摘要：為了解決現(xiàn)有機(jī)電設(shè)備智能監(jiān)控系統(tǒng)存在的漏警率較高、管理效率低的問(wèn)題，文章基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，設(shè)計(jì)了一種高速公路機(jī)電設(shè)備智能監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)上，選取STM32溫濕度傳感器設(shè)計(jì)狀態(tài)信息采集模塊、電能計(jì)量芯片CS5463電氣參數(shù)采集模塊、SG-CORE-BOARD嵌入式核心板設(shè)計(jì)通信網(wǎng)關(guān)模塊；系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)上，基于深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)機(jī)電設(shè)備檢測(cè)，基于故障樹實(shí)現(xiàn)機(jī)電設(shè)備故障診斷。經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)試，該系統(tǒng)監(jiān)控的電壓數(shù)據(jù)與實(shí)際數(shù)據(jù)擬合度較高，表明系統(tǒng)監(jiān)控精度較高；該系統(tǒng)對(duì)設(shè)備故障報(bào)警的漏警率始終保持在2%以下，證明其可精準(zhǔn)監(jiān)控機(jī)電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，提高管理效率，具有較好的實(shí)用性。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；高速公路；機(jī)電設(shè)備；智能監(jiān)控系統(tǒng)

0引言

近年來(lái)，我國(guó)大力發(fā)展高速公路，作為其關(guān)鍵組成部分的機(jī)電系統(tǒng)，不僅種類多樣且數(shù)量較大，對(duì)高速公路的建設(shè)起著至關(guān)重要的作用。然而機(jī)電設(shè)備具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、技術(shù)含量高的特點(diǎn)，管理與維護(hù)工作存在一定困難。所以，為保證高速公路機(jī)電系統(tǒng)的安全運(yùn)行，需要采取并推廣機(jī)電設(shè)備的智能監(jiān)控系統(tǒng)。時(shí)下，我國(guó)在眾多領(lǐng)域中都應(yīng)用了監(jiān)控系統(tǒng)，并取得一定成果。有研究人員將監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用于變電站輔助設(shè)備的運(yùn)營(yíng)管理中，幫助變電站運(yùn)維人員直觀查看設(shè)備狀態(tài)。但是在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，由于對(duì)設(shè)備的監(jiān)控效果較差，降低了對(duì)設(shè)備的管理效率。還有研究人員將監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用于制造車間中，實(shí)現(xiàn)了制造車間中多種設(shè)備信息的采集與監(jiān)控。但是對(duì)于設(shè)備故障報(bào)警的漏警率較高，影響了車間設(shè)備的運(yùn)維管理效率。

為了解決以上問(wèn)題，本文結(jié)合高速公路的建設(shè)需求，引入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對(duì)高速公路機(jī)電設(shè)備智能監(jiān)控系統(tǒng)展開研究，以期提升高速公路機(jī)電系統(tǒng)的管理水平。

1基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能監(jiān)控系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，就是通過(guò)傳感器實(shí)現(xiàn)物體與網(wǎng)絡(luò)的通信，所以本文將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于高速公路機(jī)電設(shè)備智能監(jiān)控系統(tǒng)中。該系統(tǒng)利用傳感器采集機(jī)電設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中的狀態(tài)信息以及電氣參數(shù)，再由通信網(wǎng)關(guān)傳輸至服務(wù)器進(jìn)行分析處理，判斷是否出現(xiàn)安全事故以及設(shè)備故障，以此實(shí)現(xiàn)機(jī)電設(shè)備的監(jiān)控目的。

1.1狀態(tài)信息采集模塊

當(dāng)高速公路周邊環(huán)境的溫度過(guò)高，或者設(shè)備運(yùn)行散發(fā)的熱量較多時(shí)，會(huì)發(fā)生火災(zāi)等安全事故。所以智能監(jiān)控系統(tǒng)需要采集機(jī)電設(shè)備的狀態(tài)信息，如溫度、濕度等參數(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)控狀態(tài)信息的變化。當(dāng)出現(xiàn)安全事故時(shí)，智能監(jiān)控系統(tǒng)會(huì)及時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，以此保障高速公路機(jī)電設(shè)備的安全。在狀態(tài)信息采集模塊中，由傳感器監(jiān)測(cè)狀態(tài)信息，再將狀態(tài)信息利用A/D轉(zhuǎn)換至微處理器中進(jìn)行處理。本文基于對(duì)高速公路周邊實(shí)際環(huán)境的考慮，選取STM32溫濕度傳感器，此傳感器屬于集成式傳感器，可以獲取溫度、濕度以及敏感度的數(shù)據(jù)，具有穩(wěn)定性高、體積小、功耗低等優(yōu)點(diǎn)。STM32溫濕度傳感器節(jié)點(diǎn)的硬件模塊如圖1所示。

 

 

 

圖1傳感器節(jié)點(diǎn)的硬件模塊示意圖

 

將STM32溫濕度傳感器的DATA引腳與SCK引腳分別連接到通信網(wǎng)關(guān)模塊上，就可以控制傳感器采集到的狀態(tài)信息數(shù)據(jù)的輸入與輸出。傳感器節(jié)點(diǎn)連接基本功能模塊的同時(shí)，還具有JTAG接口和UART串行接口，這是為了后續(xù)可以通過(guò)軟件編程控制數(shù)據(jù)的輸入與輸出，利用UART串行接口讀取STM32溫濕度傳感器采集的機(jī)電設(shè)備狀態(tài)信息。節(jié)點(diǎn)還連接了蜂鳴器，用來(lái)對(duì)安全事故以及設(shè)備故障發(fā)出報(bào)警。本文所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中，在STM32溫濕度傳感器節(jié)點(diǎn)處配置了EXIO接口，可以連接采集其他狀態(tài)信息的傳感器，如雨滴傳感器等，以此構(gòu)建一個(gè)完整的狀態(tài)信息采集模塊，把采集到的狀態(tài)信息數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)關(guān)模塊傳輸至監(jiān)控中心上位機(jī)中，實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的分析處理等操作。

1.2電氣參數(shù)采集模塊

電氣參數(shù)采集模塊的主要工作，就是在高速公路機(jī)電設(shè)備運(yùn)行時(shí)，采集機(jī)電設(shè)備的電壓、電流、功率以及頻率等參數(shù)，通過(guò)這些參數(shù)可以獲取機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，如果設(shè)備運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)故障，可以及時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。在本文設(shè)計(jì)的智能監(jiān)控系統(tǒng)中，為降低微處理器的工作壓力，實(shí)現(xiàn)高效的數(shù)據(jù)傳輸，選取多功能的電能計(jì)量芯片CS5463來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)電設(shè)備的電氣參數(shù)測(cè)量工作，同時(shí)也將測(cè)量的有效電氣參數(shù)傳輸至微處理器中進(jìn)行處理。芯片CS5463的計(jì)量準(zhǔn)確度較高，芯片內(nèi)部集成了六路二階模數(shù)轉(zhuǎn)換器，適用于三相電路。與此同時(shí)，在計(jì)量芯片的內(nèi)部封裝著測(cè)量電流、電壓、功率等電氣參數(shù)的數(shù)字信號(hào)處理電路，可以充分滿足高速公路機(jī)電設(shè)備運(yùn)行的電氣參數(shù)采集目的。而且，電能計(jì)量芯片CS5463可以利用軟件校表，校正誤差，以此達(dá)到高精度的測(cè)量。CS5463的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

 

圖2電能計(jì)量芯片CS5463內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

 

