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摘要:針對(duì)高速公路隧道配電房管理現(xiàn)狀,利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),設(shè)計(jì)了一套無(wú)人值守的配電房智能監(jiān)控管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)可實(shí)時(shí)監(jiān)控配電房的運(yùn)行狀態(tài),遇到異常情況能及時(shí)向監(jiān)控員發(fā)出報(bào)警,保證了隧道內(nèi)交通的安全運(yùn)行。
關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng);無(wú)人值守配電房;智能監(jiān)控管理系統(tǒng)
引言
高速公路隧道配電室通常分散,相距較遠(yuǎn),地理環(huán)境復(fù)雜,不利于人工管理和維護(hù)。配電室的內(nèi)部設(shè)備非常重要,是隧道機(jī)電系統(tǒng)的核心設(shè)備。因此,人們對(duì)配電室的運(yùn)行環(huán)境和安全管理提出了新的要求,需要對(duì)煙霧、溫度和濕度、配電設(shè)施、門禁狀態(tài)、室內(nèi)照明、通風(fēng)、人員入侵和視頻信息進(jìn)行集中監(jiān)控和管理和分析,以便人們及時(shí)準(zhǔn)確地掌握設(shè)備運(yùn)行信息,實(shí)現(xiàn)故障的準(zhǔn)確定位,為配電室的安全可靠運(yùn)行提供有力的保障。
1隧道配電房管理現(xiàn)狀
以某高速公路隧道管理辦公室為例,管理辦公室管轄3個(gè)隧道,共5個(gè)配電室,已投入運(yùn)行15年。當(dāng)時(shí)配電室設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低,沒(méi)有配置智能管理系統(tǒng),無(wú)法監(jiān)測(cè)配電設(shè)備的監(jiān)控和配電室環(huán)境?,F(xiàn)有的監(jiān)控設(shè)施只能讓監(jiān)控人員通過(guò)安裝在配電室的攝像頭進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,抽屜柜的開合閘可以通過(guò)控制軟件實(shí)現(xiàn)。外勤人員每天只檢查一次配電室,沒(méi)有實(shí)時(shí)監(jiān)控配電室。隧道配電室設(shè)置在山區(qū),植被炎熱,動(dòng)物潮濕。
2物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)
物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分。顧名思義,物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)連接物體的互聯(lián)網(wǎng),包含兩層含義:第二,它的用戶端延伸和擴(kuò)展到任何物體之間,進(jìn)行信息交換和通信。
物聯(lián)網(wǎng)主要由三部分組成:感知互動(dòng)層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層和應(yīng)用服務(wù)層。感知互動(dòng)層主要由傳感系統(tǒng)、識(shí)別系統(tǒng)和相關(guān)外圍設(shè)備組成,主要負(fù)責(zé)信息采集、信息轉(zhuǎn)換和信息采集,包括各種配電室的溫濕度傳感器、電力儀表、防盜傳感器、煙霧傳感器、攝像頭等設(shè)備。傳感器是一種觀察和測(cè)量設(shè)備,類似于人類的感官系統(tǒng)。傳感器技術(shù)涉及許多學(xué)科,包括光學(xué)、聲學(xué)、半導(dǎo)體技術(shù)、測(cè)量技術(shù)、信息技術(shù)和微電子技術(shù)。
網(wǎng)絡(luò)傳輸層,包括移動(dòng)數(shù)據(jù)、藍(lán)牙、光纖、電纜等,主要負(fù)責(zé)信息的提取和傳輸,是連接應(yīng)用層和感知層的數(shù)據(jù)通道。其主要技術(shù)包括無(wú)線通信技術(shù)、Web技術(shù)、數(shù)據(jù)管理技術(shù)、ZigBee技術(shù)等。通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)了多種不同設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)接入,通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)了感知層中感知設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)傳輸層的連接。應(yīng)用程序?qū)影ū镜刂鳈C(jī)和控制器、物聯(lián)網(wǎng)中間件和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用平臺(tái)。
應(yīng)用層主要基于計(jì)算機(jī)和軟件技術(shù)進(jìn)行各種數(shù)據(jù)處理。云計(jì)算技術(shù)作為海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和分析平臺(tái),是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層的重要組成部分。物聯(lián)網(wǎng)中間件可以統(tǒng)一包裝計(jì)算機(jī)管理、設(shè)備控制和定位,將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與各行業(yè)的服務(wù)系統(tǒng)連接起來(lái),處理、過(guò)濾和整合互聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù),提供給所需的后端應(yīng)用系統(tǒng)。
3隧道配電房智能監(jiān)控管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)
