CN108170110B - 城市轨道交通机电设备监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种城市轨道交通机电设备监控系统，包括：网络连接设置的主控服务器和多个子控服务器；所述主控服务器包括存储模块和调度指令响应模块；以及任一个子控服务器包括参数监测模块，其用于实时采集当前时刻该子控服务器所监控的机电设备的运行状态，并实时查询主控服务器的系统联动控制策略表，将当前时刻机电设备的运行状态与系统联动控制策略表进行比对，获得比对结果为机电设备运行正常或机电设备运行异常；并根据比对结果对机电设备进行联动控制。本发明提供的城市轨道交通机电设备监控系统具有高效稳定、自动化程度高、灵活可靠的特点。

Description

城市轨道交通机电设备监控系统

技术领域

本发明涉及城市轨道交通技术领域，特别涉及一种城市轨道交通机电设备监控系统。

背景技术

随着我国经济的发展和人们生活水平的不断提高，城市轨道交通在各个大城市也逐渐占有越来越重要的地位。城市轨道交通机电设备数量庞大、涉及专业多、设备运维管理工作繁多，对维护管理人员技术水平要求高。且目前城市轨道交通设备普遍采用的是计划检修和故障抢修的模式，易产生“过剩维修”，对设备状态分析、评估较少，很难发现设备内部故障隐患。因此，在故障出现时，资料档案往往需要通过纸质方式查询，从而造成故障处理滞后，易误诊断等情况发生。

另外，城市轨道交通机电设备系统繁多、种类复杂、设备运行场景复杂多样。因此，如何设计一个高效稳定、自动化程度高、灵活可靠的控制策略在联动监控的情况下实现对机电设备的高效运维成为迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种高效稳定、自动化程度高、灵活可靠的城市轨道交通机电设备监控系统，其主要通过网络连接的主控服务器、多个子控服务器及多个移动终端之间的调度指令及准确的指令响应来实现。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种城市轨道交通机电设备监控系统，包括：

网络连接设置的主控服务器和多个子控服务器；

所述主控服务器包括存储模块，其内预存储有系统联动控制策略表，所述系统联动控制策略表内存储有根据时间模块设定的多个子控服务器监控的多个子系统内的机电设备的运行计划，并在系统联动控制策略表内根据时间模块设定对应的多个自控服务器调度指令的指令响应；调度指令响应模块，其用于接收多个子控服务器向其发送的调度指令，并根据接收的调度指令查询系统联动控制策略表内对应的指令响应后返回给多个子控服务器；以及

任一个子控服务器包括参数监测模块，其用于实时采集当前时刻该子控服务器所监控的机电设备的运行状态，并实时查询所述主控服务器的系统联动控制策略表，将当前时刻机电设备的运行状态与系统联动控制策略表进行比对，获得比对结果为机电设备运行正常或机电设备运行异常；

若比对结果为机电设备运行正常，则该机电设备继续正常运行；

若比对结果为机电设备运行异常，则该子控服务器向主控服务器发送调度指令，所述主控系统接收调度指令，并根据系统联动控制策略表返回指令响应，控制运行异常设备恢复正常运行。

优选的是，所述调度指令包括：

权限切换指令，其为多个子控服务器或机电设备向所述主控服务器发布的调度指令，所述主控服务器接收权限切换指令后自动解析调度指令的优先级，并根据指令的优先级判断是否返回指令响应；

运行方式指令，其为多个子控服务器向所述主控服务器发布的自动控制或手动控制方式切换的调度指令，主控服务器接收调度指令后自动解析调度指令的优先级，并根据指令的优先级判断返回指令响应，使得多个子控服务器中的一个或几个切换为自动或手动控制方式；

设备运行指令，其为多个子控服务器内的单一机电设备或群控机电设备的运行状态的控制指令，包括机电设备的启动或机电设备的停止。

优选的是，还包括：指令冲突判断模块，其用于实时查询下一时刻系统联动控制策略表的运行计划，并实时查询主控服务器接收的调度指令，若同一群控机电设备中的一个或几个机电设备的调度指令与其余机电设备的调度指令不一致，则不执行下一时刻系统联动控制策略表中的运行计划，并返回指令响应为调度错误至一个或几个机电设备的调度指令不一致的一个或几个子控服务器，直至群控机电设备的调度指令一致后再返回指令响应。