通過(guò)圖2可以看出，電壓與電流的模擬信號(hào)作為芯片的輸入信號(hào)，同時(shí)將芯片同步采集的信號(hào)一起輸入芯片的數(shù)字信號(hào)處理電路中，以此實(shí)現(xiàn)電氣參數(shù)的有效測(cè)量，然后再利用通信接口進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。其中的電壓信號(hào)會(huì)在計(jì)量芯片中做防干擾處理，以CS5463芯片可以接受的數(shù)值范圍輸入芯片的采集端口；其中的電流信號(hào)會(huì)經(jīng)過(guò)電流互感器送入芯片的采集端口。本文設(shè)計(jì)的智能監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)CS5463電能計(jì)量芯片與互感器的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了高速公路機(jī)電設(shè)備電氣參數(shù)的高精度采集。

1.3通信網(wǎng)關(guān)模塊

通信網(wǎng)關(guān)模塊的基本功能是將狀態(tài)信息采集模塊與電氣參數(shù)采集模塊所采集到的全部數(shù)據(jù)匯集到一起，然后統(tǒng)一傳輸至服務(wù)器端，所以通信網(wǎng)關(guān)模塊功能的實(shí)現(xiàn)離不開硬件的支持。此模塊的硬件主要由通信模塊、處理器、報(bào)警模塊以及電源模塊等組成，其結(jié)構(gòu)如圖3所示。

 

圖3通信網(wǎng)關(guān)模塊硬件結(jié)構(gòu)圖

 

由圖3可以看出，通信網(wǎng)關(guān)模塊的核心就是處理器，所以本文所設(shè)計(jì)的監(jiān)控系統(tǒng)選用SG-CORE-BOARD嵌入式核心板作為處理器。此核心板具有功耗較小且網(wǎng)絡(luò)較為穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，既可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信號(hào)的封裝與轉(zhuǎn)換，又可以實(shí)現(xiàn)與通信模塊的雙向通信，因?yàn)槠湟_使用的是TTL天平，所以可以直接與通信模塊相連，通過(guò)應(yīng)用串口等接口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信號(hào)的通信。由此可知，嵌入式核心板在通信網(wǎng)關(guān)模塊中起到了重要作用。

2智能監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

2.1基于深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的機(jī)電設(shè)備檢測(cè)

在本文所設(shè)計(jì)的智能監(jiān)控系統(tǒng)中，通過(guò)某組特定的視頻序列以及圖像，對(duì)機(jī)電設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，判斷是否出現(xiàn)安全事故。由于在高速公路的機(jī)電設(shè)備檢測(cè)中，會(huì)受冗余的干擾性數(shù)據(jù)影響，導(dǎo)致檢測(cè)效果較差，所以本文為了實(shí)現(xiàn)智能監(jiān)控系統(tǒng)的精細(xì)化檢測(cè)，引入了深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)?；谏疃染矸e神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)機(jī)電設(shè)備的原理是，把機(jī)電設(shè)備監(jiān)控圖像輸入深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練模型中，實(shí)現(xiàn)圖像特征的提取，利用提取的圖像特征精準(zhǔn)判斷是否出現(xiàn)安全事故。深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型訓(xùn)練的實(shí)質(zhì)就是圖像數(shù)據(jù)在卷積層與隱含層中的傳播與反向傳播，其中反向傳播算法就是利用輸入與輸出節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)誤差梯度的獲取，再通過(guò)損失函數(shù)得到誤差梯度的平均取值，那么此損失函數(shù)相對(duì)應(yīng)的偏導(dǎo)數(shù)公式如式(1)所示：

 

根據(jù)此式獲取訓(xùn)練模型輸出層與輸入層的誤差梯度數(shù)據(jù)：

 

 

 

 

由式(2)、式(3)可知，反向傳播算法的本質(zhì)就是將損失函數(shù)看作訓(xùn)練模型的輸入誤差梯度數(shù)據(jù)，通過(guò)反復(fù)迭代實(shí)現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)的反向傳播。將深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于智能監(jiān)控系統(tǒng)中，可以降低時(shí)間復(fù)雜度以及干擾因素的影響，獲取更加準(zhǔn)確的監(jiān)控圖像特征，進(jìn)而保障機(jī)電設(shè)備檢測(cè)的質(zhì)量。

2.2基于故障樹的機(jī)電設(shè)備故障診斷

本文引入故障樹實(shí)現(xiàn)高速公路機(jī)電設(shè)備的故障診斷，因?yàn)楣收蠘涫峭ㄟ^(guò)事件與邏輯連接而成的，所以需要用結(jié)構(gòu)函數(shù)定量分析故障樹。機(jī)電設(shè)備一般存在正常與故障兩種運(yùn)行狀態(tài)，并且這兩種狀態(tài)相互獨(dú)立，那么故障樹的與門結(jié)構(gòu)函數(shù)表達(dá)式為：

 

 

通過(guò)與門結(jié)構(gòu)函數(shù)可知，當(dāng)所有底事件都發(fā)生gm=1,頂事件才會(huì)發(fā)生δ(g)=1,這時(shí)機(jī)電設(shè)備處于故障狀態(tài)，否則機(jī)電設(shè)備處于正常運(yùn)行狀態(tài)。

為了精準(zhǔn)判斷故障樹的頂事件，需要清晰了解高速公路機(jī)電設(shè)備的工作原理、設(shè)備參數(shù)等，然后利用這些數(shù)據(jù)以及機(jī)電設(shè)備處于故障狀態(tài)和正常狀態(tài)時(shí)的特點(diǎn)，對(duì)機(jī)電設(shè)備的故障狀況進(jìn)行分析，以此獲取底事件與頂事件之間的因果關(guān)系。由于高速公路機(jī)電系統(tǒng)較為復(fù)雜，機(jī)電設(shè)備數(shù)量較多，為了精準(zhǔn)定位發(fā)生故障的設(shè)備，本文在智能監(jiān)控系統(tǒng)中添加了自動(dòng)報(bào)警功能，所以需要將故障報(bào)警以及機(jī)電設(shè)備故障狀態(tài)作為故障樹的頂事件，逐步實(shí)現(xiàn)故障樹的建立。

3系統(tǒng)測(cè)試

3.1機(jī)電設(shè)備電壓監(jiān)控精度測(cè)試

系統(tǒng)測(cè)試是保障系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)，通過(guò)測(cè)試判斷本文所設(shè)計(jì)的智能監(jiān)控系統(tǒng)是否可行，避免在以后的應(yīng)用中出現(xiàn)工程事故。針對(duì)機(jī)電設(shè)備電壓的實(shí)時(shí)監(jiān)控進(jìn)行測(cè)試，通過(guò)智能監(jiān)控系統(tǒng)查看設(shè)備的實(shí)時(shí)電壓，并與實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，以此校驗(yàn)系統(tǒng)監(jiān)控電壓數(shù)據(jù)的精度。機(jī)電設(shè)備的實(shí)時(shí)電壓監(jiān)控結(jié)果如圖4所示。

由圖4可知，系統(tǒng)監(jiān)控的實(shí)時(shí)電壓數(shù)據(jù)曲線與實(shí)際電壓數(shù)據(jù)曲線擬合度較高，在整個(gè)監(jiān)控過(guò)程中，在24s時(shí)出現(xiàn)最大誤差，僅為10V,且出現(xiàn)多次監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)與實(shí)際數(shù)據(jù)重合的現(xiàn)象，表明了本文所設(shè)計(jì)的機(jī)電設(shè)備智能監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控精度較高。

 

圖4機(jī)電設(shè)備實(shí)時(shí)電壓監(jiān)控結(jié)果曲線圖

 

