CN113093048A - 铁路隧道应急照明及疏散指示装置运维状态智能监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铁路隧道应急照明及疏散指示装置运维状态智能监测系统，包括：智能监测主装置、电压传感器、电流传感器和智能监测分装置，智能监测主装置包括CPU处理模块、状态采集模块、数据存储模块、主装置基础配置ROM模块、控制输出模块、网络接口模块、主装置数据采集模块和主装置通信管理模块；智能监测分装置包括分装置数据采集模块、分装置基础配置ROM模块和分装置通信管理模块。本发明智能监测主装置既能和智能监测分装置配合使用，也可以单独使用，通过外置互感器检测回路电流信息，对回路标准电流进行跟踪、分析、判别，以实现对应急照明灯具及疏散指示装置运维状态的智能化分析功能。
Description
技术领域
本发明涉及智能监测技术领域，更具体的说是涉及铁路隧道应急照明及疏散指示装置运维状态智能监测系统。
背景技术
随着物联网技术的飞速发展，现代工业建筑的智能化程度要求越来越高。铁路隧道在全国铁路运营里程中占比不断提高，截止到2020年，中国铁路运营里程达14.5万公里，其中，投入运营的铁路隧道16798座，运营隧道达19630公里，近5年平均每年新增隧道超过1400公里，相当于以每天4公里的进度在推进。而隧道照明及疏散指示装置的监控智能化存在不足，已不能满足当下的运维管理需求。
因此，如何提供一种满足需求的铁路隧道应急照明及疏散指示装置运维状态智能监测系统是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种铁路隧道应急照明及疏散指示装置运维状态智能监测系统，实现隧道照明设备及疏散指示装置的远程监测、远程控制、设备健康分析、远程巡检等功能，进一步提高隧道照明领域的相关设备设施信息化、智能化，减少运维人员工作强度，实现高效率的信息化运维。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
铁路隧道应急照明及疏散指示装置运维状态智能监测系统，包括：智能监测主装置、电压传感器和电流传感器，所述智能监测主装置包括CPU处理模块、状态采集模块、数据存储模块、主装置基础配置ROM模块、控制输出模块、网络接口模块和主装置数据采集模块；
所述电压传感器用于监测电力回路的电压值，并转换为4-20ma的电流模拟信号；
所述电流传感器用于监测电力回路的电流值，并将强电流信号转换为电流模拟量信号；
所述主装置数据采集模块用于采集传感器电流模拟量；
所述状态采集模块用于采集照明回路的工作状态信息，实现无源输入点的信息采集；
所述网络接口模块用于提供外部远程管理平台的信息采集集成接口，实现远程巡检；
所述控制输出模块用于控制无源输出点的开关通断，实现远程控制；
所述数据存储模块用于存储监测数据信息；
所述主装置基础配置ROM模块用于存储基础设置值；
所述CPU处理模块用于对数据进行分析、判别和告警。
优选的，还包括与所述智能监测主装置连接的智能监测分装置，所述智能监测分装置包括分装置数据采集模块、分装置基础配置ROM模块和分装置通信管理模块；
所述分装置数据采集模块用于采集单个照明装置的工作电流、电压、照度以及工作温度信息；
所述分装置基础配置ROM模块用于存储分装置自身通信ID号、通讯速率、和采集值换算比例；
所述分装置通信管理模块通过电力载波与所述主装置通信。
优选的，所述智能监测主装置还包括主装置通信模块，与所述分装置通信管理模块连接，用于通过电力载波与所述分装置通信。
优选的，所述智能监测主装置还包括触摸屏，所述触摸屏与所述主装置基础配置ROM模块连接，用于显示主装置采集的回路数据信息、回路状态信息、回路告警判别信息和分装置的数据采集信息，并实现对主装置告警阈值、通信地址和通信时间间隔信息的设定。
优选的，所述智能监测主装置还包括主装置电源管理模块，用于为所述主装置通信模块、所述状态采集模块、所述主装置数据采集模块、所述CPU处理模块和所述触摸屏提供工作所需的电源。
优选的，所述智能监测分装置还包括分装置电源管理模块，用于为所述分装置数据采集模块、所述分装置通信管理模块和所述分装置基础配置ROM模块提供工作所需的电源。
