引言
由于經(jīng)濟(jì)的騰飛和人們物質(zhì)生活條件逐漸提升,對(duì)于交通運(yùn)輸行業(yè)尤其是高速公路交通領(lǐng)域物質(zhì)條件的要求不斷增長和提高。人們的交通工具出行選擇日益多樣化,并且現(xiàn)實(shí)需求從快速出行到安全出行后轉(zhuǎn)變?yōu)槭孢m出行三合一的新要求,這對(duì)高速公路的運(yùn)營和管理是挑戰(zhàn)。在此背景下,運(yùn)用新式物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和運(yùn)用智能配電房監(jiān)控物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)對(duì)當(dāng)前高速公路管理新需求十分必要。
一、系統(tǒng)組成
(一)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)
所謂物聯(lián)網(wǎng)指通過射頻識(shí)別(RFID)、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備,按照與用戶簽訂的合同,把期間需用要到的物品同整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行連接適配,用于信息交流與交換以及定位、通訊功能,來達(dá)到對(duì)主輛等的智能識(shí)別、定位、追蹤、監(jiān)控及管理的一種互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。統(tǒng)而言之,物聯(lián)網(wǎng)的主要構(gòu)成包括互聯(lián)網(wǎng)、傳輸(感)器和信息管理系統(tǒng)。其應(yīng)用的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛等的智能識(shí)別、定位追蹤、實(shí)時(shí)監(jiān)控乃至有效管理其主要工作原理是將攝入信息進(jìn)行輸入和輸出,然后在中轉(zhuǎn)站完成信息的傳輸及交互,后將信息處理后并存儲(chǔ)至終端。主要功能見下表。
(二)高速公路智能配電房監(jiān)控的基本組成
高速公路智能配電房監(jiān)控通常由以下三部分組成。
1.設(shè)備機(jī)房。主要包括系統(tǒng)主機(jī)、磁盤陣列柜、服務(wù)器、交換機(jī)、圖像編解碼器、通信系統(tǒng)干線光纖數(shù)字傳輸設(shè)備(包括分插復(fù)用器、光纜配線架和數(shù)字配線架)、數(shù)字程控交換機(jī)、通信網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)器和通信網(wǎng)絡(luò)管理工作站等設(shè)備以及擴(kuò)展機(jī)柜。
2.指揮調(diào)度。包括大屏幕投影系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)。
3.電源室。主要包括不間斷電源(UPS)和電源系統(tǒng)的配電柜。
二、必要性分析
交通運(yùn)輸行業(yè)尤其是高速公路交通領(lǐng)域物質(zhì)條件的要求不斷增長與提高人們對(duì)高速公路交通的現(xiàn)實(shí)需求從快速出行到安全出行后轉(zhuǎn)變?yōu)槭孢m出行三合一的新要求。運(yùn)用新式物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和運(yùn)用智能配電房監(jiān)控物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)以應(yīng)對(duì)時(shí)下高速公路管理的新需要十分必要:目前我國新型智能監(jiān)控物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)能有效規(guī)避傳統(tǒng)電力自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)固有的諸如對(duì)供電系統(tǒng)的保養(yǎng)和維護(hù)工作的困難,自動(dòng)化運(yùn)行的程度較低,并且難以高效的對(duì)潛在安全隱患進(jìn)行排查等問題。