3.2機(jī)電設(shè)備故障監(jiān)測(cè)漏警率測(cè)試

在相同的測(cè)試環(huán)境以及測(cè)試樣本下，選取文獻(xiàn)[1]提出的設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)與文獻(xiàn)[2]提出的設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)作為對(duì)比系統(tǒng)，與本文設(shè)計(jì)的基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的監(jiān)控系統(tǒng)共同對(duì)高速公路機(jī)電設(shè)備故障進(jìn)行監(jiān)測(cè)。將故障監(jiān)測(cè)的漏警率作為評(píng)估指標(biāo)，漏警率的計(jì)算公式如式(6)所示：

 

式中：N?——系統(tǒng)判斷異常的數(shù)量；

N——實(shí)際異常的數(shù)量。

通過(guò)機(jī)電設(shè)備故障報(bào)警的漏警率對(duì)比來(lái)判斷本文所設(shè)計(jì)的機(jī)電設(shè)備智能監(jiān)控系統(tǒng)的有效性，漏警率越低證明監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)機(jī)電設(shè)備故障報(bào)警的準(zhǔn)確率越高。三種監(jiān)控系統(tǒng)的漏警率對(duì)比結(jié)果如表1所示。

表1三種監(jiān)控系統(tǒng)的漏警率對(duì)比結(jié)果表

 

由表1可知，文獻(xiàn)[1]系統(tǒng)的平均漏警率為5.88%,文獻(xiàn)[2]系統(tǒng)的平均漏警率為3.67%,而本文監(jiān)控系統(tǒng)的平均漏警率僅有1.44%,能夠始終保持在<2%,較其他兩個(gè)系統(tǒng)分別降低了約4.44%和2.23%。這說(shuō)明本文所設(shè)計(jì)的監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)機(jī)電設(shè)備故障報(bào)警的準(zhǔn)確率更高，驗(yàn)證了本文系統(tǒng)可以精準(zhǔn)監(jiān)控高速公路機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，能夠提高高速公路機(jī)電設(shè)備的管理效率，具有較好的實(shí)用性。

4高速公路供配電監(jiān)控系統(tǒng)

4.1概述

近年來(lái)，我國(guó)的高速公路發(fā)展非常迅速，已形成遍布全國(guó)的高速公路網(wǎng)，它在對(duì)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展作出突出貢獻(xiàn)的同時(shí)，也對(duì)高速公路管理及運(yùn)營(yíng)的自動(dòng)化、智能化提出了嚴(yán)峻的考驗(yàn)。高速公路自動(dòng)化管理系統(tǒng)一般由通信、收費(fèi)、監(jiān)控和供配電4個(gè)子系統(tǒng)組成，而通信、收費(fèi)和監(jiān)控系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)是供配電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

高速公路供配電監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)高速公路沿線的變電站內(nèi)的高低壓配電設(shè)備、發(fā)電機(jī)、變壓器、UPS、EPS、外場(chǎng)照明、隧道內(nèi)的理地式變壓器與照明、通風(fēng)及排水等機(jī)電設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)分布式監(jiān)控和集中管理,實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守,確保高速公路安全暢通,提高自動(dòng)化管理水平,降低機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)成本。

高速公路供配電監(jiān)控系統(tǒng)包括隧道變電所、服務(wù)區(qū)變電所、收費(fèi)站變電所、沿線箱式變電站、互通樞紐、路燈電源、風(fēng)機(jī)控制箱等區(qū)域的電力綜合監(jiān)控。

 

圖1高速公路監(jiān)控對(duì)象

 

4.2項(xiàng)目需求

高速公路供配電系統(tǒng)傳統(tǒng)維護(hù)的缺點(diǎn)有以下幾點(diǎn)：

1、巡檢工作量大：由于變電所分布在幾十至幾百公里的高速公路上，需要沿高速路逐一巡查；

2、設(shè)備發(fā)生故障后上報(bào)不及時(shí)、維修效率低；

3、維護(hù)、維修狀態(tài)無(wú)法實(shí)時(shí)監(jiān)控，維護(hù)、維修進(jìn)度無(wú)法及時(shí)督查跟蹤；

4、缺乏信息化手段進(jìn)行設(shè)備管理維護(hù)，導(dǎo)致隱患無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)；

5、由于缺乏統(tǒng)一的監(jiān)管平臺(tái)，機(jī)電設(shè)施運(yùn)行狀況無(wú)法及時(shí)、全面、準(zhǔn)確掌握。

6、無(wú)法實(shí)現(xiàn)綜合查詢分析，提供輔助決策支持；

7、無(wú)法即時(shí)排查電氣隱患、隱蔽工程隱患檢查難；

針對(duì)高速公路傳統(tǒng)維護(hù)的缺點(diǎn)，為了保障高速公路供配電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行并減少維護(hù)人員的工作量，設(shè)計(jì)了一套高速公路供配電監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)的主要功能如下：

1、對(duì)配電房?jī)?nèi)的變壓器、開關(guān)柜電氣參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控；

2、對(duì)配電房?jī)?nèi)的UPS、EPS電氣參數(shù)進(jìn)行監(jiān)視，當(dāng)監(jiān)測(cè)到UPS和EPS的電池電壓過(guò)低時(shí)，及時(shí)進(jìn)行維護(hù)，避免停電后無(wú)法操作斷路器；

3、對(duì)配電房?jī)?nèi)的發(fā)電機(jī)進(jìn)行監(jiān)控，并對(duì)發(fā)電機(jī)油箱的油位進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，避免油位過(guò)低影響發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行，以及柴油被盜后能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并報(bào)警；

4、對(duì)配電房?jī)?nèi)饋線回路的漏電電流、線纜溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)和異常報(bào)警；

5、對(duì)隧道的照明回路進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，對(duì)隧道的引道照明回路和加強(qiáng)照明回路進(jìn)行手動(dòng)和自動(dòng)控制；

6、隧道內(nèi)消防疏散通道、出口有明顯的指示燈具，并可以通過(guò)不同應(yīng)急預(yù)案進(jìn)行緊急控制；

8、根據(jù)隧道配電房?jī)?nèi)可燃?xì)怏w濃度及煙霧啟停排風(fēng)風(fēng)機(jī)；

9、監(jiān)測(cè)隧道配電房?jī)?nèi)部環(huán)境溫濕度，煙霧、甲烷等可燃?xì)怏w監(jiān)測(cè)、報(bào)警及聯(lián)動(dòng)控制；

10、監(jiān)控軟件采用B/S架構(gòu)，全面接入以上監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，通過(guò)瀏覽器、手機(jī)APP或短信等方式提供數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)和異常報(bào)警，并可通過(guò)系統(tǒng)發(fā)布維保、巡檢及搶修派工任務(wù)。

4.3參照標(biāo)準(zhǔn)

本方案遵循的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)有：

GB/T14285-2006《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》

GBT14598.300-2008《微機(jī)變壓器保護(hù)裝置通用技術(shù)要求》

GB/T2887-2011《計(jì)算機(jī)場(chǎng)地通用規(guī)范》

GB50052-2009《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》

GB/T20965-2013《控制網(wǎng)絡(luò)HBES技術(shù)規(guī)范住宅和樓宇控制系統(tǒng)》

GB50116-2013《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》

GB14287-2014《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)》

GB25506-2010《消防控制室通用技術(shù)要求》

GB50116-2013《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》

GB28184-2011《消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)》

GB29364-2012《防火門監(jiān)控器》

GB51309-2018《消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》

JB/T10736-2007        《低壓電動(dòng)機(jī)保護(hù)器》

GB/T15576-2008        《低壓成套無(wú)功功率補(bǔ)償裝置》

4.4方案設(shè)計(jì)

