SCADA系統(tǒng)在軌道交通供電中的作用探討

張緒文 楊柳

摘要：近年來，在社會經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)持續(xù)發(fā)展的推動(dòng)下，我國城市軌道交通獲得了快速發(fā)展，各種先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)得到了有效運(yùn)用，使得軌道交通供電系統(tǒng)的運(yùn)行更加穩(wěn)定、安全，提高了整體管理效果。為此，本文以SCADA系統(tǒng)為倒，探討了該系統(tǒng)的特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)組成，并對其在軌道交通供電中的作用進(jìn)行了闡述，希望可以進(jìn)一步推進(jìn)SCADA系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用，提高應(yīng)用效率與質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：SCADA系統(tǒng);軌道交通;供電系統(tǒng);特點(diǎn);作用

引言：

在現(xiàn)代信息技術(shù)飛速發(fā)展的今天，SCADA系統(tǒng)的應(yīng)用逐漸廣泛，應(yīng)用領(lǐng)域涉及到電力、石油、化工、軌道交通等，技術(shù)發(fā)展相對成熟，是遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)中十分重要的組成部分之一，能夠?qū)崿F(xiàn)運(yùn)行設(shè)備的現(xiàn)場監(jiān)視和控制，具有數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、參數(shù)調(diào)節(jié)以及信號報(bào)警等功能，應(yīng)用效果良好，作用巨大。為此，將SCADA系統(tǒng)應(yīng)用在軌道交通供電中具有重要現(xiàn)實(shí)意義，可以提高軌道交通運(yùn)行效率與質(zhì)量。

一、SCADA系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

SCADA系統(tǒng)即“數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)”，是一種以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的DCS與電力自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)，應(yīng)用領(lǐng)域十分廣，在軌道交通供電中起到了關(guān)鍵作用。SCADA系統(tǒng)主要由監(jiān)控計(jì)算機(jī)、可編程邏輯控制器、遠(yuǎn)程終端單元、通信基礎(chǔ)設(shè)備以及人際界面等部分組成，其核心部分是監(jiān)控計(jì)算機(jī)，需要收集過程數(shù)據(jù)并向現(xiàn)場連接的設(shè)備發(fā)送控制命令，以此實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和監(jiān)視控制的目標(biāo)。SCADA系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)包括硬件、軟件以及通信三大模塊，在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用最為廣泛，技術(shù)發(fā)展也比較快、成熟，可以減輕供電系統(tǒng)調(diào)度員的工作，提高供電可靠性、安全性以及經(jīng)濟(jì)性，應(yīng)用作用十分突出。

二、SCADA系統(tǒng)特點(diǎn)

SCADA系統(tǒng)在我國軌道交通電氣化遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)上的應(yīng)用比較早，保證了軌道交通的安全供電，使得軌道交通運(yùn)輸調(diào)度管理水平得到有效提高，并且隨著信息技術(shù)的發(fā)展而不斷創(chuàng)新，研發(fā)并引進(jìn)了大量先進(jìn)的SCADA產(chǎn)品和設(shè)備，推動(dòng)著我國軌道交通事業(yè)的健康發(fā)展。SCADA系統(tǒng)主要具備以下特點(diǎn)：第一，實(shí)時(shí)性與多任務(wù)性。SCADA系統(tǒng)在不同領(lǐng)域中的應(yīng)用對實(shí)時(shí)性與多任性的要求是不同的，軌道交通供電系統(tǒng)對SCADA系統(tǒng)的實(shí)時(shí)眭要求比較高，而諸如供水、供氣等領(lǐng)域則對多任務(wù)性要求較高。第二，開放性。SCADA系統(tǒng)在應(yīng)用中一般需要遵循國際標(biāo)準(zhǔn)或者行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，在開放性上具有一定要求，以此才能保證其在應(yīng)用中可以與其它配套系統(tǒng)進(jìn)行良好集成和連接，提高應(yīng)用實(shí)用性。第三，可靠性與安全性。SCADA系統(tǒng)在關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)和重要功能單元上都使用了冗余配置，并且系統(tǒng)運(yùn)行具備隔離故障功能，因此系統(tǒng)運(yùn)行中不會因?yàn)閱蝹€(gè)節(jié)點(diǎn)的故障而影響系統(tǒng)的整體運(yùn)行。

三、SCADA系統(tǒng)在軌道交通供電中的作用

（一）提高軌道交通供電效率

SCADA系統(tǒng)沒有得到應(yīng)用之前，或者處在調(diào)試階段時(shí)，我國軌道交通供電工作中的電力調(diào)度主要依靠人工完成，在對軌道交通全線進(jìn)行停電作業(yè)的過程中，需要由專門的電力調(diào)度人員通過電話調(diào)度等傳統(tǒng)方式進(jìn)行供電和斷電操作，整體的工作效率很低，軌道交通送電和停電時(shí)間都會超過90分鐘，整個(gè)工作過程的停送電時(shí)間超過了三個(gè)小時(shí)，嚴(yán)重制約了軌道交通供電系統(tǒng)的高效運(yùn)行。另外，因?yàn)檐壍澜煌ㄍＫ碗姇r(shí)間比較長，嚴(yán)重壓縮了線路檢修人員的工作時(shí)間，也縮短了接觸網(wǎng)檢修的“天窗”時(shí)間，對軌道交通供電系統(tǒng)其它與停送電相關(guān)的檢修作業(yè)造成嚴(yán)重影響。如果在軌道交通供電中應(yīng)用SCADA系統(tǒng)，可以利用系統(tǒng)自身具備的遠(yuǎn)程控制和現(xiàn)場監(jiān)測功能，使用程控卡片對軌道交通全線的停送電作業(yè)進(jìn)行控制，使得軌道交通停送電時(shí)間得到大幅度縮減，基本上可以在半個(gè)小時(shí)內(nèi)完成，在應(yīng)用順控程序進(jìn)行全線正線停送電的話，甚至可以在幾分鐘內(nèi)完成作業(yè)，在很大程度上提高軌道交通供電效率。