同時(shí),又隨著科技的迅猛發(fā)展,高速公路的監(jiān)控技術(shù)與方式有了長足進(jìn)步,體現(xiàn)在技術(shù)的沿用和監(jiān)控方式漸趨多樣化。技術(shù)體現(xiàn)在監(jiān)控系統(tǒng)日趨數(shù)字化、智能化和信息化。監(jiān)控方式多樣化體現(xiàn)在實(shí)時(shí)具體的數(shù)字影像取代了往昔的模擬播報(bào)并且以大屏幕顯示和實(shí)時(shí)攝像方式顯現(xiàn)。這種技術(shù)和多樣化的監(jiān)控方式(尤其是高清視頻監(jiān)控形式)對(duì)傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行了革新,現(xiàn)在的高清視頻監(jiān)控系統(tǒng),已經(jīng)逐步成為收費(fèi)監(jiān)控系統(tǒng)、車牌及卡號(hào)查詢系統(tǒng)、數(shù)據(jù)分發(fā)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)查詢系統(tǒng)、報(bào)警管理系統(tǒng)、圖像稽查系統(tǒng)不能缺少的重要基礎(chǔ)。傳統(tǒng)不清晰和不高清的監(jiān)控模式改變,迎來了高速公路監(jiān)控技術(shù)的高速發(fā)展黃金期,亦使高速空路監(jiān)控技術(shù)向智能化、信息化、數(shù)字化方向大步挺進(jìn)并持續(xù)不斷發(fā)展。因而,運(yùn)用新式高速公路智能配電房監(jiān)控物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)十分必要。
三、設(shè)計(jì)要求
高速公路智能物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)遵循高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的整體需要,并且結(jié)合現(xiàn)有復(fù)雜和全面的高速公路監(jiān)控需求和實(shí)際狀況出發(fā),具備以下五個(gè)基本原則。
1.可行性。首當(dāng)是對(duì)于技術(shù)的選擇和高新設(shè)備的調(diào)查、考量與沿用。這時(shí)從整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的合理性以及安全性出發(fā),不僅要對(duì)于所選技術(shù)和所用設(shè)備進(jìn)行整體評(píng)估,而且還需要對(duì)相應(yīng)技術(shù)和設(shè)備進(jìn)行信息收錄乃至備份,為日后的復(fù)檢、復(fù)用、維護(hù)和維修工作奠定堅(jiān)實(shí)物質(zhì)基礎(chǔ)。
2.完善性。這時(shí)對(duì)于智能物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)際功能而提出的要求,需要整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)擁有完備和完整、涵蓋現(xiàn)實(shí)高速公路交通管理和運(yùn)營工作需要的功能,包括信息的收錄、更改、計(jì)算、分析、總結(jié)、檢錄以及打印等功能。
3.可更改性。這是對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的程序而言的,要求其程序的設(shè)計(jì)呈單一功能的模塊化,同時(shí)保證模塊化的程序預(yù)留一部分空間,為曰后新式模塊的添加和舊式模塊的更改工作騰出更改余地,為整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的完善工作而服務(wù)。
4.可操作性。對(duì)于監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要盡可能直觀化,人性化,要做到一切為了方便人的使用而設(shè)計(jì),同時(shí)盡量以直觀形象的圖片、圖案設(shè)計(jì)代替僵硬的文字設(shè)計(jì)界面。
5.安全性。對(duì)于整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全性要嚴(yán)格把控,盡量實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的分級(jí)別管理,對(duì)不同權(quán)限的分級(jí)別授予,以力求保障數(shù)據(jù)安全。
四、基本功能
高速公路物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)主要包含以下四方面的功能。
1.長距離監(jiān)控
通過在各個(gè)監(jiān)控路口設(shè)置監(jiān)控?cái)z像機(jī)和大屏幕以及監(jiān)視裝置,將監(jiān)控地的實(shí)時(shí)全程視頻圖像等信息傳輸至相應(yīng)的路段的監(jiān)控終端,可以對(duì)本地監(jiān)控地乃至遠(yuǎn)程的監(jiān)控地實(shí)施實(shí)時(shí)、有效的監(jiān)察和監(jiān)視,而終端的數(shù)據(jù)可以有效下載和保存,方便曰后進(jìn)行調(diào)查、復(fù)檢和取證工作的進(jìn)行,可謂一體兩用。