优选的是，一个或几个子控服务器接收调度错误的指令响应后，自控服务器向主控服务器发送运行方式指令将当前子控服务器切换为手动控制方式，之后，直接向调度错误的一个或几个机电设备发送控制指令，若一个或几个机电设备的运行状态变为与所述群控机电设备的其余机电设备的调度指令一致，则继续向主控服务器发送群控机电设备的调度指令，若一个或几个机电设备的运行状态未变，则当前子控服务器向一个或几个机电设备周围相对距离最近的至少1个移动终端发送机电设备调度错误的指令，以对一个或几个机电设备进行故障检修。

优选的是，若一个或几个机电设备的故障检修时间≥10min，则启动冗余设备替换原有机电设备进入群控机电设备；若一个或几个机电设备的故障检修时间在10min内，则不启用冗余设备。

优选的是，所述多个移动终端用于实时监听子控服务器的调度错误的指令，并同时接收子控服务器向其发送需要故障检修的机电设备的编号和定位信息，并同时发送历史类似故障处理预案。

优选的是，所述主控服务器还包括参数预置模块，其用于对应系统联动控制策略表预置联动控制的机电设备的正常运行参数，该运行参数包括机电设备运行的时间表、机电设备的运行功率、相同类型在同一时刻的机电设备的运行台数以及冗余机电设备的台数。

优选的是，还包括；多个温度传感器，其沿城市轨道均匀间隔开设置；

多个红外摄像头，其沿城市轨道均匀间隔开设置；

火灾自动检测模块，其内预存储有以城市轨道为中心、半径为3-5m范围内的正常温度A，且所述火灾自动检测模块实时监测多个温度传感器的当前温度值B，并比较获得比较结果为A＜B≤1.1A或B＞1.1A：

若A＜B≤1.1A时，所述火灾自动检测模块向主控服务器发送报警信号和调度指令，所述调度指令为指示主控服务器调取当前温度值B的温度传感器所在区域的红外摄像头的当前监控画面以及存储在主控服务器内的该红外摄像头的前一时刻的监控画面；主控服务器将当前监控画面与前一时刻的监控画面相比较，若比对结果为火灾发生，则向火警发送报警信号；若无火灾发生，则启动当前温度值B的温度传感器所在区域的风机进行散热处理；

若B＞1.1A时，所述火灾自动检测模块向主控服务器发送报警信号同时直接启动该区域干粉灭火装置。

优选的是，权限切换指令的优先级判断标准为，若为机电设备向其发送调度指令则不返回指令响应，若为多个指控服务器向其发送调度指令则返回指令响应。

优选的是，所述火灾自动检测模块可跳过子控服务器向主控服务器发送调度指令。

本发明至少包括以下有益效果：

主控服务器为机电设备监控预置了系统联动控制策略表，并辅以时间模块以准确控制某个时刻，某些设备的同时启动、运行或同时停止，以实现对城市轨道交通的机电设备的高效稳定、自动化程度高、灵活可靠的控制，多个自控服务器用于检测其管辖区域范围内的机电设备的运行状态，并通过与同一时刻主控服务器内的系统联动控制策略表中的机电设备的运行计划进行比较，若存在不一致的情况，则对机电设备的运行状态进行检修，以快速恢复机电设备的正常运行。若在短期内无法正常运行，也可通过启动冗余设备等措施保证城市轨道交通系统的正常运行。

综上，本发明提供的城市轨道交通机电设备监控系统具有高效稳定、自动化程度高、灵活可靠的优点。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明的一个实施例中所述的城市轨道交通机电设备监控系统的通讯结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

如图1所示，本发明提供一种城市轨道交通机电设备监控系统，包括：

网络连接设置的主控服务器和多个子控服务器；所述主控服务器包括存储模块，其内预存储有系统联动控制策略表，所述系统联动控制策略表内存储有根据时间模块设定的多个子控服务器监控的多个子系统内的机电设备的运行计划，并在系统联动控制策略表内根据时间模块设定对应的多个自控服务器调度指令的指令响应；调度指令响应模块，其用于接收多个子控服务器向其发送的调度指令，并根据接收的调度指令查询系统联动控制策略表内对应的指令响应后返回给多个子控服务器；以及任一个子控服务器包括参数监测模块，其用于实时采集当前时刻该子控服务器所监控的机电设备的运行状态，并实时查询所述主控服务器的系统联动控制策略表，将当前时刻机电设备的运行状态与系统联动控制策略表进行比对，获得比对结果为机电设备运行正常或机电设备运行异常；