优选的，所述基础设置值包括各个分装置的通信ID、电流传感器的转换系数和告警阈值。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种铁路隧道应急照明及疏散指示装置运维状态智能监测系统，通过外置互感器检测回路电流信息，对回路标准电流进行跟踪、分析、判别，以实现对应急照明灯具及疏散指示装置运维状态的智能化分析功能，并支持标准值设定和自动校准功能，可以应用于隧道应急照明电力回路、隧道工作照明电力回路以及隧道疏散指示装置电力回路。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为智能监测主装置与智能监测分装置的组网图。
图2附图为智能监测主装置的原理框图。
图3附图为智能监测分装置的原理框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开了一种铁路隧道应急照明及疏散指示装置运维状态智能监测系统，如图1所示，包括智能监测主装置、电压传感器、电流传感器、智能监测分装置。智能监测主装置通常与照明控制箱并列设置，电压传感器、电流传感器设置于照明控制箱内，电压传感器用于监测电力回路的电压值，将AC 220V/380V转换为4-20ma的模拟量信号，并以模拟量的形式传送至主装置；电流传感器采用互感器的形式，用于采集回路电流信息，将强电流信号转换为模拟量信号，并以模拟量的形式传送至主装置。此外，还包括与智能监测主装置连接的N个智能监测分装置，智能监测分装置与照明灯具配套使用，采集单路照明灯具的电流、电压、照度及工作温度等信息，位于同一回路的多套分装置基于电力载波信号将信息传输至该回路主装置，实现主装置对照明工作回路的智能化监测目的。
如图2所示，智能监测主装置包括CPU处理模块、状态采集模块、数据存储模块、主装置基础配置ROM模块、控制输出模块、网络接口模块、主装置数据采集模块、主装置电源管理模块、主装置通信模块和触摸屏。CPU处理模块分别与主装置数据采集模块、主装置通信模块、状态采集模块、数据存储模块、主装置基础配置ROM模块、控制输出模块和网络接口模块连接，触摸屏和主装置基础配置ROM模块连接。
其中，CPU处理模块用于对采集的数据进行分析、判别、告警等；
主装置数据采集模块实现传感器电流模拟信号采集；
状态采集模块实现无源输入点的信息采集；
网络接口模块提供标准的MODBUS/TCP接口，提供外部远程管理平台的信息采集集成接口；
控制输出模块实现无源输出点的开关通断，以实现远程控制；
触摸屏主要显示主装置采集的回路数据信息、回路状态信息、回路告警判别信息、分装置的数据采集信息，并实现对主装置告警阈值、通信地址、通信时间间隔等信息的设定功能；
存储模块用于存储装置的监测历史数据信息等，；
主装置基础配置ROM模块用于存储装置的基础设置值，如分装置的通信ID、电流传感器的转换系数、告警阈值等信息；
主装置通信模块主要为电力载波通信，默认设置唯一的出厂ID，实现主装置与分装置通信；
电源管理模块提供主装置内各模块工作所需的电源，包括24V、5V、3.3V。
如图3所示，智能监测分装置包括分装置数据采集模块、分装置电源管理模块、分装置基础配置ROM模块和分装置通信管理模块，分装置数据采集模块和分装置通信管理模块连接，分装置基础配置ROM模块和分装置通信管理模块连接，分装置电源管理模块分别与分装置数据采集模块、分装置通信管理模块和分装置基础配置ROM模块连接。
分装置数据采集模块用于采集单个照明灯具的工作电流、电压、照度以及工作温度信息；
分装置基础配置ROM模块用于存储分装置自身通信ID号、通讯速率、采集值换算比例等基础配置信息；
分装置电源管理模块用于提供装置内各模块工作所需的电源，包括5V、3.3V；
分装置通信管理模块主要为电力载波通信，默认设置唯一的出厂ID，实现与主装置通信。
本发明中，智能监测主装置与智能监测分装置基于电力载波进行通信，无需另外进行综合布线，有效减低建设成本。
本发明智能监测系统使用智能监测主装置实时采集回路工作电流并对回路正常工作电流自动校正，能监测三相电流、电压，并且能通过通讯来获得分装置所监测的逐个灯具的电流、电压、温度和照度，实现全天候、全方位监测。