2.對(duì)監(jiān)控信息和視頻的自主智能分析
由于高速公路各監(jiān)控地的視頻和信息是全程且實(shí)時(shí)的,因而對(duì)巨量的信息和視頻圖像信息進(jìn)行調(diào)取、挖掘、分析工作。而智能化物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)有效解決了這一問題。
3.實(shí)時(shí)交通地理信息系統(tǒng)
實(shí)時(shí)了解交通地理信息是高速公路運(yùn)行和管理的剛需。由于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的引入,高速公路上各類的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)地理信息、地理數(shù)據(jù)以圖像化的形式反饋到監(jiān)控系統(tǒng)終端。其涵蓋了高速公路及其周邊的種種環(huán)境信息,包括但不限于:路段概況、加油站、服務(wù)區(qū)、收費(fèi)站等靜態(tài)的地理信息,乃至高速公路上的施工信息、車輛通信狀況、事故及事故地點(diǎn)信息、交通管制概況以及天氣因素等動(dòng)態(tài)地理信息。在即時(shí)反應(yīng)和實(shí)時(shí)推送信息的基礎(chǔ)上,還能提供具體的通行車輛概況等情況的具體計(jì)算數(shù)據(jù)及分析,便利了高速公路監(jiān)控運(yùn)行與管理工作,同時(shí)也提升了其工作效率。
4.與物聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合的智能監(jiān)控
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在高速公路智能監(jiān)控系統(tǒng)的具體應(yīng)用體現(xiàn)在:在高速公路上,不僅可以彳夬速準(zhǔn)確和實(shí)時(shí)獲取相應(yīng)路段的具體高速公路交通信息和視頻信息,為交通管理和運(yùn)營乃至交通信息服務(wù)提供強(qiáng)大數(shù)據(jù)支持(包括路況、車道概況等實(shí)時(shí)信息),而且運(yùn)用在高速公路收費(fèi)站時(shí),能夠有效提升收費(fèi)站系統(tǒng)的工作效率和工作質(zhì)量。一方面,可以實(shí)現(xiàn)代收費(fèi)車輛較短時(shí)間的停運(yùn)甚至達(dá)到不停車收費(fèi);另一方面,RFID技術(shù)的引用有效提高收費(fèi)效率和收費(fèi)站車輛的通行能力。
五、應(yīng)用要求
1.設(shè)立專業(yè)人員和專屬機(jī)構(gòu)
目前我國高速公路管理和運(yùn)營方面主要有以下三個(gè)問題。
(1)管理問題。高速公路發(fā)展總體呈多樣化趨勢(shì),具有復(fù)雜性特征,總體上秉持著一個(gè)管一個(gè)路段。但由于路段繁多且復(fù)雜,對(duì)于應(yīng)急事件的處理,各難以展開有效溝通交流乃至合作。
(2)信息發(fā)放的即時(shí)性問題。由于渠道和平臺(tái)等問題的限制,導(dǎo)致公眾無法實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確獲取有效高速公路的真實(shí)和全面的路況等信息。
(3)監(jiān)控信息的規(guī)范化收錄和處理問題。這是由于部分高速公路人員、資金的匱乏,并且沿用了落后的人工監(jiān)控方式導(dǎo)致的。因而,針對(duì)這一問題,設(shè)置相應(yīng)的專門監(jiān)控崗位,招納相應(yīng)的、專業(yè)的高速公路監(jiān)控人才,并且設(shè)置行之有效的專屬管理結(jié)構(gòu)和部門。盡管目前已有新式技術(shù)解放了對(duì)于監(jiān)控信息的處理與收納,但仍然需要對(duì)已處理和已收錄的信息進(jìn)行存儲(chǔ)等工作,這是日后其他工作的基礎(chǔ)和基本要求。
2.有效協(xié)調(diào)管理,對(duì)標(biāo)現(xiàn)實(shí)需要
