T-TMAC 268-2025 电气化铁路牵引变电所二次设备 智能运维系统技术规范

T/TMAC268—2025电气化铁路牵引变电所二次设备智能运维系统技术规范ICS29.240.01

CCSS35

团体标准

T/TMAC268—2025电气化铁路牵引变电所二次设备智能运维系统技术规范

TechnicalSpecificationforIntelligentOperationandMaintenanceSystemofSecondaryEquipmentinElectrifiedRailwayTractionSubstations2025-XX-XX发布2025-XX-XX实施

中国铁道学会发布前言本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国铁道学会提出并归口。本文件起草单位：（预留起草单位填写位置）本文件主要起草人：（预留主要起草人填写位置）1范围本文件规定了电气化铁路牵引变电所二次设备智能运维系统（以下简称“智能运维系统”）的术语和定义、总则、系统架构、技术要求、功能要求、安装调试、运行维护、性能试验及评价改进等内容。本文件适用于电气化铁路牵引变电所（含开闭所、分区所）二次设备智能运维系统的设计、研发、安装、调试、运行、维护及评价，可作为相关单位开展智能运维系统建设和管理的依据，也可作为第三方机构进行技术评估的参考。本文件不适用于非电气化铁路牵引变电所及铁路专用通信、信号系统独立运维设备的技术要求。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T25122.1电力系统自动化第1部分：术语GB/T2887计算机场地通用规范GB/T13729远动终端设备GB/T14285继电保护和安全自动装置技术规程GB/T22239信息安全技术网络安全等级保护基本要求TB/T1528铁路信号设备金属箱体防护技术条件TB/T3021铁路电力牵引供电工程施工质量验收标准TB/T3452电气化铁路牵引变电所自动化系统技术条件DL/T478继电保护和安全自动装置通用技术条件DL/T860电力系统继电保护和安全自动装置通信协议DL/T1406电力系统同步相量测量装置技术规范T/TMAC001铁路智能运维通用技术要求3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1电气化铁路牵引变电所secondaryequipmentofelectrifiedrailwaytractionsubstation用于牵引变电所电能计量、保护、控制、监测、通信及自动化的各类设备总称，主要包括继电保护装置、测控装置、计量装置、故障录波装置、同步相量测量装置、通信装置及自动化监控系统等。3.2智能运维系统intelligentoperationandmaintenancesystem基于物联网、大数据、人工智能、边缘计算等技术，整合牵引变电所二次设备运行数据、状态监测数据、检修维护数据等，实现二次设备状态感知、故障诊断、智能预警、检修调度及全生命周期管理的一体化系统。3.3状态感知stateperception通过各类传感器、监测装置及通信接口，实时采集二次设备的运行参数、环境参数、状态量等数据，实现对设备运行状态的全面感知和数据采集。3.4故障诊断faultdiagnosis利用大数据分析、人工智能算法等技术，对采集的二次设备运行数据进行分析处理，识别设备故障类型、故障位置及故障原因，给出诊断结论和处理建议。3.5智能预警intelligentearlywarning基于设备运行历史数据、实时数据及故障诊断模型，对设备潜在故障、性能劣化趋势进行预测，提前发出预警信号，通知相关人员采取防控措施。3.6全生命周期管理fulllifecyclemanagement对二次设备从采购、安装、调试、运行、检修、维护到报废的全过程进行数据记录、状态跟踪和管理，实现设备全生命周期的可追溯、可管控。3.7边缘计算edgecomputing在靠近二次设备终端或数据采集源头的边缘节点，实现数据采集、预处理、分析及本地决策的计算模式，减少数据传输压力，提升系统响应速度。4总则4.1基本原则4.1.1合规性原则：智能运维系统的设计、建设、运行及维护应符合国家相关法律法规、铁路行业标准及本文件要求，兼顾安全性、可靠性、实用性和可扩展性。