《鐵路智能雷電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)》的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

摘 要：防雷在鐵路領(lǐng)域是一個(gè)重要的課題，直接關(guān)系到人民生命和財(cái)產(chǎn)的安全，近年來(lái)隨著通訊技術(shù)及信息技術(shù)的飛速發(fā)展，尤其是大數(shù)據(jù)應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的成熟應(yīng)用。原來(lái)困擾鐵路防雷設(shè)備安全管理的一些問(wèn)題已經(jīng)變得很容易解決。

關(guān)鍵詞：防雷；智能；監(jiān)測(cè)

現(xiàn)階段鐵路防雷系統(tǒng)從硬件上已經(jīng)相當(dāng)完備，但是智能監(jiān)控以及數(shù)據(jù)收集、分析相對(duì)薄弱，本文主要說(shuō)明各種防雷設(shè)備（儀器）的遠(yuǎn)程監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)集中、數(shù)據(jù)分析和發(fā)布的一些技術(shù)實(shí)現(xiàn)， 可適用的范圍包括防雷設(shè)備、儀器、器材的監(jiān)測(cè)。這些設(shè)備分布較廣，而又需要集中控制，或需要將所有數(shù)據(jù)集中分析的系統(tǒng)。這些系統(tǒng)如果采用手工處理，耗費(fèi)極大的人力物力，而且其實(shí)時(shí)性和完整性不能保證，更不可能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和調(diào)整設(shè)備。

一、系統(tǒng)分析

本系統(tǒng)主要包括三大部分，一是針對(duì)防雷設(shè)備、儀器的數(shù)據(jù)采集部分（簡(jiǎn)稱下位機(jī)），二是收集集中數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理發(fā)布的部分（簡(jiǎn)稱數(shù)據(jù)伺服或上位機(jī)），三是數(shù)據(jù)應(yīng)用。

下位機(jī)進(jìn)行各種參數(shù)測(cè)量、監(jiān)控和控制，并將數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)中心進(jìn)行分析。上位機(jī)（數(shù)據(jù)伺服）主要進(jìn)行控制指令處理、發(fā)送；運(yùn)行數(shù)據(jù)接收、分析處理、報(bào)表顯示；以及部分綜合管理、輔助決策等功能。數(shù)據(jù)應(yīng)用主要是針對(duì)數(shù)據(jù)伺服提供數(shù)據(jù)的各類綜合應(yīng)用，包括圖紙、圖形化顯示查詢；設(shè)備預(yù)警、報(bào)警；設(shè)備數(shù)據(jù)的綜合查詢、報(bào)表輸入等功能。

二、功能模塊

本系統(tǒng)主體采用B/S結(jié)構(gòu)，基于互聯(lián)網(wǎng)或企業(yè)網(wǎng)運(yùn)行。

（一）通訊管理模塊

對(duì)于數(shù)據(jù)傳輸中的接口模式做出規(guī)定。內(nèi)部通信接口：RS-485串口；外部通信接口：RJ45網(wǎng)口或RS-485串口。

（二）數(shù)據(jù)伺服模塊

數(shù)據(jù)控制：對(duì)于下位機(jī)上傳的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，為數(shù)據(jù)應(yīng)用模塊提供實(shí)時(shí)的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理：對(duì)于下位機(jī)上傳的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理，寫(xiě)入數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)，供數(shù)據(jù)應(yīng)用模塊使用。

（三）數(shù)據(jù)應(yīng)用模塊

（1）模擬視圖。以模擬視圖的形式顯示所屬區(qū)域的防雷設(shè)備、器材的分布情況，并對(duì)不同設(shè)備、區(qū)域雷擊頻率做出直觀的顯示，具體功能如下：圖形化監(jiān)控界面能直觀反應(yīng)出各個(gè)站房、機(jī)械室浪涌保護(hù)器的設(shè)置情況。圖形化監(jiān)控界面中能對(duì)智能防雷箱中的每種設(shè)備都有對(duì)應(yīng)的圖標(biāo)顯示。所有的報(bào)警顯示都需要滿足以下要求：故障對(duì)應(yīng)的設(shè)備圖標(biāo)閃爍；啟動(dòng)聲光報(bào)警裝置；外接音箱發(fā)出告警音；發(fā)送故障短信至手機(jī)；啟動(dòng)故障記錄打印機(jī)打印故障信息。對(duì)所有的報(bào)警及歷史數(shù)據(jù)提供豐富的報(bào)表、曲線記錄，包括雷擊時(shí)間、大小、大致波形等。并支持Excel、PDF格式文件導(dǎo)出及打印輸出。

（2）數(shù)據(jù)視圖。對(duì)以車站為基本單位的防雷設(shè)備、器材雷擊情況、設(shè)備故障情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)于結(jié)果可以報(bào)表輸出。

（四）故障處理

可監(jiān)測(cè)的故障類型包括：模塊損壞、雷擊、熱脫扣、斷路器跳閘、模塊拔出、通信故障等； 故障告警基本方式：軟件界面圖標(biāo)閃爍、外接音箱發(fā)出告警音、發(fā)送故障信息短信；可選方式：聲光報(bào)警裝置啟動(dòng)、故障記錄自動(dòng)打印、輸出大屏幕顯示等；記錄、統(tǒng)計(jì)、分析功能。

三、視圖界面

根據(jù)系統(tǒng)分析，和功能模塊設(shè)計(jì)出如下基于實(shí)際應(yīng)用的模擬視圖界面和數(shù)據(jù)視圖界面。

四、關(guān)鍵代碼

void comm_DataReceived（object sender， SerialDataReceivedEventArgs e）

{int n = comm.BytesToRead；

byte[] buf = new byte[n]；

this.Invoke（（EventHandler）（delegate

{if （checkBoxHexView.Checked && buf.Length！=0）

{double w， s；

s = Math.Round（（double）Convert.ToInt64（buf[5].ToString（"X2"）， 16） / 10，1）；

w = Math.Round（（double）Convert.ToInt64（buf[4].ToString（"X2"）， 16） / 10，1）；

if （s ！= hisS || w ！= hisW ）

{builder.Append（ w + s + DateTime.Now.ToString（））；}}

else

{builder.Append（Encoding.ASCII.GetString（buf））；}

labelGetCount.Text = "Get：" + received_count.ToString（）；}））；}

五、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用，可以提高鐵路防雷系統(tǒng)的智能化和數(shù)字化管理水平，希望該系統(tǒng)能夠得到更為廣泛的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]現(xiàn)代設(shè)計(jì)工程集成技術(shù)的軟件接口規(guī)范（GB/T 18726-2002）.

[2]單片機(jī)與上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)（ISBN號(hào)：9787562474531）.

[3]建筑防雷工程與設(shè)計(jì)（ISBN：9787502937386）.

[4]高速鐵路通信技術(shù)（ISBN：9787113171926）.

作者簡(jiǎn)介：王磊（1980-），男，漢族，軟件工程碩士，講師。