雖然目前正在大力引入和沿用高新物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控技術(shù),但我們首要的目標(biāo)仍然是要完善整個(gè)高速公路監(jiān)控系統(tǒng)體系。對(duì)于高速公路管理系統(tǒng)而言,要綜合考量高速公路的整體布局、高速公路建設(shè)的整體情況和運(yùn)營中的高速公路的概況信息,適時(shí)調(diào)整和管理使得這些部分形成一個(gè)健康的整體;對(duì)于收費(fèi)系統(tǒng)而言,要引用新型智能收費(fèi)技術(shù)和智能車牌識(shí)別系統(tǒng),在有效提升收費(fèi)效率和收費(fèi)質(zhì)量的基礎(chǔ)上,對(duì)已有技術(shù)進(jìn)行審視和革新,力求達(dá)到新時(shí)期的高速公路交通收費(fèi)需求;對(duì)于監(jiān)控系統(tǒng)而言,在引入高新技術(shù)和設(shè)備的同時(shí),還要結(jié)合實(shí)際,具體考察時(shí)下高速公路網(wǎng)絡(luò),及時(shí)發(fā)現(xiàn)其存在的問題和安全隱患乃至監(jiān)控系統(tǒng)的問題,在及時(shí)反饋的同時(shí)還應(yīng)綜合分析,迅速有效地處理,將監(jiān)控工作和現(xiàn)實(shí)需要對(duì)標(biāo)。
3.完善高速公路監(jiān)控體系并逐步推廣
這是基于目前高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀以及未來而言的,隨著科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn),各種高新技術(shù)和高新設(shè)備層出不窮。因而以開放新觀念和思維對(duì)待高新技術(shù),不能只拘泥于現(xiàn)有的新式高速公路智能配電房物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的引入和沿用,還要在新技術(shù)的創(chuàng)新上和接納上秉持開放性觀念,要有創(chuàng)新技術(shù)的思維和訴求。更重要的是,對(duì)于已經(jīng)沿用了新式物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控技術(shù)的地區(qū)要加以示范,積極鞭策未沿用地區(qū)革新傳統(tǒng)落后的監(jiān)控技術(shù),并激勵(lì)其沿用后進(jìn)行積極推廣,為促進(jìn)我國整體高速公路建設(shè)與發(fā)展提供動(dòng)力支持和技術(shù)支撐。
六、安科瑞配電室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)
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、通訊管理機(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)測子系統(tǒng)(溫度、濕度、水浸、煙感)、控制子系統(tǒng)(燈光、空調(diào)、除濕機(jī)、風(fēng)機(jī)、水泵)、門禁監(jiān)控子系統(tǒng)(讀卡器、開門按鈕、磁力鎖)、安防監(jiān)控子系統(tǒng)(雙鑒檢測器)。
2.應(yīng)用場所
適用于軌道交通,工業(yè),建筑,學(xué)校,商業(yè)綜合體等35kV及以下用戶端供配電自動(dòng)化系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行維護(hù)。
3.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
4.系統(tǒng)功能
4.1實(shí)時(shí)監(jiān)測
能夠顯示配電室設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài),實(shí)時(shí)監(jiān)測配電室環(huán)境參數(shù)信息,實(shí)時(shí)顯示有關(guān)故障、告警等信息。
4.2數(shù)據(jù)查詢
在人機(jī)界面中,可以直接查看配電室中各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)。
4.3曲線查詢
可以直接查看各電參量曲線。
4.4運(yùn)行報(bào)表
查詢配電室內(nèi)設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)報(bào)表。
4.5實(shí)時(shí)告警
具有實(shí)時(shí)告警功能,系統(tǒng)能夠?qū)ε潆娛覝囟?、濕度、有害氣體、設(shè)備故障或通信故障等事件發(fā)出告警。
4.6歷史事件查詢
能夠?qū)Ξa(chǎn)生的所有事件記錄進(jìn)行存儲(chǔ)和管理,方便用戶對(duì)系統(tǒng)事件和進(jìn)行歷史追溯、查詢統(tǒng)計(jì)、事故分析。
4.7用戶權(quán)限管理
設(shè)置了用戶權(quán)限管理功能,可以定義不同級(jí)別用戶的登錄名、密碼及操作權(quán)限。