若比对结果为机电设备运行正常，则该机电设备继续正常运行；

若比对结果为机电设备运行异常，则该子控服务器向主控服务器发送调度指令，所述主控系统接收调度指令，并根据系统联动控制策略表返回指令响应，控制运行异常设备恢复正常运行。

主控服务器为机电设备监控预置了系统联动控制策略表，并辅以时间模块以准确控制某个时刻，某些设备的同时启动、运行或同时停止，以实现对城市轨道交通的机电设备的高效稳定、自动化程度高、灵活可靠的控制，多个自控服务器用于检测其管辖区域范围内的机电设备的运行状态，并通过与同一时刻主控服务器内的系统联动控制策略表中的机电设备的运行计划进行比较，若存在不一致的情况，则对机电设备的运行状态进行检修，以快速恢复机电设备的正常运行。若在短期内无法正常运行，也可通过启动冗余设备等措施保证城市轨道交通系统的正常运行。机电设备包括：车辆段通风系统、空调系统、给排水系统、智能照明系统、室外照明系统、漏水报警系统、氢气监测系统、污水处理系统、火灾自动报警系统及低压配电系统等，本发明的主控制器以系统联动控制策略表为基础对各个机电设备进行高度集成化和智能化的控制，并起到保护重要设备运行及保障各单体工作人员生命安全的作用。

城市轨道交通机电设备监控系统中，所述调度指令包括：

权限切换指令，其为多个子控服务器或机电设备向所述主控服务器发布的调度指令，所述主控服务器接收权限切换指令后自动解析调度指令的优先级，并根据指令的优先级判断是否返回指令响应；运行方式指令，其为多个子控服务器向所述主控服务器发布的自动控制或手动控制方式切换的调度指令，主控服务器接收调度指令后自动解析调度指令的优先级，并根据指令的优先级判断返回指令响应，使得多个子控服务器中的一个或几个切换为自动或手动控制方式；设备运行指令，其为多个子控服务器内的单一机电设备或群控机电设备的运行状态的控制指令，包括机电设备的启动或机电设备的停止。

在本方案中，指令响应是主控服务器在系统联动控制策略表的框架下的体现，控制策略可以实时响应来自不同子控服务器的参数监测模块的各类调度指令，对于可以执行的调度指令则立即执行并反馈执行的结果；如果调度指令不可执行，也会立即反馈结果。

如图1所示，城市轨道交通机电设备监控系统中，还包括：指令冲突判断模块，其用于实时查询下一时刻系统联动控制策略表的运行计划，并实时查询主控服务器接收的调度指令，若同一群控机电设备中的一个或几个机电设备的调度指令与其余机电设备的调度指令不一致，则不执行下一时刻系统联动控制策略表中的运行计划，并返回指令响应为调度错误至一个或几个机电设备的调度指令不一致的一个或几个子控服务器，直至群控机电设备的调度指令一致后再返回指令响应。在本方案中，指令冲突判断模块用于对发生冲突的指令进行判断和区分，以便使得主控系统做出正确的指令响应，指令冲突主要分为两种情形，第一种是当不同的指令对同一台设备或同一群控设备的运行状态要求不一致，该情形主要出现在具有联锁关系的群控模式，比如当群控风机设备时，在群控指令正在执行时出现对单台风机的控制指令。第二种是模式指令冲突，模式冲突是指同一个设备组的不同模式冲突(不同模式对应不同的控制指令)。

如图1所示，城市轨道交通机电设备监控系统中，一个或几个子控服务器接收调度错误的指令响应后，自控服务器向主控服务器发送运行方式指令将当前子控服务器切换为手动控制方式，之后，直接向调度错误的一个或几个机电设备发送控制指令，若一个或几个机电设备的运行状态变为与所述群控机电设备的其余机电设备的调度指令一致，则继续向主控服务器发送群控机电设备的调度指令，若一个或几个机电设备的运行状态未变，则当前子控服务器向一个或几个机电设备周围相对距离最近的至少1个移动终端发送机电设备调度错误的指令，以对一个或几个机电设备进行故障检修。在指令发生冲突时，也有可能存在设备故障，导致运行参数发生变化，通过子控服务器的再次手动启动后仍然不能启动电机设备进行验证该机电设备是否需要检修，进而有效排除安全隐患。

城市轨道交通机电设备监控系统中，若一个或几个机电设备的故障检修时间≥10min，则启动冗余设备替换原有机电设备进入群控机电设备；若一个或几个机电设备的故障检修时间在10min内，则不启用冗余设备。

