鐵路牽引所輔助監(jiān)控系統(tǒng)

目前，我國既有鐵路沿線牽引變電所多為有人值守模式，由此帶來的人力物力消耗較多，且由于在實際工程設計中，牽引所所址一般選在交通設施不發(fā)達地區(qū)及非農(nóng)田地區(qū)，值守人員生活便利性欠佳。如何實現(xiàn)牽引所無人值守成為當前主流，鐵路現(xiàn)行文件規(guī)定要求新建、既有牽引所應設置輔助監(jiān)控系統(tǒng)。變電所無人值守是實現(xiàn)國鐵集團牽引供電節(jié)支降耗、改革創(chuàng)新的重要要求，是鐵路向智能化發(fā)展的必要趨勢。

牽引所目前采用有人值守的運維模式。為提高供電可靠性，快速有效發(fā)現(xiàn)供電設備的缺陷，防止供電故障，變電所的傳統(tǒng)人工巡視及值守方式逐漸不能滿足需求。因此急需在后續(xù)運維中設置無人值守輔助監(jiān)控系統(tǒng)，系統(tǒng)應用紅外在線測溫、高清視頻、防破壞環(huán)境異常告警等技術手段保障供電的安全與穩(wěn)定，對重要設備和運行環(huán)境等進行實時監(jiān)測、遠程監(jiān)控、智能巡檢，從而實現(xiàn)由傳統(tǒng)的人工巡視向智能巡視、遠程監(jiān)測監(jiān)控的發(fā)展趨勢，實現(xiàn)變電所的無人值守化運行。無人值守既可以保障牽引供電安全與穩(wěn)定，又有效提升了變電所運維效率，同時降低人員管理及設備維護成本。

牽引所現(xiàn)階段技術設備情況為高壓側電力設備，其均為全戶外布置方式，所內27.5kV設備均為戶內網(wǎng)柵布置方式。生產(chǎn)生活房屋設有控制室、值守室、材料室、檢修室等；所內設有安全監(jiān)控系統(tǒng)，相關信息通過綜合自動化系統(tǒng)上傳調度；室外電壓互感器、所用變壓器均配置手動隔離開關。

1牽引所輔助監(jiān)控系統(tǒng)總體設計

根據(jù)現(xiàn)行鐵路規(guī)范文件，電科恒鈦輔助監(jiān)控系統(tǒng)應實現(xiàn)對全所視頻監(jiān)視、環(huán)境信息監(jiān)測、安全防范、火災報警、動力照明控制、設備巡檢等功能，同時支持采集接入、數(shù)據(jù)存儲、告警處理、傳輸通信、聯(lián)動和監(jiān)控等功能。同時應能與其他系統(tǒng)進行交互，縱向上與供電調度系統(tǒng)、上級視頻管理系統(tǒng)等信息交互，橫向上應能與所內保護測控系統(tǒng)進行信息交互。

依據(jù)牽引所現(xiàn)階段技術設備條件，本次鐵路牽引變電所輔助監(jiān)控系統(tǒng)由軟件系統(tǒng)和硬件設備組成，設計輔助監(jiān)控系統(tǒng)子站包含視頻監(jiān)控及巡檢子系統(tǒng)、安全防范及門禁子系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)控子系統(tǒng)、動力照明控制子系統(tǒng)、火災報警檢測子系統(tǒng)以及其他配套工程。主站按納入既有呼和浩特鐵路局輔助監(jiān)控主站和呼和浩特供電段輔助監(jiān)控主站設計。

通信通道方面，輔助監(jiān)控子站至局級調度所輔助監(jiān)控主站設輔助監(jiān)控專用通道需2路專用通道，帶寬要求為輔助監(jiān)控子站至車站20M，車站至主站100M；輔助監(jiān)控子站至供電段輔助監(jiān)控主站設輔助監(jiān)控專用通道需2路專用通道：帶寬子站至車站20M，車站至主站100M；供電段輔助監(jiān)控主站至檢修車間設輔助監(jiān)控復示通道需2路專用通道，帶寬要求20M/路。

系統(tǒng)攝像機由中心集中環(huán)形供電，按不同區(qū)域設置配電箱，電源箱內配置開關電源，變壓后采用DC12V/24V為攝像機進行供電。攝像機的供電距離必須滿足供電壓降不大于2V。在系統(tǒng)整體傳輸過程為保證畫面質量，編解碼設備均采用1080P分辨率，解碼設備支持1080P高清分辨率，視頻保存時間不低于30天。

所內一次設備和輔助監(jiān)控設備均可以和視頻監(jiān)控及巡檢子系統(tǒng)聯(lián)動，事故發(fā)生時能夠及時切換攝像機，顯示到設備位置查看，實現(xiàn)相應設備遠程操作。

2鐵路輔助監(jiān)控系統(tǒng)子系統(tǒng)設計

2.1視頻監(jiān)控及巡檢子系統(tǒng)