（二）優(yōu)化供電作業(yè)流程

軌道交通的運(yùn)行穩(wěn)定與安全是管理重點(diǎn)，但是由于軌道交通線路很長，并且沿線運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜，給運(yùn)行管理造成了一定困難，尤其是在軌道交通供電系統(tǒng)上，長期的不間斷工作容易造成系統(tǒng)故障或者運(yùn)行狀態(tài)不穩(wěn)，給軌道交通的運(yùn)行造成安全隱患，因此需要重點(diǎn)加強(qiáng)對供電系統(tǒng)的故障檢測和安全防護(hù)。在軌道交通供電系統(tǒng)中應(yīng)用SCADA系統(tǒng)以來，電力調(diào)度工作人員可以利用SCADA系統(tǒng)的現(xiàn)場監(jiān)控功能實(shí)現(xiàn)供電狀態(tài)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)供電故障，并通過遠(yuǎn)程遙控功能及時(shí)切換供電方式，恢復(fù)正常供電，盡可能的縮短軌道交通供電停止時(shí)間，保證軌道交通的順利運(yùn)行，不會出現(xiàn)大規(guī)模的車輛晚點(diǎn)。另外，在使用了SCADA系統(tǒng)以后，還可以利用先進(jìn)的監(jiān)控措施對軌道交通供電系統(tǒng)的各種有效數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測和采集，分析出用電量和負(fù)荷曲線、時(shí)段電量比例等，以此為基礎(chǔ)提出用電合理化調(diào)整建議，結(jié)合時(shí)段電價(jià)優(yōu)惠政策等提高電力資源利用率，節(jié)約電力成本。

（三）提高軌道交通運(yùn)營效益

供電系統(tǒng)可以說是軌道交通穩(wěn)定、安全運(yùn)行的核心部分，需要大量的工作人員負(fù)責(zé)供電系統(tǒng)的運(yùn)行與維護(hù)，人員消耗較大。另外，城市軌道交通線路較長、交錯(cuò)布局，沿線需要設(shè)置多個(gè)變電所，各種電氣設(shè)備數(shù)量眾多，如果單獨(dú)依靠人工管理很難保證工作效率，并且人員工作壓力大，人員成本高。在使用了SCADA系統(tǒng)以后，軌道交通沿線的各個(gè)變電所就可以實(shí)現(xiàn)無人值班，全部由統(tǒng)一的值班室進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，極大的節(jié)約了人員開支，并且減輕了值班人員的工作壓力和強(qiáng)度，提高軌道交通運(yùn)營效益。另外，隨著軌道交通事業(yè)的不斷發(fā)展，城市內(nèi)部的軌道線路會越來越多，供電管理也會隨之復(fù)雜起來，只有優(yōu)化SCADA系統(tǒng)的應(yīng)用，才能保證軌道交通供電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，提高整體的管理效率，保障軌道交通順利運(yùn)行。

（四）提高軌道交通供電穩(wěn)定性與安全性

軌道交通供電的穩(wěn)定性與安全性與乘客的生命安全息息相關(guān)，也是提高軌道交通運(yùn)行效率與質(zhì)量的前提條件，因此，軌道交通供電管理中要采取有效的措施加強(qiáng)管理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)供電安全隱患，找到故障問題并查明原因，以便及時(shí)排除故障，恢復(fù)軌道交通正常供電。在軌道交通供電中應(yīng)用SCADA系統(tǒng)，可以通過實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)的監(jiān)測沿線各個(gè)現(xiàn)場供電設(shè)備的運(yùn)行狀況，分析軌道交通供電系統(tǒng)的實(shí)際工作效果，以此準(zhǔn)確判斷出供電狀況，在遇到供電中止或者供電故障的時(shí)候也可以進(jìn)行實(shí)時(shí)報(bào)警，為供電系統(tǒng)的檢修爭取足夠多的時(shí)間，盡快地找到故障原因并及時(shí)處置，盡快恢復(fù)正常供電，確保軌道交通穩(wěn)定、安全的運(yùn)行，保障乘客的生命安全，為其提供優(yōu)質(zhì)的交通運(yùn)輸服務(wù)。

四、結(jié)論

綜上所述，SCADA系統(tǒng)在軌道交通供電中的應(yīng)用起到了十分重要的作用，不僅可以提高軌道交通供電效率、優(yōu)化供電作業(yè)流程，而且可以縮減人員開支，提高軌道交通運(yùn)營效益，提高供電穩(wěn)定性與安全性，是軌道交通供電管理中應(yīng)用十分高效的監(jiān)控系統(tǒng)，對軌道交通事業(yè)的發(fā)展起到了積極的促進(jìn)作用，應(yīng)該得到廣泛重視并合理應(yīng)用。