安科瑞AcrelCloud-1000變電所運維云平臺實現鐵路無人值守

  未曉妃

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

    隨著電氣化鐵路的快速建設，牽引變電所數量相應增加，所需值班人員的數量及工作強度與要求也隨之提升。且牽引變電所位置相對分散，較為偏僻，易存在安全隱患。中國鐵路集團有限公司（簡稱：國鐵集團）于2020年7月發布的《新時代交通強國鐵路先行規劃綱要》（簡稱：規劃綱要）中指出，安全關鍵及高危工種崗位探索應用自動化、機械化、智能化技術，在有人值守崗位推行無人值守、遠程監控，降低勞動強度，減少勞動用工，防范安全風險。同期，國鐵集團先后下發多個文件申明確無人值守牽引變電所設計標準與工作模式,各鐵路局集團公司也加大了對現有牽引變電所的無人化改造力度。構建標準、規范、安全、易維護的無人值守牽引變電所，對提高鐵路現代化管理水平,推動鐵路高質量發展具有重要意義。

    當前，鐵路無人值守牽引變電所利用輔助監控系統，可在線實時監測監控牽引變電所設備運行情況和整體環境，及時發現并控制異常情況。現有方案多已實現利用圖像視頻識別技術判斷現場狀態，并通過輔助監控系統與相關系統聯動，來滿足巡視和安全需求。由于設施設備眾多且環境復雜多變，現有的無人值守牽引變電所的運行維護(簡稱：運維)效果還需進一步提高。如何處理日常管理盲區，提供更加智能化的運維的方案，是亟待解決的問題。

   云網邊端協同作為當前先進的架構理念，已在越來越多的行業中落地，其可通過與先進信息化技術的融*，構建開放的立體感知、多域協同、判斷和持續進化的智能系統。鐵路局在《“十四五"鐵路科技創新規劃》中將云網邊端協同作為前沿技術與鐵路領域融*的內容之一進行推動。上述規劃文件都為云網邊端協同與鐵路信息化建設的結合指明了方向。

1 變電所現狀

1）監控設備性能與運維效果不足

2）圖像智能分析算法的可用性不足

3）網絡通道帶寬難以滿足數據傳輸需求

4）采集數據缺乏價值挖掘

2云網邊端協同架構應用

    隨著計算、存儲和網絡技術的持續演進，面向客戶和業務的個性化需求，需靈活地支持計算、存儲和帶寬等資源在各類終端形態、組網模式下，在云網邊端的分布和智能協同。云網邊端協同主要通過網絡在云、邊、端的分布和智能協同，實現計算和存儲等資源利用的效率和效益轉化，平衡整體的性能和成本。

   云網邊端協同實現數據、應用、算法、管理等方面的多維協同，提供分布式算力，匹配不同業務場景對算力、交互時延的需求。基于云網邊端協同的無人值守牽引變電所數據流向，如圖2所示。

3場景實現措施

1）前端智能提升環境適應性

2）邊云協同滿足算法可用性

3）高速傳輸信道保障通暢性性

4）“數據+AI"平臺挖掘數據的價值性

4 安科瑞AcrelCloud-1000變電所運維云平臺

4.1概述

   基于互聯網＋、大數據、移動通訊等技術開發的云端管理平臺，滿足用戶或運維公司監測眾多變電所回路運行狀態和參數、室內環境溫濕度、電纜及母線運行溫度、現場設備或環境視頻場景等需求，實現數據，集中存儲、統一管理，方便使用，支持具有權限的用戶通過電腦、手機、PAD等各類終端鏈接訪問、接收報警，并完成有關設備日常和定期巡檢和派單等管理工作。

4.2應用場所

   適用于電信、金融、交通、能源、醫用衛生、文體、教育科研、農林水利、商業服務、公用事業等行業變配電運行維護系統的新建、擴建和改建。

4.3系統結構

    系統可分為四層：即感知層、傳輸層、應用層和展示層。

感知層：包含變電所安裝的多功能儀表、溫濕度監測裝置、攝像頭、開關量采集裝置等。除攝像頭外，其它設備通過RS485總線接入現場智能網關RS485端口。

傳輸層：包含現場智能網關和交換機等設備。智能網關主動采集現場設備層設備的數據，并可進行規約轉換，數據存儲，并通過交換機把數據上傳至服務器端口，網絡故障時數據可存儲在本地，待網絡恢復時從中斷的位置繼續上傳數據，保證服務器端數據不丟失。

應用層：包含應用服務器和數據庫服務器，若變電所數量小于30個則應用服務器和數據庫服務器可以合一配置。服務器需要具備固定IP地址，以接收各智能網關主動傳送過來的數據。

展示層：用戶通過手機、平板、電腦等多終端的方式訪問平臺信息。

4.4 功能

    用能月報；站點監測；變壓器狀態；運維；配電圖；視頻監控；電力運行報表報警信息；任務管理；用戶報告；APP監測

5 配套產品

6、結語

   基于云網邊端協同的鐵路無人值守牽引變電所運維研究可較好地滿足無人值守牽引變電所的智能化運維要求，切實保障電氣化鐵路的安全穩定運行，具備可實施性。可以預見，云網邊端協同架構可與包括鐵路無人值守牽引變電所在內的更多需求相結合，實現從技術到數據、從數據到應用的多域協同，釋放數據價值，賦能鐵路及相關產業，推動在模式、業態、產品、服務等方面的聯動創新，滿足智能鐵路建設要求。

參考文獻

[1]趙春艷.高鐵牽引變電所無人值守設計方案淺析[邛電氣化鐵道，2020(S2)：153-156.

[2]陳潔.鄂爾多斯牽引變電所無人值守技術方案研究及應用[J],中國設備工程，2020(17)：174-175.

[3]孫興虎.關于實現牽引變電所無人化的思考[J],電氣化鐵道，2017(S1)：84-86,90.

[4]王通.基于云網邊端協同的鐵路無人值守牽引變電所運維方案研究

[4]安科瑞企業微電網設計與應用設計,2019,11版.

作者介紹

未曉妃，安科瑞電氣股份有限公司，178 2117 0311,主要研究方向為微電網能效管理和環保安全用電。