城市轨道交通机电设备监控系统中，所述多个移动终端用于实时监听子控服务器的调度错误的指令，并同时接收子控服务器向其发送需要故障检修的机电设备的编号和定位信息，并同时发送历史类似故障处理预案。

城市轨道交通机电设备监控系统中，所述主控服务器还包括参数预置模块，其用于对应系统联动控制策略表预置联动控制的机电设备的正常运行参数，该运行参数包括机电设备运行的时间表、机电设备的运行功率、相同类型在同一时刻的机电设备的运行台数以及冗余机电设备的台数。因控制范围、监控机电设备配置等因素，在实际运行中须根据不同工况运行不同控制策略，控制策略的制定和管理是本发明的基本功能，主要是设置一组正常运行参数来体现，如时间表、空调运行参数、设备运行方式等。DDC将根据这些正常运行参数实现各种自控功能，当正常运行参数改变时DDC能够根据新的参数运行。

城市轨道交通机电设备监控系统中，还包括；多个温度传感器，其沿城市轨道均匀间隔开设置；多个红外摄像头，其沿城市轨道均匀间隔开设置；火灾自动检测模块，其内预存储有以城市轨道为中心、半径为3-5m范围内的正常温度A，且所述火灾自动检测模块实时监测多个温度传感器的当前温度值B，并比较获得比较结果为A＜B≤1.1A或B＞1.1A：若A＜B≤1.1A时，所述火灾自动检测模块向主控服务器发送报警信号和调度指令，所述调度指令为指示主控服务器调取当前温度值B的温度传感器所在区域的红外摄像头的当前监控画面以及存储在主控服务器内的该红外摄像头的前一时刻的监控画面；主控服务器将当前监控画面与前一时刻的监控画面相比较，若比对结果为火灾发生，则向火警发送报警信号；若无火灾发生，则启动当前温度值B的温度传感器所在区域的风机进行散热处理；若B＞1.1A时，所述火灾自动检测模块向主控服务器发送报警信号同时直接启动该区域干粉灭火装置。以较小的温差变化作为火灾判断依据，之后再采用监控画面比对的方式给出火灾预警或报警，有效避免火灾发生，或者将已发生的明火尽快控制住，有效避免火势蔓延。

城市轨道交通机电设备监控系统中，权限切换指令的优先级判断标准为，若为机电设备向其发送调度指令则不返回指令响应，若为多个指控服务器向其发送调度指令则返回指令响应。

城市轨道交通机电设备监控系统中，所述火灾自动检测模块可跳过子控服务器向主控服务器发送调度指令。

综上，本发明提供的城市轨道交通机电设备监控系统是对车辆段通风系统、空调系统、给排水系统、智能照明系统、室外照明系统、漏水报警系统、氢气监测系统、污水处理系统、火灾自动报警系统等进行监视和控制的高度集成化、智能化的系统。设置联动控制策略的目的在于，当发生火灾工况或者其他异常工况的情况下与低压配电系统及火灾自动报警系统配合。根据预先设置的设备联动策略模式表对系统进行联动控制，起到保护重要设备运行及保障各单体工作人员生命安全的作用。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离说明书及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.一种城市轨道交通机电设备监控系统，其特征在于，包括：

网络连接设置的主控服务器和多个子控服务器；

所述主控服务器包括存储模块，其内预存储有系统联动控制策略表，所述系统联动控制策略表内存储有根据时间模块设定的多个子控服务器监控的多个子系统内的机电设备的运行计划，并在系统联动控制策略表内根据时间模块设定对应的多个子控服务器调度指令的指令响应；调度指令响应模块，其用于接收多个子控服务器向其发送的调度指令，并根据接收的调度指令查询系统联动控制策略表内对应的指令响应后返回给多个子控服务器；以及

任一个子控服务器包括参数监测模块，其用于实时采集当前时刻该子控服务器所监控的机电设备的运行状态，并实时查询所述主控服务器的系统联动控制策略表，将当前时刻机电设备的运行状态与系统联动控制策略表进行比对，获得比对结果为机电设备运行正常或机电设备运行异常；

若比对结果为机电设备运行正常，则该机电设备继续正常运行；

若比对结果为机电设备运行异常，则该子控服务器向主控服务器发送调度指令，所述主控系统接收调度指令，并根据系统联动控制策略表返回指令响应，控制运行异常设备恢复正常运行。