根據(jù)高速公路供配電監(jiān)控系統(tǒng)要求，方案配置綜合監(jiān)控系統(tǒng)和子系統(tǒng)解決方案。

變電所電力監(jiān)控子系統(tǒng)

電氣火災(zāi)監(jiān)控子系統(tǒng)

消防設(shè)備電源監(jiān)控子系統(tǒng)

消防應(yīng)急照明和疏散子系統(tǒng)

高速公路供配電運(yùn)維管理云平臺(tái)

 

方案建立基于云平臺(tái)的“監(jiān)、控、維”一體化的綜合監(jiān)控系統(tǒng)，從數(shù)據(jù)采集、通信網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)架構(gòu)、聯(lián)動(dòng)控制和綜合數(shù)據(jù)服務(wù)等方面的設(shè)計(jì)，解決了高速公路監(jiān)控系統(tǒng)中存在內(nèi)部干擾性強(qiáng)、使用單位多及協(xié)調(diào)復(fù)雜的根本問(wèn)題，大大提高了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和可管理性，提升了高速公路基礎(chǔ)設(shè)施、環(huán)境和設(shè)備的使用和恢復(fù)效率。

 

 

4.4.1電力監(jiān)控子系統(tǒng)

電力監(jiān)控系統(tǒng)主要針對(duì)隧道變電所、箱式變電站、收費(fèi)站和服務(wù)區(qū)變電所，對(duì)變電所高壓回路配置微機(jī)保護(hù)裝置及多功能儀表、UPS、EPS和發(fā)電機(jī)進(jìn)行保護(hù)和監(jiān)控，主要是服務(wù)對(duì)象為高速公路供配電系統(tǒng)的維護(hù)人員，對(duì)實(shí)時(shí)性要求較高。

4.4.1.1電力監(jiān)控子系統(tǒng)設(shè)備選型

變電所高低壓柜主要配置如下：

 

 

4.4.1.2電力監(jiān)控子系統(tǒng)功能

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

系統(tǒng)人機(jī)界面友好，以配電一次圖的形式直觀顯示配電線路的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各回路電壓、電流、功率、功率因數(shù)、電能等電參數(shù)信息，動(dòng)態(tài)監(jiān)視各配電回路斷路器、隔離開關(guān)、地刀等合、分狀態(tài)，以及有關(guān)故障、告警等信號(hào)。

 

詳細(xì)電參量查詢

在配電一次圖中，可以直接查看該回路詳細(xì)電參量，包括三相電流、三相電壓、三相總有功功率、總無(wú)功功率、總功率因數(shù)、正向有功電能，并可以查看24小時(shí)相電流趨勢(shì)曲線。

運(yùn)行報(bào)表

查詢各回路或設(shè)備時(shí)間的運(yùn)行參數(shù)，報(bào)表中顯示電參量信息應(yīng)包括：各相電流、三相電壓、總功率因數(shù)、總有功功率、總無(wú)功功率、正向有功電能等.

 

實(shí)時(shí)報(bào)警

電力監(jiān)控系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)報(bào)警功能，系統(tǒng)能夠?qū)ε潆娀芈窋嗦菲鳌⒏綦x開關(guān)、接地刀分、合動(dòng)作等遙信變位，保護(hù)動(dòng)作、事故跳閘等事件發(fā)出告警。電力監(jiān)控系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)語(yǔ)音報(bào)警功能，系統(tǒng)能夠?qū)λ惺录l(fā)出語(yǔ)音告警。

 

歷史事件查詢

電力監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)b信變位，保護(hù)動(dòng)作、事故跳閘，以及電壓、電流、功率、功率因數(shù)越限等事件記錄進(jìn)行存儲(chǔ)和管理，方便用戶對(duì)系統(tǒng)事件和報(bào)警進(jìn)行歷史追溯，查詢統(tǒng)計(jì)、事故分析。

 

電能統(tǒng)計(jì)報(bào)表

電力監(jiān)控系統(tǒng)以豐富的報(bào)表體支撐量體系的完整性。系統(tǒng)具備定時(shí)抄表匯總統(tǒng)計(jì)功能，用戶可以自由查詢自系統(tǒng)正常運(yùn)行以來(lái)任意時(shí)間段內(nèi)各配電節(jié)點(diǎn)的用電情況，即該節(jié)點(diǎn)進(jìn)線用電量與各分支回路消耗電量的統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表。

用戶權(quán)限管理

電力監(jiān)控系統(tǒng)為保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，設(shè)置了用戶權(quán)限管理功能。通過(guò)用戶權(quán)限管理能夠防止未經(jīng)授權(quán)的操作（如遙控的操作，數(shù)據(jù)庫(kù)修改等）?？梢远x不同級(jí)別用戶的登錄名、密碼及操作權(quán)限，為系統(tǒng)運(yùn)行、維護(hù)、管理提供可靠的安全保障。

遙控操作

電力監(jiān)控系統(tǒng)可以對(duì)整個(gè)配電系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控操作。例如配電系統(tǒng)維護(hù)人員可以通過(guò)監(jiān)控系統(tǒng)的主界面點(diǎn)擊相應(yīng)的斷路器遙信點(diǎn)調(diào)出遙控操作界面，可以及時(shí)執(zhí)行調(diào)度系統(tǒng)或站內(nèi)相應(yīng)的操作命令。

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

電力監(jiān)控系統(tǒng)支持實(shí)時(shí)監(jiān)視接入系統(tǒng)的各設(shè)備的通訊狀態(tài)，能夠完整的顯示整個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；可在線診斷設(shè)備通訊狀態(tài)，發(fā)生網(wǎng)絡(luò)異常時(shí)能自動(dòng)在界面上顯示故障設(shè)備或元件及其故障部位。

 

4.4.1.3電能質(zhì)量治理

ANAPF系列有源電力濾波器通過(guò)電流互感器采集系統(tǒng)諧波電流，經(jīng)控制器快速計(jì)算并提取各次諧波電流的含量，產(chǎn)生諧波電流指令，通過(guò)功率執(zhí)行器件產(chǎn)生與諧波電流幅值相等方向相反的補(bǔ)償電流，并注入電力系統(tǒng)中，從而抵消非線性負(fù)載所產(chǎn)生的諧波電流。

 

 

產(chǎn)品特點(diǎn)：

補(bǔ)償方式靈活：既可補(bǔ)諧波，又可兼補(bǔ)無(wú)功，可對(duì)2-51次諧波進(jìn)行全補(bǔ)償或特定次諧波進(jìn)行補(bǔ)償；

可治理三相不平衡；

線性補(bǔ)償，響應(yīng)時(shí)間≤5ms；

具有人性化的人機(jī)交互界面，可通過(guò)該界面看到系統(tǒng)和本體的實(shí)時(shí)電能質(zhì)量信息，操作簡(jiǎn)單，可以遠(yuǎn)控，也可以本控；

采用進(jìn)口IGBT，功率密度大，可靠性高；

采用DSP高速檢測(cè)和運(yùn)算的數(shù)字控制系統(tǒng)；

監(jiān)控以及顯示具備遠(yuǎn)程通訊接口，可以通過(guò)PC機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控；