4.1.2可靠性原则：系统应具备较高的运行稳定性和抗干扰能力，确保数据采集、传输、分析及控制功能的连续可靠，避免因系统故障影响牵引变电所二次设备正常运行。4.1.3智能化原则：充分应用物联网、大数据、人工智能等技术，实现二次设备状态监测、故障诊断、预警及检修的智能化，提升运维效率，降低运维成本。4.1.4兼容性原则：系统应与牵引变电所现有二次设备、自动化系统、通信系统等兼容，支持数据互通、协议对接，避免重复建设，确保系统集成的顺畅性。4.1.5安全性原则：系统应具备完善的信息安全防护能力，防止数据泄露、篡改、攻击，保障系统及二次设备的运行安全，符合网络安全等级保护相关要求。4.1.6持续改进原则：建立系统运行评价机制，定期对系统性能、功能效果进行评价，结合技术发展和运维需求，持续优化系统功能，提升系统运维水平。4.2总体目标4.2.1实现状态全面感知：完成牵引变电所二次设备运行状态、环境状态的全面采集和实时监测，数据采集准确率不低于99.5%。4.2.2提升故障处理能力：实现二次设备故障的快速诊断、精准定位，故障诊断准确率不低于95%，故障响应时间不超过5分钟。4.2.3强化风险预警防控：实现设备性能劣化、潜在故障的提前预警，预警准确率不低于90%，为运维决策提供有效支撑。4.2.4优化运维管理模式：实现检修维护的智能化调度、规范化管理，降低运维人工成本，提升运维效率，减少设备非计划停运时间。4.2.5保障系统安全稳定：建立完善的安全防护体系，确保系统数据安全、运行安全，满足牵引变电所二次设备长期稳定运行需求。4.3适用条件4.3.1牵引变电所二次设备应具备相应的数据采集接口、通信功能，运行状态稳定，能够配合智能运维系统完成数据上传和指令执行。4.3.2智能运维系统建设单位应具备相应的技术研发、安装调试及运维能力，配备专业的技术人员和管理人员。4.3.3系统建设应符合牵引变电所现场环境要求，适应高温、低温、潮湿、电磁干扰等恶劣工况，确保系统长期稳定运行。5系统架构5.1总体架构智能运维系统采用“边缘层-传输层-平台层-应用层”四层架构，各层相互独立、协同工作，实现二次设备智能运维的全流程管控。5.2边缘层5.2.1边缘层是系统的数据采集和本地处理核心，主要由数据采集终端、传感器、边缘计算网关及本地控制单元组成。5.2.2负责采集二次设备的运行参数、状态量、故障信息及现场环境参数（温度、湿度、粉尘、电磁干扰等），完成数据预处理、本地分析及简单决策，减少数据传输压力。5.2.3支持多种采集方式，包括有线采集（RS485、以太网等）和无线采集（LoRa、5G、WiFi等），确保数据采集的全面性和灵活性。5.3传输层5.3.1传输层负责边缘层与平台层的数据传输和指令交互，主要由通信网络（有线网络、无线网络）、通信协议及数据加密模块组成。5.3.2优先采用铁路专用通信网络，辅以5G、光纤等通信方式，确保数据传输的实时性、可靠性和安全性，传输延迟不超过1秒。5.3.3支持DL/T860、Modbus、IEC61850等行业标准通信协议，实现与边缘层、平台层及现有系统的协议对接和数据互通。5.3.4配备数据加密模块，采用加密算法对传输数据进行加密处理，防止数据泄露、篡改和攻击。5.4平台层5.4.1平台层是系统的核心支撑层，主要由数据存储、数据处理、人工智能分析、协议转换及安全管理等模块组成。5.4.2负责接收边缘层上传的数据，进行数据清洗、整合、存储和分析，建立二次设备运行数据库、故障诊断模型及预警模型。5.4.3支持海量数据的存储和管理，数据存储时间不少于3年，具备数据备份、恢复功能，确保数据的完整性和可追溯性。5.4.4提供开放的接口，支持与牵引变电所自动化系统、铁路运维管理平台等外部系统的数据对接和信息共享。5.5应用层5.5.1应用层是系统的功能呈现层，主要面向运维人员、管理人员，提供各类智能运维应用功能，包括状态监测、故障诊断、智能预警、检修管理、设备全生命周期管理等。5.5.2支持Web端、移动端（手机APP、平板）等多种访问方式，方便运维人员实时查看设备状态、接收预警信息、处理故障及调度检修任务。5.5.3界面设计应简洁直观、操作便捷，具备数据可视化功能，支持图表、曲线等多种形式的数据展示，便于管理人员掌握系统运行状态和设备运维情况。