基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),本文提出了隧道配電室智能監(jiān)控管理系統(tǒng)的集成技術(shù)解決方案。本文以一個(gè)配電室為例,設(shè)置供配電設(shè)備的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng),通過(guò)在配電室內(nèi)設(shè)置環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng),檢測(cè)漏水、煙霧、溫度和濕度、人員入侵等信息,監(jiān)控各種設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài),并上傳到中控室,實(shí)現(xiàn)設(shè)備的集中監(jiān)控和統(tǒng)計(jì)分析,實(shí)現(xiàn)及時(shí)記錄、查詢和自動(dòng)報(bào)警等功能,讓監(jiān)控人員和現(xiàn)場(chǎng)人員及時(shí)接收?qǐng)?bào)警信息,及時(shí)處理異常事故。
隧道配電室智能監(jiān)控管理系統(tǒng)由智能設(shè)備、傳輸線路和集成監(jiān)控主機(jī)組成。配電室內(nèi)的所有設(shè)備都通過(guò)以太網(wǎng)和串口服務(wù)器連接到網(wǎng)絡(luò)中;集成監(jiān)控主機(jī)直接連接到監(jiān)控以太網(wǎng),與中控室網(wǎng)絡(luò)連接,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互。系統(tǒng)框架如圖1所示。該系統(tǒng)采用集中管理和分散控制,既滿足了分散監(jiān)控點(diǎn)集中統(tǒng)一管理的需要,又滿足了數(shù)據(jù)安全的要求。
4軟件設(shè)計(jì)配電房智能監(jiān)控管理系統(tǒng)
配電室智能監(jiān)控管理系統(tǒng)軟件集中處理、記錄、統(tǒng)計(jì)監(jiān)控服務(wù)器收集的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù),生動(dòng)地在界面上顯示數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果,讓監(jiān)控人員和現(xiàn)場(chǎng)人員直觀輕松地掌握整個(gè)配電室的運(yùn)行狀態(tài)。此外,該系統(tǒng)還具有權(quán)限管理、報(bào)警管理、日志管理、報(bào)表輸出等功能。配電室監(jiān)控軟件實(shí)現(xiàn)了與視頻監(jiān)控系統(tǒng)和隧道控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互。
該系統(tǒng)軟件需要支持TCP//IP、Modbus、許多協(xié)議,如SNMP,支持二次開發(fā),具有以下功能:
(1)隧道配電室的位置和各配電柜、抽屜柜的位置采用電子地圖模式直觀顯示。通過(guò)全局地圖,我們可以了解配電室是否有報(bào)警信息。在地圖中選擇配電室后,我們可以進(jìn)入配電室進(jìn)行整體檢查,包括檢查溫度和濕度等信息。在布局圖上選擇配電柜可以查看配電柜的電壓、電流等信息。
(2)通過(guò)查看系統(tǒng)日志和報(bào)告,可以了解各種設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài),并生成報(bào)告。
(3)在監(jiān)控系統(tǒng)軟件上,可以隨意選擇聯(lián)動(dòng)設(shè)備。例如,當(dāng)檢測(cè)到配電室的溫度達(dá)到設(shè)定值時(shí),打開排氣扇,冷卻配電室以保護(hù)設(shè)備。當(dāng)煙霧傳感器檢測(cè)到火煙時(shí),立即自動(dòng)啟動(dòng)排氣扇,自動(dòng)切斷智能斷路器和電源。這些功能使得實(shí)現(xiàn)“無(wú)人值守"配電室成為可能。
5安科瑞配電室環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
5.1概述
配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)包括智能監(jiān)控系統(tǒng)屏幕、通信管理機(jī)、UPS電源、視頻監(jiān)控子系統(tǒng)(云臺(tái)球機(jī)、槍機(jī))、環(huán)境監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)(溫度、濕度、水浸、煙霧)、控制子系統(tǒng)(燈光、空調(diào)、除濕機(jī)、風(fēng)扇、水泵)、門禁監(jiān)控子系統(tǒng)(讀卡器、開門按鈕、磁鎖)、安全監(jiān)控子系統(tǒng)(雙鑒探測(cè)器)。
5.2應(yīng)用場(chǎng)所
適用于35kV及以下用戶端供配電自動(dòng)化系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行維護(hù),如軌道交通、工業(yè)、建筑、學(xué)校、商業(yè)綜合體等。
5.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
5.4系統(tǒng)功能
實(shí)時(shí)監(jiān)控;數(shù)據(jù)查詢;曲線查詢;操作報(bào)告;實(shí)時(shí)報(bào)警;歷史事件查詢;用戶權(quán)限管理;網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D;遙控功能
5.5系統(tǒng)硬件配置
6結(jié)語(yǔ)
基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)設(shè)計(jì)的隧道配電房智能監(jiān)控管理系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了隧道配電房集中監(jiān)控、故障定位準(zhǔn)確、及時(shí)報(bào)警的管理模式,提高了對(duì)隧道配電房的監(jiān)控能力和數(shù)據(jù)自動(dòng)化處理和分析水平,為高速公路信息應(yīng)用和綜合管理系統(tǒng)應(yīng)用提供了有力的運(yùn)行維護(hù),延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命。
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