標(biāo)準(zhǔn)模塊化設(shè)計(jì)，縮短交付周期，同時(shí)提高了使用的可靠性和可維護(hù)性。

ANSVG靜止無(wú)功發(fā)生器是一種用于補(bǔ)償無(wú)功、諧波治理以及不平衡調(diào)節(jié)的新型電力電子裝置；智能控制系統(tǒng)主動(dòng)根據(jù)系統(tǒng)的線性動(dòng)態(tài)需求，自動(dòng)調(diào)節(jié)模塊的輸出；ANSVG整機(jī)主要是由ANSVG模塊組成；能完成更大容量的無(wú)功功率的補(bǔ)償，整機(jī)通過(guò)一個(gè)7寸觸摸屏實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。觸摸屏通過(guò)RS485與ANSVG模塊進(jìn)行通信。

功能特點(diǎn)：

補(bǔ)償方式靈活：補(bǔ)償負(fù)載無(wú)功，濾除5、7、9、11、13次以內(nèi)的諧波；

可治理三相不平衡；

線性補(bǔ)償，響應(yīng)時(shí)間≤5ms；

具有人性化的人機(jī)交互界面，可通過(guò)該界面看到系統(tǒng)和本體的實(shí)時(shí)電能質(zhì)量信息，操作簡(jiǎn)單，可以遠(yuǎn)控，也可以本控；

采用進(jìn)口IGBT，功率密度大，可靠性高；

采用DSP高速檢測(cè)和運(yùn)算的數(shù)字控制系統(tǒng)；

監(jiān)控以及顯示具備遠(yuǎn)程通訊接口，可以通過(guò)PC機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控；

標(biāo)準(zhǔn)模塊化設(shè)計(jì)，縮短交付周期，同時(shí)提高了使用的可靠性和可維護(hù)性。

4.4.2電氣火災(zāi)監(jiān)控子系統(tǒng)

電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)作為火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的預(yù)警子系統(tǒng)，由電氣火災(zāi)監(jiān)控主機(jī)、電氣火災(zāi)監(jiān)控單元、剩余電流式電氣火災(zāi)探測(cè)器以及測(cè)溫式電氣火災(zāi)探測(cè)器組成，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線構(gòu)成一套完整的預(yù)防電氣火災(zāi)的監(jiān)控系統(tǒng)，數(shù)據(jù)可集成至高速公路監(jiān)控系統(tǒng)。

高速公路電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)以防火分區(qū)為單位設(shè)置，采集數(shù)據(jù)后上傳至監(jiān)控主機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)高速公路電氣安全預(yù)警?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)置的傳感器監(jiān)測(cè)配電系統(tǒng)回路的漏電電流和線纜溫度，異常時(shí)實(shí)時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

 

4.4.2.1電氣火災(zāi)監(jiān)控子系統(tǒng)設(shè)備選型

 

4.4.2.2電氣火災(zāi)監(jiān)控子系統(tǒng)功能

監(jiān)控報(bào)警功能

監(jiān)控設(shè)備能接收多臺(tái)探測(cè)器的剩余電流、溫度信息，報(bào)警時(shí)發(fā)出聲、光報(bào)警信號(hào)，同時(shí)設(shè)備上紅色“報(bào)警”指示燈亮，顯示屏指示報(bào)警部位及報(bào)警類型，記錄報(bào)警時(shí)間，聲光報(bào)警一直保持，直至按設(shè)備的“復(fù)位”按鈕或觸摸屏的“復(fù)位”按鍵遠(yuǎn)程對(duì)探測(cè)器實(shí)現(xiàn)復(fù)位。對(duì)于聲音報(bào)警信號(hào)也可以使用觸摸屏“消聲”按鍵手動(dòng)消除。

 

控制輸出功能

當(dāng)被監(jiān)測(cè)回路報(bào)警時(shí)，控制輸出繼電器閉合，用于控制被保護(hù)電路或其他設(shè)備，當(dāng)報(bào)警消除后，控制輸出繼電器釋放。

故障報(bào)警功能

通訊故障報(bào)警：當(dāng)監(jiān)控設(shè)備與所接的任一臺(tái)探測(cè)器之間發(fā)生通訊故障或探測(cè)器本身發(fā)生故障時(shí)，監(jiān)控畫面中相應(yīng)的探測(cè)器顯示故障提示，同時(shí)設(shè)備上的黃色“故障”指示燈亮，并發(fā)出故障報(bào)警聲音。

電源故障報(bào)警：當(dāng)主電源或備用電源發(fā)生故障時(shí)，監(jiān)控設(shè)備也發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)并顯示故障信息，可進(jìn)入相應(yīng)的界面查看詳細(xì)信息并可解除報(bào)警聲響。

報(bào)警記錄存儲(chǔ)查詢功能

當(dāng)發(fā)生剩余電流、超溫報(bào)警或通訊、電源故障時(shí)，將報(bào)警部位、故障信息、報(bào)警時(shí)間等信息存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，當(dāng)報(bào)警解除、排除故障時(shí)，同樣予以記錄。歷史數(shù)據(jù)提供多種便捷、快速的查詢方法。

 

 

4.4.3消防設(shè)備電源監(jiān)控子系統(tǒng)

高速公路電力電纜、燃?xì)夤芫€比較多，火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)高，消防設(shè)備比較多，消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)主要功能就是用于監(jiān)測(cè)消防設(shè)備的工作電源是否正常，保障在發(fā)生火災(zāi)時(shí)消防設(shè)備可以正常投入使用。

消防設(shè)備電源監(jiān)控監(jiān)控系統(tǒng)采用消防二總線，以高速公路防火分區(qū)設(shè)置區(qū)域分機(jī)采集消防設(shè)備電源狀態(tài)，區(qū)域分機(jī)通過(guò)二總線接收多臺(tái)傳感器的電壓、電流信息和開關(guān)狀態(tài)信息，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)消防設(shè)備電源工作狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)視。

 

4.4.3.1消防設(shè)備監(jiān)控子系統(tǒng)設(shè)備選型

 

 

4.4.3.2消防設(shè)備監(jiān)控子系統(tǒng)功能

監(jiān)控功能

監(jiān)控器通過(guò)RS485總線接收多臺(tái)傳感器的電壓、電流信息和開關(guān)狀態(tài)信息，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)消防設(shè)備電源工作狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)視。故障時(shí)發(fā)出聲光故障報(bào)警信號(hào)。

控制輸出功能

當(dāng)被監(jiān)測(cè)回路報(bào)警時(shí)，可控制輸出繼電器閉合，用于控制被保護(hù)電路或其他設(shè)備，當(dāng)故障消除后，控制輸出繼電器釋放。

報(bào)警功能

系統(tǒng)故障報(bào)警：程序不能正常運(yùn)行時(shí)，監(jiān)控設(shè)備發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)。

其它故障報(bào)警：主電源或備用電源出現(xiàn)異常，監(jiān)控設(shè)備和傳感器回路發(fā)生短路、斷路等故障，或者傳感器發(fā)出被檢測(cè)電源的各種故障信號(hào)時(shí)，監(jiān)控設(shè)備發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)。

記錄存儲(chǔ)查詢功能

當(dāng)發(fā)生過(guò)壓、欠壓、錯(cuò)相、過(guò)流故障報(bào)警或通訊、電源故障時(shí)，系統(tǒng)將故障報(bào)警部位、故障信息、故障報(bào)警時(shí)間等信息存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，當(dāng)故障報(bào)警解除、排除故障時(shí)，同樣予以記錄。

主備電源切換功能

當(dāng)主電源發(fā)生停電、欠壓等故障時(shí)，監(jiān)控設(shè)備可自動(dòng)切換到備用電源工作；當(dāng)主電源恢復(fù)正常供電時(shí)，自動(dòng)切回到主電源，切換過(guò)程中保證監(jiān)控設(shè)備連續(xù)平穩(wěn)運(yùn)行。

4.4.4消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)