6技术要求6.1边缘层技术要求6.1.1数据采集终端应符合GB/T13729的要求，运行稳定可靠，采集精度不低于0.5级，支持多通道数据采集，采样频率可根据需求调整（1~10Hz）。6.1.2传感器应适应牵引变电所现场环境，具备抗电磁干扰、防尘、防水、耐高低温能力，工作温度范围为-40℃~70℃，防护等级不低于IP65。6.1.3边缘计算网关应具备数据预处理、本地分析及边缘决策能力，支持多协议转换，响应时间不超过500ms，具备断网续传功能，确保数据不丢失。6.1.4本地控制单元应具备手动/自动控制功能，能够根据本地分析结果，对二次设备进行简单的控制操作，确保设备运行安全。6.2传输层技术要求6.2.1通信网络应具备较高的可靠性和抗干扰能力，有线通信速率不低于100Mbps，无线通信速率不低于10Mbps，传输误码率不高于10⁻⁶。6.2.2通信协议应符合行业标准，支持DL/T860、IEC61850等协议的完整实现，确保与现有二次设备、自动化系统的兼容对接。6.2.3数据加密应采用国家认可的加密算法（如AES、RSA等），对传输数据进行端到端加密，确保数据传输过程中的安全性。6.3平台层技术要求6.3.1数据存储应采用分布式存储技术，支持海量数据的高效存储和快速检索，存储容量可根据需求扩展，具备数据备份、恢复功能，备份周期不超过24小时。6.3.2数据处理模块应具备数据清洗、整合、转换及分析能力，能够处理多源异构数据，数据处理延迟不超过3秒。6.3.3人工智能分析模块应具备故障诊断、趋势预测、智能预警等功能，采用机器学习、深度学习等算法，不断优化诊断和预警模型，提升分析精度。6.3.4安全管理模块应符合GB/T22239的要求，具备用户身份认证、权限管理、访问控制、日志审计等功能，防止未授权访问和操作。6.4应用层技术要求6.4.1应用功能应具备良好的稳定性和响应速度，Web端页面加载时间不超过2秒，移动端APP响应时间不超过1秒。6.4.2数据可视化功能应支持实时数据、历史数据的图表展示（折线图、柱状图、饼图等），支持数据筛选、查询和导出，便于数据分析和报表生成。6.4.3移动端应用应支持离线操作，具备数据缓存功能，断网后可继续查看本地缓存数据，联网后自动同步数据。6.5系统兼容性要求6.5.1系统应与牵引变电所现有二次设备（继电保护装置、测控装置等）兼容，支持多种型号设备的数据采集和控制。6.5.2系统应与牵引变电所自动化系统、故障录波系统、同步相量测量系统等现有系统兼容，实现数据互通和信息共享。6.5.3系统应支持与铁路运维管理平台、调度中心系统对接，实现运维数据的上报和调度指令的下达。6.6环境适应性要求6.6.1系统设备应适应牵引变电所现场环境，工作温度范围为-40℃~70℃，相对湿度范围为5%~95%（无凝露）。6.6.2系统设备应具备抗电磁干扰能力，符合GB/T14285的要求，能够抵御牵引变电所内强电磁环境的干扰。6.6.3系统设备应具备防尘、防水、防震能力，防护等级不低于IP65，确保在恶劣环境下长期稳定运行。7功能要求7.1状态监测功能7.1.1二次设备运行状态监测：实时采集继电保护装置、测控装置、计量装置等二次设备的运行参数（电压、电流、功率等）、状态量（投入/退出状态、动作状态等），实现设备运行状态的实时监测和数据展示。7.1.2设备异常状态监测：监测二次设备的异常动作、参数超标等情况，及时记录异常信息（异常类型、发生时间、设备编号等），并触发异常提醒。7.1.3现场环境监测：实时采集牵引变电所二次设备室的温度、湿度、粉尘、电磁干扰等环境参数，当环境参数超出设定阈值时，发出环境预警。7.1.4数据查询与回放：支持二次设备运行数据、异常数据、环境数据的历史查询和回放，查询时间粒度可精确到秒，回放速度可调节。7.2故障诊断功能7.2.1故障自动诊断：基于采集的二次设备运行数据和故障特征，利用人工智能算法自动识别故障类型（如保护装置误动、测控装置故障等）、故障位置及故障原因，给出诊断结论和处理建议。7.2.2故障手动诊断：支持运维人员手动输入故障现象、故障参数等信息，系统结合历史数据和诊断模型，辅助运维人员进行故障诊断。7.2.3故障记录与统计：自动记录故障信息（故障类型、发生时间、处理时间、处理结果等），支持故障数据的统计分析，生成故障统计报表（按设备类型、故障类型、时间周期等）。