2.如权利要求1所述的城市轨道交通机电设备监控系统，其特征在于，所述调度指令包括：

权限切换指令，其为多个子控服务器或机电设备向所述主控服务器发布的调度指令，所述主控服务器接收权限切换指令后自动解析调度指令的优先级，并根据指令的优先级判断是否返回指令响应；

运行方式指令，其为多个子控服务器向所述主控服务器发布的自动控制或手动控制方式切换的调度指令，主控服务器接收调度指令后自动解析调度指令的优先级，并根据指令的优先级判断返回指令响应，使得多个子控服务器中的一个或几个切换为自动或手动控制方式；

设备运行指令，其为多个子控服务器内的单一机电设备或群控机电设备的运行状态的控制指令，包括机电设备的启动或机电设备的停止。

3.如权利要求2所述的城市轨道交通机电设备监控系统，其特征在于，还包括：

指令冲突判断模块，其用于实时查询下一时刻系统联动控制策略表的运行计划，并实时查询主控服务器接收的调度指令，若同一群控机电设备中的一个或几个机电设备的调度指令与其余机电设备的调度指令不一致，则不执行下一时刻系统联动控制策略表中的运行计划，并返回指令响应为调度错误至一个或几个机电设备的调度指令不一致的一个或几个子控服务器，直至群控机电设备的调度指令一致后再返回指令响应。

4.如权利要求3所述的城市轨道交通机电设备监控系统，其特征在于，一个或几个子控服务器接收调度错误的指令响应后，子控服务器向主控服务器发送运行方式指令将当前子控服务器切换为手动控制方式，之后，直接向调度错误的一个或几个机电设备发送控制指令，若一个或几个机电设备的运行状态变为与所述群控机电设备的其余机电设备的调度指令一致，则继续向主控服务器发送群控机电设备的调度指令，若一个或几个机电设备的运行状态未变，则当前子控服务器向一个或几个机电设备周围相对距离最近的至少1个移动终端发送机电设备调度错误的指令，以对一个或几个机电设备进行故障检修。

5.如权利要求1所述的城市轨道交通机电设备监控系统，其特征在于，若一个或几个机电设备的故障检修时间≥10min，则启动冗余设备替换原有机电设备进入群控机电设备；若一个或几个机电设备的故障检修时间在10min内，则不启用冗余设备。

6.如权利要求1所述的城市轨道交通机电设备监控系统，其特征在于，所述多个移动终端用于实时监听子控服务器的调度错误的指令，并同时接收子控服务器向其发送需要故障检修的机电设备的编号和定位信息，并同时发送历史类似故障处理预案。

7.如权利要求1所述的城市轨道交通机电设备监控系统，其特征在于，所述主控服务器还包括参数预置模块，其用于对应系统联动控制策略表预置联动控制的机电设备的正常运行参数，该运行参数包括机电设备运行的时间表、机电设备的运行功率、相同类型在同一时刻的机电设备的运行台数以及冗余机电设备的台数。

8.如权利要求1所述的城市轨道交通机电设备监控系统，其特征在于，还包括；

多个温度传感器，其沿城市轨道均匀间隔开设置；

多个红外摄像头，其沿城市轨道均匀间隔开设置；

火灾自动检测模块，其内预存储有以城市轨道为中心、半径为3-5m范围内的正常温度A，且所述火灾自动检测模块实时监测多个温度传感器的当前温度值B，并比较获得比较结果为A＜B≤1.1A或B＞1.1A：

若A＜B≤1.1A时，所述火灾自动检测模块向主控服务器发送报警信号和调度指令，所述调度指令为指示主控服务器调取当前温度值B的温度传感器所在区域的红外摄像头的当前监控画面以及存储在主控服务器内的该红外摄像头的前一时刻的监控画面；主控服务器将当前监控画面与前一时刻的监控画面相比较，若比对结果为火灾发生，则向火警发送报警信号；若无火灾发生，则启动当前温度值B的温度传感器所在区域的风机进行散热处理；

若B＞1.1A时，所述火灾自动检测模块向主控服务器发送报警信号同时直接启动该区域干粉灭火装置。

9.如权利要求2所述的城市轨道交通机电设备监控系统，其特征在于，权限切换指令的优先级判断标准为，若为机电设备向其发送调度指令则不返回指令响应，若为多个子控服务器向其发送调度指令则返回指令响应。

10.如权利要求8所述的城市轨道交通机电设备监控系统，其特征在于，所述火灾自动检测模块可跳过子控服务器向主控服务器发送调度指令。