高速公路的隧道距離比較長(zhǎng)，空間狹小，200米設(shè)置一個(gè)防火分區(qū)，一旦發(fā)生火災(zāi)，通過(guò)消防應(yīng)急照明和疏散指示燈具指引快速疏散。

 

每個(gè)防火分區(qū)燈具數(shù)量較少，但是距離比較長(zhǎng)，在每個(gè)防火分區(qū)設(shè)置小功率集中電源，通過(guò)光纖和控制器通訊，由于高速公路特殊環(huán)境，燈具需要具備IP65以上防護(hù)等級(jí)。

4.4.4.1消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)設(shè)備選型

 

 

 

4.4.4.2消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)功能

消防聯(lián)動(dòng)

本系統(tǒng)與火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)無(wú)縫對(duì)接，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，第一時(shí)間得到火災(zāi)信息，系統(tǒng)自動(dòng)生成逃生路線。同時(shí)也可以通過(guò)自動(dòng)和手動(dòng)兩種方式進(jìn)入應(yīng)急狀態(tài)。

故障報(bào)警

本系統(tǒng)采用消防二總線將具有通信功能的設(shè)備和燈具相互連接起來(lái)，當(dāng)監(jiān)控系統(tǒng)中的設(shè)備及燈具發(fā)生短路、斷路等故障時(shí)，控制器能發(fā)出故障報(bào)警信號(hào)，指示故障報(bào)警地點(diǎn)并保存故障報(bào)警信息，最大限度地保障了電氣安全的可靠性。

系統(tǒng)監(jiān)控

控制器可對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部的所有組件工作狀態(tài)進(jìn)行24小時(shí)監(jiān)控，實(shí)時(shí)檢測(cè)其工作狀態(tài)是否正常，包括集中電源、分配電裝置、燈具，火災(zāi)報(bào)警時(shí)，能迅速發(fā)出指令，控制燈具的顯示狀態(tài)。

系統(tǒng)自檢

自動(dòng)檢查控制器中所有狀態(tài)指示燈、顯示屏、喇叭、打印機(jī)是否正常。自檢功能分為常規(guī)自檢、月檢和年檢，定期檢查電路故障，消除安全隱患。常規(guī)自檢方式為所有指示燈閃亮、顯示器、音響器件發(fā)聲；月檢方式為上電24H后，每隔30天應(yīng)急工作30~180秒；年檢方式為每年應(yīng)急工作時(shí)間不少于30min。

記錄查詢

當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生應(yīng)急啟動(dòng)、故障等事件時(shí)，控制器能自動(dòng)記錄事件類型，事件發(fā)生時(shí)間，事件發(fā)生區(qū)域以及事件的詳細(xì)信息，可在日志記錄中自定義查詢?nèi)掌诩胺秶?，控制器能存?chǔ)事件記錄超過(guò)10000條。

導(dǎo)光流

控制器可通過(guò)軟件界面設(shè)置燈具順序閃亮的頻率，2～32Hz可設(shè)。

4.5高速公路供配電監(jiān)控云平臺(tái)

高速公路監(jiān)控中心主要任務(wù)為確保高速公路路的各個(gè)子系統(tǒng)及操控設(shè)備能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，并在發(fā)生事故時(shí)能迅速反應(yīng)處理，因此高速公路監(jiān)控中心就是整個(gè)高速公路安全管控系統(tǒng)的神經(jīng)中樞，通過(guò)自動(dòng)化監(jiān)視與偵測(cè)設(shè)備，將高速公路上任一設(shè)備的狀況迅速傳遞收集于監(jiān)控中心中，使管理人員可以隨時(shí)輕易的掌握所有情況。 

系統(tǒng)采集高速公路供電系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)智能設(shè)備的信息，有異常時(shí)通過(guò)短信或APP推送報(bào)警信號(hào)，并且可以派發(fā)工單，并且進(jìn)行跟蹤閉環(huán)處理。

4.5.1.平臺(tái)登錄

軟件采用B/S架構(gòu)，用瀏覽器打開云平臺(tái)鏈接、輸入賬戶名和權(quán)限密碼，進(jìn)行登錄，防止未授權(quán)人員瀏覽有關(guān)信息。

 

4.5.2.平臺(tái)導(dǎo)航

平臺(tái)主頁(yè)顯示用戶管理變配電站的概況，包括用能月報(bào)、選定的變配電站狀態(tài)、變壓器狀態(tài)、運(yùn)維中心、看板。

 

變電站狀態(tài)

變電站狀態(tài)包括概況、運(yùn)行狀態(tài)、當(dāng)日事件記錄、當(dāng)日逐時(shí)用電曲線、用電概況。

變壓器狀態(tài)

變壓器狀態(tài)支持用戶查詢所有或某個(gè)站所的變壓器功率、負(fù)荷率、等運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，支持按負(fù)荷率、功率等升、降序排名。

運(yùn)維中心

運(yùn)維中心展示當(dāng)前用戶管理的有關(guān)變電所在地圖上位置及總量信息。

 

4.5.3.電力監(jiān)測(cè)

電力監(jiān)測(cè)包括電力數(shù)據(jù)、變壓器監(jiān)測(cè)、運(yùn)行報(bào)表、配電圖、電力極值表、運(yùn)行日?qǐng)?bào)、平均功率因數(shù)監(jiān)視和統(tǒng)計(jì)頁(yè)面。

4.5.4.用電分析

用電分析包括用能報(bào)表、同比分析、環(huán)比分析、電能集抄、計(jì)量及線路損耗。

 

用能報(bào)表

用能報(bào)表顯示各回路的用能數(shù)據(jù)，包括日?qǐng)?bào)、月報(bào)、年報(bào)，日?qǐng)?bào)顯示分時(shí)用能，月報(bào)顯示分日用能，年報(bào)顯示分月用能，報(bào)表可以導(dǎo)出。

 

4.5.5.事件記錄

事件記錄方便運(yùn)維人員查看分析設(shè)備如斷路器合分、門開門關(guān)、電流電壓越限告警、煙霧報(bào)警、氣體濃度越限報(bào)警、浸水報(bào)警、故障告警、短信志、平臺(tái)運(yùn)行日志等記錄。

4.5.6.安全用電

安全用電包括漏電監(jiān)測(cè)和線纜溫度監(jiān)測(cè)。

漏電監(jiān)測(cè)

漏電監(jiān)測(cè)展示選中變配電站的漏電流和線纜溫度及報(bào)警狀況。

線纜溫度監(jiān)測(cè)

線纜溫度監(jiān)測(cè)界面展示了選中變配電站的線纜溫度，選中需查看的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，點(diǎn)擊查詢可以查看線纜溫度的歷史數(shù)據(jù)

4.5.7.運(yùn)行環(huán)境

運(yùn)行環(huán)境包括環(huán)境監(jiān)測(cè)、視頻監(jiān)控、環(huán)境溫濕度、儀表通訊狀態(tài)、網(wǎng)關(guān)通信狀態(tài)、視頻監(jiān)控、視頻設(shè)備狀態(tài)等。

環(huán)境監(jiān)測(cè)

環(huán)境監(jiān)測(cè)展示了變配電站內(nèi)的環(huán)境狀態(tài)，包括環(huán)境溫濕度、水浸、煙霧、門狀態(tài)等信息。

 

視頻監(jiān)控

視頻監(jiān)控展示了當(dāng)前實(shí)時(shí)畫面（視頻直播），選中某一個(gè)變配電站，即可查看該變配電站內(nèi)視頻信息。

環(huán)境溫濕度

環(huán)境溫濕度展示變電所內(nèi)儀表記錄的環(huán)境溫濕度信息，并可導(dǎo)出為excel。

視頻設(shè)備狀態(tài)