7.3智能预警功能7.3.1故障预警：基于设备运行趋势和故障诊断模型，对潜在故障、性能劣化趋势进行预测，提前发出预警信号（声光预警、短信预警、APP推送等），明确预警级别和预警内容。7.3.2预警级别划分：预警级别分为紧急预警、重要预警、一般预警三个级别，不同级别对应不同的处理流程和响应时限。7.3.3预警处理跟踪：对发出的预警信号进行跟踪管理，记录预警处理过程、处理结果，确保预警信息得到及时处理，形成预警处理闭环。7.4检修管理功能7.4.1检修计划制定：根据设备运行状态、故障情况、检修周期等，自动生成检修计划（日常检修、定期检修、故障检修等），明确检修内容、检修时间、检修人员及检修标准。7.4.2检修任务调度：将检修计划分解为具体的检修任务，分配给相关运维人员，通过移动端APP推送检修任务，实时跟踪任务执行进度。7.4.3检修记录管理：运维人员完成检修任务后，记录检修过程、检修结果、更换部件等信息，形成检修记录，实现检修过程的可追溯。7.4.4检修效果评估：对检修任务的执行效果进行评估，分析检修后设备运行状态，优化检修计划和检修方案。7.5设备全生命周期管理功能7.5.1设备信息管理：建立二次设备信息台账，记录设备型号、规格、安装时间、采购信息、检修记录等，实现设备信息的全面管理和查询。7.5.2设备状态跟踪：实时跟踪二次设备从安装、调试、运行、检修到报废的全过程状态，记录设备状态变化信息，实现设备全生命周期的可追溯。7.5.3设备报废管理：对达到报废标准的二次设备进行报废登记、审核和处理，记录报废原因、报废时间等信息，确保设备报废流程的规范化。7.6报表统计与分析功能7.6.1自动生成各类报表，包括设备运行报表、故障统计报表、检修记录报表、预警处理报表等，支持报表的自定义生成和导出（Excel、PDF等格式）。7.6.2对报表数据进行统计分析，挖掘设备运行规律、故障分布特点、检修效果等，为运维决策提供数据支撑。7.7权限管理与日志功能7.7.1权限管理：建立分级权限管理体系，对不同角色（管理员、运维人员、管理人员等）分配不同的操作权限，确保系统操作的安全性和规范性。7.7.2日志管理：自动记录系统的所有操作日志（登录日志、操作日志、故障日志等），日志信息包括操作人、操作时间、操作内容、操作结果等，日志保存时间不少于1年，支持日志查询和导出。8安装调试8.1安装要求8.1.1系统设备安装应符合TB/T3021的要求，安装位置应合理，便于设备操作、维护和散热，避免安装在强电磁干扰、潮湿、粉尘多的位置。8.1.2数据采集终端、传感器的安装应牢固，接线应规范，接触良好，避免松动和接触不良导致的数据采集异常。8.1.3通信线路的铺设应符合相关标准，有线通信线路应远离强电线路，避免电磁干扰，无线通信设备的安装应确保信号稳定。8.1.4系统设备的接地应符合电气安全要求，接地电阻不大于4Ω，确保设备运行安全和抗干扰能力。8.2调试要求8.2.1系统安装完成后，应进行全面调试，包括硬件调试、软件调试、数据采集调试、通信调试及功能调试。8.2.2硬件调试：检查系统设备的供电、接线、运行状态，确保设备无故障，运行正常。8.2.3软件调试：检查系统软件的安装、配置，测试软件功能的完整性和稳定性，确保软件运行正常。8.2.4数据采集调试：测试数据采集终端、传感器的数据采集精度和实时性，确保采集数据准确、完整。8.2.5通信调试：测试传输层的通信稳定性、数据传输速率和误码率，确保数据传输顺畅，无丢失、篡改。8.2.6功能调试：逐一测试系统的各项应用功能（状态监测、故障诊断、智能预警等），确保功能符合本文件要求，运行正常。8.2.7调试完成后，应形成调试报告，记录调试过程、调试结果、存在的问题及处理措施，调试合格后方可投入试运行。9运行维护9.1日常维护9.1.1建立日常维护制度，定期对系统设备进行检查、清洁和维护，检查内容包括设备运行状态、接线情况、通信状态等，确保设备运行正常。9.1.2定期对数据采集终端、传感器进行校准，校准周期不超过1年，确保数据采集精度符合要求。9.1.3定期对系统软件进行升级和补丁更新，及时修复软件漏洞，提升系统性能和安全性，升级前应进行数据备份。9.1.4定期对数据进行备份，备份数据应存储在安全的位置，确保数据丢失后能够及时恢复。