視頻監(jiān)控及巡檢子系統(tǒng)具有視頻顯示、圖像存儲與回放、視頻控制、視頻巡檢、圖像識別、紅外成像監(jiān)測等功能。對室外設備能夠實現(xiàn)多維度監(jiān)視，能夠準確監(jiān)視主變的油位、斷路器面板的分合指示燈、避雷器的計數(shù)器等內容。

針對室外設計，全景攝像機實現(xiàn)牽引所整體的視頻采取，一般在牽引所對角線位置兩側設置2臺，云臺攝像機則采取數(shù)據(jù)的范圍為所內變壓器、斷路器、隔離開關、熔斷器等電力一次設備等，紅外成像儀放置在進線高壓側、饋線側及斷路器處，實時監(jiān)測設備及運行溫度。球形攝像機為輔助監(jiān)控系統(tǒng)主攝像機，一般放置在牽引所各個電力一次、二次設備處，進行牽引所整體性監(jiān)控，槍機攝像機放置在牽引所所址四周，共計4臺。

針對室內設計，在主控室放置一定數(shù)量的球形攝像機，設計放置臺數(shù)宜監(jiān)測到每一面屏幕，在27.5kV高壓室配置球形攝像機、紅外成像儀及微距攝像頭，其作用分別為監(jiān)測室內高壓室溫度及設備運行情況，球形攝像機。

2.2安防及門禁子系統(tǒng)

安防及門禁子系統(tǒng)包含電子圍欄、門禁、紅外雙鑒、紅外對射、碎窗等內容，能夠對變電所進行安全防范，當存在非法入侵時能夠進行報警并關聯(lián)視頻進行確認。所內場地大門和主控室門設置門禁系統(tǒng)進行管理，具備人臉識別、電磁鎖、出門按鈕等功能。所有人員進入主控樓對身份核實放行，采用智能刷卡的模式，并與視頻監(jiān)控聯(lián)動抓圖。

系統(tǒng)采用網(wǎng)絡型門禁控制器，通過局域網(wǎng)連接到管理機，室外圍墻設置紅外對射裝置。安防及門禁子系統(tǒng)利用各種探測和傳感技術，針對變電所所址周圍實現(xiàn)預警作用。對圍墻、大門、窗戶進行監(jiān)視和入侵探測，對非法侵入進行提示警告，以保障變電所場地及周邊環(huán)境的安全。實時展示安防設備的工作狀態(tài)、告警狀態(tài)，可對安防設備進行布防和撤防。門禁支持遠方控制及音頻、視頻對話、權限設定等功能，并應能從內部手動解鎖；門禁系統(tǒng)支持應急情況下的解鎖功能。

2.3環(huán)境監(jiān)控子系統(tǒng)

環(huán)境監(jiān)控子系統(tǒng)能對站內的溫度、濕度、風力、水浸濃度、雨雪量等環(huán)境信息進行實時采集、處理和上傳，采集周期小于5秒，實時監(jiān)視變電所內環(huán)境情況。環(huán)境監(jiān)控主要以各類探測器為主，設置溫濕探測器、碎窗探測器、水浸探測器。

溫濕探測器和水浸探測器一般放置在室內、室外電纜槽處，碎窗探測器放置在室內窗內側處，當滿足觸發(fā)條件時及時進行反饋。

2.4動力照明及火災控制子系統(tǒng)

動力照明控制子系統(tǒng)中，燈光、水泵、空調、風機控制器通過控制電纜接入監(jiān)控主機。燈光控制可分組實現(xiàn)控制功能，其他設備控制宜設置一對一控制。

火災監(jiān)測系統(tǒng)包含煙感、溫感等內容，設置感溫、感煙探測器，監(jiān)視變電所內火災情況。本系統(tǒng)與既有火災自動報警系統(tǒng)具備通信功能，可以上傳火災自動報警信號至調度所，火災監(jiān)測系統(tǒng)信息通過485線納入輔助監(jiān)控系統(tǒng)?；馂奶綔y區(qū)域按獨立房間劃分，有高壓室、控制室、通信機械室等場所。感煙探測器、感溫探測器放置在27.5kV高壓室成對布置，主控室雙溫探測器與視頻巡檢子系統(tǒng)攝像機位置相同。

結語

根據(jù)鐵路生產(chǎn)運營管理及高速鐵路現(xiàn)行規(guī)范的需求，設計牽引所無人化改造工程，系統(tǒng)包含視頻監(jiān)控及巡檢子系統(tǒng)、安防及門禁子系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)控子系統(tǒng)、動力照明及火災控制子系統(tǒng)。

根據(jù)系統(tǒng)中子系統(tǒng)設備信息傳至綜自系統(tǒng)并在段內復示，實現(xiàn)遠程監(jiān)測、遠程操作，從而減少人力輸入，同時也盡最大可能性減少因操作人員誤觸而導致的危險發(fā)生。

審核編輯 黃宇