視頻設(shè)備狀態(tài)展示了變電所內(nèi)視頻設(shè)備的在線情況。

4.5.8.設(shè)備控制

設(shè)備控制包括遙控定義、照明控制以及控制操作日志。

照明控制

照明控制可以控制燈泡的亮滅，選擇“變配電站”，點(diǎn)擊勾選要控制的設(shè)備，點(diǎn)擊“控制”按鈕，在彈出層選擇設(shè)備狀態(tài)，點(diǎn)擊“確定”。

4.5.9.設(shè)備管理

設(shè)備管理包括設(shè)別定義、設(shè)備檔案和設(shè)備報(bào)表，在設(shè)備檔案中對(duì)變電所設(shè)備進(jìn)行維護(hù)處理。

設(shè)備檔案

設(shè)備檔案中選擇變電所，對(duì)設(shè)備定義的模板進(jìn)行導(dǎo)入，有新增、修改、刪除、復(fù)制等操作，對(duì)變電所設(shè)備進(jìn)行維護(hù)管理。/

設(shè)備報(bào)表

設(shè)備報(bào)表展示了各個(gè)變電所的設(shè)備狀況，并根據(jù)設(shè)備檔案中填寫的安裝時(shí)間和質(zhì)保期得出建議更換時(shí)間，并在舉例建議更換時(shí)間7天內(nèi)提示用戶更換設(shè)備。

4.5.10.運(yùn)維管理

運(yùn)維管理包括任務(wù)管理、巡檢記錄、缺陷記錄三部分，其中任務(wù)管理可以完成任務(wù)的創(chuàng)建、發(fā)布、任務(wù)完成情況查詢；巡檢記錄是巡檢任務(wù)的執(zhí)行情況和執(zhí)行明細(xì)，缺陷記錄是消缺任務(wù)創(chuàng)建、發(fā)布、完成狀態(tài)情況查詢。

任務(wù)管理

任務(wù)管理頁(yè)面可以發(fā)布巡檢或消缺任務(wù)，查看巡檢或消缺任務(wù)的狀態(tài)和完成情況，可以點(diǎn)擊查看任務(wù)查看具體的巡檢信息。

巡檢記錄

巡檢記錄顯示了巡檢任務(wù)的完成情況，以及巡檢詳情。

 

缺陷記錄

缺陷記錄記錄了各個(gè)變電所運(yùn)維巡檢過(guò)程中上傳的缺陷信息。

4.5.11.APP支持

電力運(yùn)維手機(jī)支持“監(jiān)控系統(tǒng)”、“設(shè)備檔案”、“待辦事項(xiàng)”、“巡檢記錄”、“缺陷記錄”、“文檔管理”和“用戶報(bào)告”七大模塊，支持一次圖、需量、極值、用電量、視頻、曲線、溫濕度、同比、環(huán)比、電能質(zhì)量、各種事件報(bào)警查詢，設(shè)備檔案查詢、待辦事件處理、巡檢記錄查詢、用戶報(bào)告、文檔管理等。

 

4.6售后承諾和質(zhì)量保證

4.6.1維護(hù)服務(wù)

我公司的技術(shù)人員將負(fù)責(zé)系統(tǒng)工程的安裝、調(diào)試及優(yōu)化等工作，提供全面、及時(shí)的培訓(xùn)、維護(hù)、咨詢服務(wù)，并配合用戶管理系統(tǒng)的運(yùn)行。

在整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行期內(nèi)，系統(tǒng)所有故障問(wèn)題的檢測(cè)和恢復(fù)均由我公司負(fù)責(zé)，并作現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試和恢復(fù)。在故障問(wèn)題發(fā)生時(shí)，我公司將及時(shí)派出富有經(jīng)驗(yàn)的工程師（或工程師小組），利用有關(guān)工具和測(cè)試設(shè)備，檢測(cè)問(wèn)題所在，并及時(shí)提出解決方案。具體地說(shuō)，我們公司將成立專項(xiàng)服務(wù)小組，由技術(shù)部工程師負(fù)責(zé)該項(xiàng)目所涉及人員的技術(shù)培訓(xùn)及解決日常出現(xiàn)的一些問(wèn)題。我公司將免費(fèi)接受用戶的電話技術(shù)咨詢和書函技術(shù)咨詢，幫助用戶解決在應(yīng)用過(guò)程中遇到的各種技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)支持熱線電話：800-820-6632

對(duì)于非設(shè)備性故障或一般性故障以及電話技術(shù)咨詢，我公司保證在1小時(shí)內(nèi)給予回應(yīng)，必要時(shí)派專業(yè)技術(shù)人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)處理故障。

對(duì)于設(shè)備性故障，一方面在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，我們盡量避免單點(diǎn)故障，另一方面我們將利用我們公司的零備件應(yīng)急供應(yīng)體系，及時(shí)排除故障，保證不影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

4.6.2維修服務(wù)

系統(tǒng)自驗(yàn)收合格之日起，免費(fèi)保修三年，終身維護(hù)。系統(tǒng)常規(guī)軟件維護(hù)。

在質(zhì)保期間發(fā)生問(wèn)題，我方會(huì)在收到通知后及時(shí)響應(yīng)，24小時(shí)內(nèi)派合格的技術(shù)人員并攜帶工具無(wú)條件到現(xiàn)場(chǎng)作技術(shù)服務(wù)，除非該問(wèn)題可以通過(guò)通訊解決。

在質(zhì)保期內(nèi)，如因我方責(zé)任需要調(diào)換或修理合同設(shè)備，并由此引起合同設(shè)備停機(jī)時(shí)，則有關(guān)合同設(shè)備的質(zhì)保期按實(shí)際停機(jī)時(shí)間相應(yīng)延長(zhǎng)。重新修理或更換后的合同設(shè)備部件的質(zhì)保期為修理和更換完畢并經(jīng)雙方確認(rèn)相應(yīng)延長(zhǎng)，但不能少于規(guī)定的一年質(zhì)保期。

在質(zhì)保期滿后30天內(nèi)，買方因在質(zhì)保期內(nèi)發(fā)現(xiàn)合同設(shè)備有缺陷而出具的索賠證明仍然有效。

免費(fèi)維修期內(nèi)人為或自然災(zāi)害引起的故障或損壞，僅收取維修成本費(fèi)。

免費(fèi)維修期以外的維修服務(wù)僅收取維修成本費(fèi)。

4.6.3更新改進(jìn)服務(wù)

本公司產(chǎn)品設(shè)計(jì)更新提高或軟件版本升級(jí)，我司將即時(shí)通知和協(xié)助需方進(jìn)行已運(yùn)行系統(tǒng)的改進(jìn)提高，并無(wú)償提供軟件新版本，使用戶的系統(tǒng)處于水平和最完善的狀態(tài)。

用戶對(duì)系統(tǒng)改制、擴(kuò)容、拆點(diǎn)等不同要求，公司將及時(shí)、準(zhǔn)確地予以滿足。

4.6.4質(zhì)量保證

我公司通過(guò)了ISO9001認(rèn)證。公司各項(xiàng)與質(zhì)量有關(guān)的活動(dòng)均嚴(yán)格按ISO9001:2008的要求開展。

公司從產(chǎn)品的整個(gè)過(guò)程對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量進(jìn)行控制。對(duì)訂貨合同，公司組織相關(guān)人員進(jìn)行認(rèn)真評(píng)審，并及時(shí)將評(píng)審結(jié)果傳達(dá)給相關(guān)人員，以確保產(chǎn)品能充分滿足顧客的要求。