9.2故障处理9.2.1建立故障处理机制，明确故障处理流程和响应时限，接到故障报警后，运维人员应及时赶赴现场处理故障。9.2.2故障处理应遵循“先排查、后修复、再验证”的原则，先排查故障原因，再采取针对性的修复措施，修复完成后，验证系统功能是否恢复正常。9.2.3对发生的故障进行记录和分析，总结故障原因和处理经验，优化系统设计和维护方案，避免同类故障再次发生。9.3定期检修9.3.1根据系统设备的运行状态和检修周期，制定定期检修计划，定期检修周期一般为1年，可根据实际运行情况调整。9.3.2定期检修内容包括设备清洁、接线检查、性能测试、部件更换等，确保系统设备长期稳定运行。9.3.3定期检修完成后，应形成检修报告，记录检修内容、检修结果、更换部件等信息，并存档备查。10性能试验10.1试验要求10.1.1智能运维系统应进行性能试验，试验内容包括数据采集精度试验、通信性能试验、功能性能试验、环境适应性试验及安全性试验。10.1.2试验应在系统安装调试合格后、正式投入运行前进行，试验环境应符合牵引变电所现场实际环境要求。10.1.3试验应委托具备相应资质的第三方机构进行，试验过程应客观、公正、规范，出具完整的试验报告。10.2数据采集精度试验10.2.1测试数据采集终端、传感器的采集精度，对比采集数据与标准数据的偏差，确保采集精度不低于0.5级。10.2.2测试数据采集的实时性，记录数据采集延迟时间，确保采集延迟不超过1秒。10.3通信性能试验10.3.1测试通信网络的传输速率、误码率和传输延迟，确保有线通信速率不低于100Mbps，无线通信速率不低于10Mbps，传输误码率不高于10⁻⁶，传输延迟不超过1秒。10.3.2测试通信协议的兼容性，确保系统与现有二次设备、自动化系统的通信顺畅，数据互通正常。10.4功能性能试验10.4.1测试系统各项功能的完整性和稳定性，包括状态监测、故障诊断、智能预警、检修管理等，确保功能符合本文件要求。10.4.2测试故障诊断准确率、预警准确率，确保故障诊断准确率不低于95%，预警准确率不低于90%。10.4.3测试系统的并发处理能力，确保系统能够同时处理多个设备的数据采集和功能请求，运行稳定。10.5环境适应性试验10.5.1高低温试验：将系统设备置于-40℃~70℃的环境中，持续运行24小时，测试设备运行状态，确保设备无故障。10.5.2湿度试验：将系统设备置于相对湿度95%（无凝露）的环境中，持续运行24小时，测试设备运行状态，确保设备无故障。10.5.3电磁干扰试验：将系统设备置于强电磁环境中，测试设备的抗干扰能力，确保设备运行正常，数据采集准确。10.6安全性试验10.6.1测试系统的安全防护能力，包括身份认证、权限管理、数据加密等，确保系统能够抵御未授权访问、数据泄露和攻击。10.6.2测试系统设备的电气安全性能，包括绝缘电阻、接地电阻等，确保符合电气安全相关标准要求。10.7试验合格判定各项性能试验均符合本文件要求，且无重大故障和隐患，判定为试验合格；若有一项试验不符合要求，应进行整改，整改后重新试验，直至试验合格。11评价与改进11.1评价要求11.1.1建立智能运维系统运行评价体系，定期对系统的运行性能、功能效果、运维效率等进行评价，评价周期一般每年不少于1次。11.1.2评价指标应包括：数据采集准确率、故障诊断准确率、预警准确率、系统运行稳定性、运维效率提升率、故障处理响应时间等。11.1.3评价方法应采用定量评价与定性评价相结合的方式，结合系统运行数据、试验报告、运维记录等，对系统运行情况进行全面评价。11.1.4委托第三方机构进行评价的，第三方机构应具备相应的资质和技术能力，评价过程应客观、公正、规范，出具完整的评价报告。11.2改进要求11.2.1根据评价结果，分析智能运维系统运行中存在的问题和不足，制定针对性的改进措施和实施计划，明确改进责任人、改进期限和改进目标。11.2.2对改进措施的实施过程进行跟踪和监督，确保改进措施落到实处，达到改进目标。11.2.3定期对改进效果进行验证和评估，总结改进经验，将有效的改进措施纳入系统运行管理体系，实现持续改进。11.2.4结合铁路行业技术发展和牵引变电所运维需求，及时升级系统功能，优化系统设计，不断提升系统的智能化水平和运维效果。12安全与环保12.1安全要求12.1.1智能运维系统的建设和运行应严格遵守电气安全、网络安全相关法律法规和标准规范，