第一,二章高速铁路供电监控系统概述(第一章和第二章合并) 下载本文

行参数,如保护定值、各类阀值等,进行远程设置的功能。

(五)接口需求丰富

高速铁路供电监控系统需要与中国高速铁路总体技术框架下,统筹规划建设的运营调度系统、综合视频监控系统、综合维修管理信息系统、既有线电调系统实现双向的互连互通。因此对外部系统的接口访问需求丰富。

第四节 高速铁路供电监控系统的性能指标

对任何一种监控系统而言,都可以用系统的性能指标,或主要技术要求来衡量其优劣或作为设计、选型的要求,一般说来主要有如下几大类:

一、可靠性

高速铁路供电监控系统的可靠性是指设备在技术要求所规定的工作条件下,能够保证所规定的技术指标的能力。

高速铁路供电监控系统也象其他自动化系统一样,往往要求无人监视,并且应用在重要牵引供电及电力供电设备的监控中,一般要求24小时不间断运行,对于系统的可靠性有很高的要求。由于铁路调度自动化系统包含硬件和软件,所以可靠性评价也分为硬件可靠性和软件可靠性。由于铁路调度自动系统不同于一般监控的最大特点是需要远程信息传输,因此可靠性还包括信息传输的可靠性。

高速铁路供电监控系统中每个设备的可靠性一般用平均故障间隔时间(MTBF),即两次偶然故障的平均间隔时间来表示。目前一般远动装置平均故障间隔时间要求控制中心达到5000小时以上,被控站达到8000小时以上。而整个系统的可靠性通常以系统“可用率”表示。

系统可用率?运行时间?100%运行时间+停用时间 (1-1)

式(1-1)中停用时间包括故障和维修时间。影响系统可用率的重要因素有:设备的质量、维护检修情况、环境条件、电源供电可靠性及起备用的程度等。

远动信息传输过程中,会因干扰而出现差错。传输可靠性是用信息的差错率表示的。 差错率=信息出现差错的数量传输信息的总数量 (1-2)

差错率包括误比特率、误码率和误字节率,且常用误码率表示。通常情况下,差错率要

求在信噪比大于15dB时,误码率小于10-5。

二、监控容量

通常把遥控、遥调、遥测和遥信等对象的数量,统称为该装置或监控系统的监控容量,也称I/O点数。监控系统的监控容量要满足实际用户的远动化要求。此外,遥控、遥调、遥测和遥信的容量也要有一定程度的预留。

三、实时性

从提高生产效率,加快事故处理等观点出发,对系统实时性要求是显而易见的。实时性常用“响应时间”来衡量。它是指从发送端事件发生到接收端正确接收到该信息的时间间隔。

四、抗干扰能力

在有干扰情况下,系统仍能保证技术指标的能力称为监控系统的抗干扰能力。 众所周知,任何远动信道中必然存在着人为的或自然的干扰。在自然干扰中最有害的是工业干扰和起伏干扰。此外,在多路传输时还有信道间的路际干扰。因此,在远动系统信道另一端得到的已不是原来的信号,而是原信号和干扰的混合。假如信道的输出端没有特殊的方法把原来的信号分离出来,减免干扰的影响,则在遥测时将造成误差,而在遥控时将有可能发生误动。

抗干扰措施大致说来有两种:其一是在信道输入端适当变换信号的形式,使其不易受干扰的影响;其二是在接收端变换环节的结构上加以改善,使其具有消除干扰的滤波和补偿能力。

监控系统的上述主要性能指标对同一系统往往并非同时能够满足,其中存在着矛盾,因此需要权衡利弊,予以选择。此外监控系统还应具有足够的灵活性,以便使系统能在用途改变或容量变更时,只需稍加改动或简单叠加一些设备就可运用。监控系统还应在使用维护方便和成本低廉方面有所要求,设计尽可能简化,使用户在操作上易于掌握和便于日常维护,这对降低成本和提高系统可靠性也将大有好处。

衡量一个铁路供电监控系统的主要性能如表1-1所示:

表1-1 铁路供电监控系统的主要性能指标 序号 1 2

项目名称 遥控命令响应时间 遥信变位响应时间 技术数据 ≤4秒 ≤2秒

3 3.1 3.2 4 5 6 7 8 11 12 13 14 15 16 重要模拟量传送时间 调用画面响应时间(实时数据) 调用画面响应时间(历史数据) 遥控正确率 遥信正确率 远动系统遥测误差 调度端双主服务器机切换时间 调度端系统可利用率 调度端网络通信速率 通信传输速率 事件顺序记录站内分辨率 信道误码率 系统站间事件顺序记录分辨率 系统平均无故障工作时间(MTBF) ≤3秒 ≤3秒 ≤5秒 ≥99.99% ≥99.9% ≤±1.5% ≤30秒 ≥99.8% 10/100/1000Mbps 支持2400bps-64Kbps, 2Mbps,10Mbps ≤10ms ≤10 ≤20ms ≥8760小时 -5第五节 高速铁路供电监控系统建立的标准体系

中国高速铁路的建设是一个物理空间跨度大、时间周期长的巨大工程。为了保证系统持续的扩展和适配能力,系统必须严格遵循一系列行业内的先进标准。有了统一的标准,无论是需要进行功能还是规模上的扩展都非常容易,从而有效保护高速铁路的建设投资。而另一方面,统一的标准给系统带来了良好的开放性,在既有已建成的高速铁路监控系统上可以轻松与其它设备厂商的产品进行对接或者集成,从而满足高速铁路供电监控系统的互操作性和互联性,应用的可移植性和可伸缩性,以及应用的集成性要求。

一、系统设计的标准

在系统设计时必须遵守通用技术条件、对IP地址进行统一规划、高速铁路供电监控系统规约等三个方面的要求:

(一)通用技术条件

通用技术条件是对高速铁路供电监控系统工程项目实施过程中所设计的标准基础环境和要素进行了规定。

(二)通信接口标准

远动通道是高速铁路供电监控系统的重要组成部分,因此通信接口的规范对于监控系统而言至关重要,2010年9月铁道部研究制定了高速铁路通道方案的实施模式,明确规定高速铁路供电监控系统使用的通信传输通道独立组网,区间节点采用双环网结构,组网时区间节点原则上不再采用路由器。交换机等网络设备,供电监控系统的节点设备采用FE接口就近接入通信传输设备。

(三)IP地址规划

由于路网建设的规模巨大,每个区域调度所覆盖的范围也非常广,为了使IP地址及相关网络资源得到合理的利用,在对高速铁路供电监控系统进行IP地址规划时需要考虑多种组网结构,并结合《中长期铁路网调整规划》,对整个路网建设中所涉及的IP地址、路由策略进行统一定义和详细阐述。

(四)高速铁路供电监控系统的通信规约

高速铁路供电监控系统的通信规约是以国家颁发的IEC60870-5-104通信规约为基础架构,针对高速铁路的特性,制定的调度端与被控站之间的通信协议标准。

由于高速铁路厂家较多,IEC60870-5-104的定义允许各个厂家选择不同的参数和模式进行数据传输,因此,为了保证高速铁路工程的顺利实施以及投运后的维护工作,一般需要对相关的互操作性进行了详细的设计,以规范各个系统间的通信接口,以体现了高速铁路建设中的“统一标准”的原则。所有被控站端厂商只需遵循该通信协议标准,即可以实现设备的即插即用,从而大大减少了调试的工作量。

二、工程实施的规范

(一)工程实施流程

高速铁路建设一般工期都比较短而工作量比较大,其实施要求无论在建设工期上还是工程质量上都非常严格,为了确保所有的工程项目顺利而优质的实施完成,在总结普速铁路工程实施经验基础上,制定了工程调试规程,对工程实施过程中的重要节点所涉及的质量保证活动和操作流程做了明确规定。基本流程为:设计联络、工程设计、接口调试、实验室联合测试、现场联调等阶段。为了顺利实施工程,在工程实施初期应进行设计联络;通过联络明确相关细节后,各相关单位各自组织设计和生产,到一定阶段后进行相互接口测试;系统在现场安装之前需要在调度端厂家进行相对完备的功能联合调试,这显著降低现场调试的工作量,提升了工程实施效率,而且保证了工程质量。