在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和開發(fā)過(guò)程中，開發(fā)人員根據(jù)顧客的要求，相關(guān)的國(guó)際、國(guó)家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以及相關(guān)法律和法規(guī)編制開發(fā)計(jì)劃。

在設(shè)計(jì)和開發(fā)的過(guò)程中，分階段的進(jìn)行設(shè)計(jì)評(píng)審和設(shè)計(jì)驗(yàn)證，設(shè)計(jì)完成后，選擇能代表顧客的單位進(jìn)行確認(rèn)，確保公司的設(shè)計(jì)能滿足顧客的要求。

在原材料的采購(gòu)方面，本公司事先對(duì)供應(yīng)商進(jìn)行調(diào)查，確信他們的質(zhì)量保證能力后才會(huì)實(shí)施采購(gòu)。

在生產(chǎn)安裝和加工的過(guò)程中，本公司制訂了完善的工藝指導(dǎo)書，并在管理人員的監(jiān)督下由生產(chǎn)人員實(shí)施操作，以保證產(chǎn)品的均一性及質(zhì)量的穩(wěn)定性。

在檢驗(yàn)和試驗(yàn)的過(guò)程中，首先由質(zhì)管部和開發(fā)部一起按企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制訂檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和檢驗(yàn)作業(yè)指導(dǎo)書，并指導(dǎo)檢驗(yàn)人員嚴(yán)格執(zhí)行。本公司的檢驗(yàn)和試驗(yàn)設(shè)備先進(jìn)、齊全，且都經(jīng)過(guò)相關(guān)技術(shù)監(jiān)督部門的校驗(yàn)，確認(rèn)合格后方可使用。檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的產(chǎn)品不合格會(huì)及時(shí)反饋給責(zé)任部門，追查不合格原因，并限期整改。

本公司有完善的培訓(xùn)制度，員工上崗前必須按規(guī)定接受培訓(xùn)，經(jīng)考核合格后方可上崗，保證每個(gè)崗位上均有一批訓(xùn)練有素的骨干人員，為產(chǎn)品的質(zhì)量合格提供了強(qiáng)有力的保障。

我方保證貨物是全新、未使用過(guò)的，是用最佳材料制造而成的并符合合同規(guī)定的質(zhì)量、技術(shù)規(guī)范和性能的要求。我方保證所提供的貨物經(jīng)正確安裝、正常運(yùn)轉(zhuǎn)和保養(yǎng)在其使用壽命期內(nèi)應(yīng)具有滿意的性能。在貨物質(zhì)量保證期之內(nèi)，我方對(duì)由于設(shè)計(jì)、工藝或材料的缺陷而發(fā)生的任何不足或故障負(fù)責(zé)。

4.7典型案例

4.7.1荔浦至玉林段高速公路配電工程

荔玉高速公路是《廣西高速公路網(wǎng)規(guī)劃》“四縱六橫三支線”布局中“縱二”荔浦至鐵山港高速公路的組成部分，也是國(guó)家高速公路網(wǎng)G59廣西境段重要組成部分。項(xiàng)目建成后，將成為桂林、梧州、玉林通往北海、湛江等沿海城市的高速公路通道，對(duì)于加快區(qū)域一體化步伐、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展具有重要意義。荔玉高速公路全長(zhǎng)261.7公里，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為雙向四車道，工程內(nèi)容包括：橋梁198座，隧道14座，涵洞、通道1759道，互通式立交20處，服務(wù)區(qū)5對(duì)。

本次針對(duì)荔浦至玉林高速公路配電工程項(xiàng)目中不同保護(hù)對(duì)象配置不同微機(jī)保護(hù)裝置，10kV進(jìn)線柜配置AM5-F線路保護(hù)裝置，共22只；10kV變壓器出線柜配置AM5-T變壓器保護(hù)裝置，共22只。0,4KV配電房，配置了PZ96L系列的多功能儀表800只；本工程10kV配電工程共有16個(gè)隧道變電所，為實(shí)時(shí)監(jiān)視整個(gè)配電室的運(yùn)行以及數(shù)據(jù)采集，該項(xiàng)目配置一套Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)，主要實(shí)現(xiàn)對(duì)荔浦至玉林高速公路各個(gè)變電所的用電監(jiān)控與管理。監(jiān)控范圍為變電所的微機(jī)保護(hù)裝置、電能表、變壓器溫控儀、EPS、UPS、無(wú)功補(bǔ)償、發(fā)電機(jī)控制屏、油箱液位儀、水泵運(yùn)行狀態(tài)和水位、風(fēng)機(jī)軟啟動(dòng)器和照明控制器。本系統(tǒng)由用戶管理層、網(wǎng)絡(luò)通信層、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層三部分組成，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置的電能表采用屏蔽雙絞線連接至各分區(qū)數(shù)據(jù)采集器，各分區(qū)數(shù)據(jù)采集器將數(shù)據(jù)分類處理后，通過(guò)網(wǎng)線連接至局域網(wǎng)交換機(jī)上傳至電力監(jiān)控系統(tǒng)主機(jī)，實(shí)現(xiàn)電力設(shè)備集中監(jiān)控功能。

 

 

4.7.2廣西崇左至水口高速電力監(jiān)控系統(tǒng)

廣西崇左到水口高速全線全長(zhǎng)94.053公里，設(shè)置橋梁27座，隧道2座（其中特長(zhǎng)隧道1座），互通式立交6處，服務(wù)區(qū)2處，停車區(qū)1處，管理分中心1處，主線收費(fèi)站1處，匝道收費(fèi)站3處。設(shè)置了變電所共8個(gè)變電站。監(jiān)控儀表：微機(jī)保護(hù)裝置AM5-F：7臺(tái)、AM5-T：9臺(tái)，電力參數(shù)監(jiān)PZ96L-E4/HKC23臺(tái)，電力參數(shù)監(jiān)PZ80L-E4/KC172臺(tái)，EPS電源柜7臺(tái)，UPS電源柜2臺(tái)，柴油發(fā)電機(jī)組6臺(tái)。監(jiān)控主機(jī)位于監(jiān)控中心。

本系統(tǒng)由用戶管理層、網(wǎng)絡(luò)通信層、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層三部分組成，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置的綜保、微機(jī)保護(hù)裝置、電能表、變壓器溫控儀、EPS、UPS、無(wú)功補(bǔ)償、發(fā)電機(jī)控制屏、油箱液位儀采用屏蔽雙絞線連接至各配電房的通訊管理機(jī)，各配電房的通訊管理機(jī)將數(shù)據(jù)分類處理后，通過(guò)網(wǎng)線連接至高速公路局域網(wǎng)交換機(jī)上傳至電力監(jiān)控系統(tǒng)主機(jī)，實(shí)現(xiàn)電力設(shè)備集中監(jiān)控功能。

 

 

 

5結(jié)語(yǔ)

本文將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于高速公路機(jī)電設(shè)備智能監(jiān)控系統(tǒng)中，通過(guò)測(cè)試表明，該系統(tǒng)對(duì)機(jī)電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)精度較高。但是由于時(shí)間有限，該系統(tǒng)仍存在一些缺點(diǎn)，如系統(tǒng)測(cè)試的樣本數(shù)量較少，只驗(yàn)證了該系統(tǒng)對(duì)種類單一的機(jī)電設(shè)備可以進(jìn)行有效監(jiān)控等。今后將對(duì)其進(jìn)行更深入的研究，實(shí)現(xiàn)高速公路更多機(jī)電設(shè)備的精準(zhǔn)監(jiān)控，為高速公路建設(shè)提供參考。

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