺型3u 万方数据 万方数据 地铁工程中压网络过电流后备保护的优化 2 3 4 差动保护继电器故障 当差动装置c d a 或c d b 故障退出时，g l a 或g l b 根据差动保护继电器故障信号自动解锁后备 过电流保护，由过电流保护完成线路的继电保护工作。 3 方案优点 该方案仅需要对同一段母线上进线开关和出线开 关的保护装置进行改造，具有以下优点： 1 ) 由于差动保护能反映线路的各种故障，由差动 保护解锁过电流后备保护不改变过电流后备保护的灵 敏性和可靠性。 2 ) 中压网络过电流后备保护的选择性不再依赖 整定电流和整定时间的级差，整定时不需要考虑与上、 下级变电所整定值的配合问题，只需考虑变电所内部 的整定配合。继电保护不再受供电分区变电所数量的 限制，使进、出线过电流保护的选择性得到保障。 3 ) 多个变电所进、出线过电流后备保护的整定时 间可以相同，因而缩短了过电流后备保护的动作时间， 发生故障时可以快速地切除。 4 ) 一套定值可以适应各种运行方式，当线路的功 率方向发生改变时，不需要调整定值区。 5 ) 逻辑判断简单，普通厂家的微机线路差动保护 继电器都能实现，不需要采用特殊的设备。 6 ) 设备间通过硬接线连接，而且进线柜和出线柜 在同一个变电所内，基本上不增加工程投资。 7 ) 原理简单，可靠性较高，调试、维护方便。 4 结语 该过电流后备保护的优化方案接线简单，可靠性 高，优化后保护的选择性得到保障，同时提高了过电流 后备保护的速动性，在地铁工程中有较大的实用性。 参考文献 1 于松伟，杨兴山，韩连祥，等城市轨道交通供电系统设计 原理与应用 m 成都：西南交通大学出版社，2 0 0 8 2 王靖满，黄书明城市轨道交通供电系统技术 m 上海： 上海科学普及出版社，2 0 1 1 3 黄德胜，张巍地下铁道供电 m 北京：中国电力出版 社2 0 0 9 4 g b5 0 1 5 7 - - 2 0 0 3 地铁设计规范 s 北京：中国计划出版 社。2 0 0 3 ：5 0 5 5 5 g b t5 0 0 6 2 - - 2 0 0 8 电力装置的继电保护和自动装置设 计规范 s 北京：中国计划出版社，2 0 0 9 6 西门子西门子城市轨道交通供电解决方案 g 南 京，2 0 1 0 7 天津电化院南京至高淳城际快速轨道南京南站至禄口 机场段工程初步设计 g 南京，2 0 1 1 ( 编辑：郭洁) o p t i m i z a t i o no fo v e r c u r r e n tb a c k u p p r o t e c t i o ni ns u b w a y m e d i u m v o l t a g en e t w o r k s u nx i g u o ( m u n i c i p a le n g i n e e r i n gd e s i g ni n s t i t u t e ，s h a n g h a it u n n e l e n g i n e e r i n gc o ，l t d ，s h a n g h a i2 0 0 0 6 2 ) a b s t r a c t ：w h e ns h o r tc i r c u i to c c u r si ns u b w a ym e d i u m v o l t a g en e t w o r k ，t h r o u g ha n a 妙z i n gw h e t h e rt h e r ew a sl a r g e c u r r e n tp a s s i n gt h r o u g ht h ei n c o m i n ga n do u t g o i n gf e e d e ra n d w h e t h e rt h ed i f f e r e n t i a l p r o t e c t i o nr e l a y h a ds t a r t e d ，a n o p t i m i z a t i o ns c h e m eo fu s i n gi n c o m i n ga n do u t g o i n gf e e d e r s d i f f e r e n t i a l p r o t e c t i o nr e l a y t ol o c ko v e r c u r r e n t b a c k u p p r o t e c t i o ni ss u g g e s t e d l o g i cj u d g m e n tb a s e do nt h ew o r k i n g c h a r a c t e r i s t i c so ft w od i f f e r e n t i a lp r o t e c t i o nr e l a y si sc o n d u c t e d w h e ns h o r tc i r c u i to c c u r si nd i f f e r e n tp l a c e st od e t e r m i n e w h e t h e rt h e r ei sn e e dt ou n l o c kt h eo v e r c u r r e n tb a c k u p p r o t e c t i o n t h i s s c h e m ew h i c he n s u r e st h es e l e c t i v i t ya n d i n c r e a s e st h e s p e e do fo v e r c u r r e n tb a c k u pp r o t e c t i o n h a s s t r o n ga p p l i c a b i l i t y k e yw o r d s ：s u b w a y ；m m d l e v o l t a g en e t w o r k ；o v e r c u r r e n t b a c k u pp r o t e c t i o n ；s e l e c t m t y ( 上接第5 4 页) a n a l y s i so nt h en e c e s s i t yo fa v a l a n c h es e t t i n g si ni s c s z o uy a n ( o p e r a t i o nb r a n c h ，s u z h o ur a i lt r a n s i tc o ，l t d s u z h o u2 1 5 1 0 1 ) a b s t r a c t ：b yc o m p a r i n gt h ec o m l t l o n l yu s e df r a m e w o r k so fi s c s ( i n t e g r a t e ds u p e r v i s o r ya n dc o n t r o ls y s t e m ) ，t h i s a r t i c l e e x p l a i n st h ep r o g r