4.8網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D
支持實(shí)時(shí)監(jiān)視并診斷各設(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)。
4.9遙控功能
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。
5.系統(tǒng)硬件配置
名稱 | 型號(hào) | 圖片 | 功能 |
系統(tǒng) | ACREL-2000E |
| Acrel-2000E配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng),可實(shí)現(xiàn)開關(guān)柜運(yùn)行監(jiān)控、高壓開關(guān)柜帶電顯示、母線及電纜測溫監(jiān)測、環(huán)境溫濕度監(jiān)測、有害氣體監(jiān)測、安防監(jiān)控,可對(duì)燈光、風(fēng)機(jī)、除濕機(jī)、空調(diào)控制等設(shè)備進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制。實(shí)現(xiàn)動(dòng)力環(huán)境各數(shù)據(jù)的檢測與設(shè)備控制,優(yōu)化動(dòng)力環(huán)境,避免運(yùn)行環(huán)境的失控導(dǎo)致配電設(shè)備運(yùn)行故障,保證維護(hù)人員安全,延長設(shè)備使用壽命,實(shí)現(xiàn)配電動(dòng)力環(huán)境的分布式遠(yuǎn)程管理。 |
智能通信管理機(jī) | Anet-2E4SM |
| 通用網(wǎng)關(guān),2路網(wǎng)口,4路RS485,可選配1路LORA,帶電告警功能,支持485,4G從模塊擴(kuò)展。 |
主機(jī) | Acrel-2000E/A |
| 數(shù)據(jù)采集、狀態(tài)監(jiān)測、設(shè)備控制、報(bào)警事件記錄查詢,可以根據(jù)采集到的設(shè)備數(shù)據(jù)或狀態(tài)聯(lián)動(dòng)啟動(dòng)風(fēng)機(jī)、聲光報(bào)警器、空調(diào)、水泵等設(shè)備。 |
Acrel-2000E/B |
| 參數(shù)設(shè)置、通信管理、圖形繪制、狀態(tài)監(jiān)測、設(shè)備控制、視頻監(jiān)控和回放、報(bào)警事件記錄查詢、報(bào)警圖片和視頻查詢功能。 | |
Acrel-2000E/M |
| 參數(shù)設(shè)置、通信管理、圖形繪制、狀態(tài)監(jiān)測、設(shè)備控制、視頻監(jiān)控和回放、報(bào)警事件記錄查詢、報(bào)警圖片和視頻查詢功能。立柜式安裝。 | |
Acrel-2000E/G |
| 參數(shù)設(shè)置、通信管理、圖形繪制、狀態(tài)監(jiān)測、設(shè)備控制、視頻監(jiān)控和回放、報(bào)警事件記錄查詢、報(bào)警圖片和視頻查詢功能。立柜式安裝 | |
環(huán)境監(jiān)測硬件 | RS-WS-NO1-8 |
| 用于配電房溫度和濕度。工作電源:AC/DC 85~265V工作溫度:-40.0℃~99.9℃工作濕度:0%RH~99%RH |
BRJ-307 |
| 光電式煙霧傳感;電源正極(DC 12V):+12V,繼電器輸出:常開觸點(diǎn) | |
RS-SJ-N01R01-2 |
| 接觸式水浸傳感器,監(jiān)測變電所、電纜溝、控制室等場所積水情況,工作電源:DC 10-30V工作溫度:-20℃~+60℃工作濕度:0%RH~80%RH響應(yīng)時(shí)間:1s繼電器輸出:常開觸點(diǎn) | |
環(huán)境監(jiān)測硬件 | T35-II-5.6 |
| 風(fēng)量4800,帶溫控器,帶消聲段,電機(jī)變頻 |
AT8002 |
| 常開型;感應(yīng)距離:30-50mm材質(zhì):鋅合金,銀灰色電度干接點(diǎn)輸出 | |
DS-2DC6120BY-A |
| 視頻監(jiān)控 | |
ARTU-KJ8 |
| 8路開關(guān)量輸入,8路繼電器輸出 |
參考文獻(xiàn):
陳錦鴻.高速公路智能配電房監(jiān)控物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用淺析[J].中國交通信息化,2020(8).
韋永浩.高速公路智能配電房監(jiān)控物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用.
安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè)2022.05版.