进一步的，主装置会对电压上下限、电流、三相不平衡进行告警，并且能够标定告警阈值，而分装置则可以对电压上下限、电流、温度、照度以及分装置是否离线进行告警。
进一步的，主装置能进行实时数据的储存与查询如三相电压、电流15分钟存储一次，存储周期半年，循环覆盖，支持按天检索查询，分装置数据与主装置数据分开放置，超限告警值、发生时间的告警数据储存与查询，以及操作日志的储存与查询。
进一步的，主装置与分装配配套使用，主装置获取分装置监测信息，结合灯具的照度、温度、电流实时值，与历史值进行比对，判别单个灯具设备的健康状况，以实现设备健康预警功能。
进一步的，灯具的能源消耗即工作电流与灯具的照度，以及灯珠、电路所生产的温度即热能具有恒定的关系，若其关系发生偏离，即确定了灯具具有故障的潜在风险，该单项偏差值均为出厂设定值。
进一步的，主装置通过不断的收集工作电流、灯具照度、工作温度数据，记录各灯具正常时、故障时的数据，与维护管理进行配合，主装置支持维护维修手段或方法的说明，以建立灯具的大数据库，上传至远程管控平台，实现灯具设备健康及维修历史经验数据库的建立，从而实现智能运维。
进一步的，主装置可单独使用，无需配套分装置，即可实现对回路电流的采集，通过比对回路及单个灯具的预设值，对回路电流进行运算判别、跟踪校正，以实现灯具的故障告警功能。
本发明工作过程为：
智能监测主装置与智能监测分装置配套使用时，分装置数据采集模块采集照明灯具的工作电压、电流、温度、照度等信息，分别通过分装置通信管理模块和主装置通信管理模块发送至CPU处理模块，实现与主装置进行通信。CPU处理模块对获取到的数据进行分析、判别、告警以及标准值自动跟踪校准，在触摸屏上加以显示，并由网络接口模块提供标准的协议接口供外部远程管理平台读取结果类信息。当读取到远程管理平台指令后通过网络接口模块读取，并通过控制输出模块实现对照明回路的控制功能，在此期间，采集模块用于采集照明回路的工作状态信息，如开关状态、远程就地状态等，当主装置检测到告警时，数据存储模块将存储当前发生告警的时间、分装置ID号、告警最大实时值、告警设定值等。
需要说明的是，在智能监测主装置与智能监测分装置配套使用时，电流传感器和电压传感器并不工作，并且工作模式可通过主装置基础配置ROM模块配置。
此外，在不便于对智能监测分装置进行安装实施时，主装置亦可单独配套使用，通过电压传感器检测回路工作电压，将信号转换为4～20ma电流信号，电流传感器采集回路工作电流信号，信号传输至主装置数据采集模块，CPU处理模块对回路标准电流进行跟踪、分析、判别，以实现对普通灯具工作回路的智能化分析功能，并支持标准值设定和自动校准功能，同理的，状态采集模块、控制输出模块与网络接口模块的远程通信功能可实现对照明设备的远程巡检。尤其适用于既有运营铁路隧道，避免造成灯具大面积更换，实现最大化利旧。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (7)
1.铁路隧道应急照明及疏散指示装置运维状态智能监测系统，其特征在于，包括：智能监测主装置、电压传感器和电流传感器，所述智能监测主装置包括CPU处理模块、状态采集模块、数据存储模块、主装置基础配置ROM模块、控制输出模块、网络接口模块和主装置数据采集模块；
所述电压传感器用于监测电力回路的电压值，并转换为4-20ma的电流模拟信号；
所述电流传感器用于监测电力回路的电流值，并将强电流信号转换为电流模拟量信号；
所述主装置数据采集模块用于采集传感器电流模拟量；
所述状态采集模块用于采集照明回路的工作状态信息，实现无源输入点的信息采集；
所述网络接口模块用于提供外部远程管理平台的信息采集集成接口，实现远程巡检；
所述控制输出模块用于控制无源输出点的开关通断，实现远程控制；
所述数据存储模块用于存储监测数据信息；
所述主装置基础配置ROM模块用于存储基础设置值；
所述CPU处理模块用于对数据进行分析、判别和告警。
2.根据权利要求1所述的铁路隧道应急照明及疏散指示装置运维状态智能监测系统，其特征在于，还包括与所述智能监测主装置连接的智能监测分装置，所述智能监测分装置包括分装置数据采集模块、分装置基础配置ROM模块和分装置通信管理模块；
所述分装置数据采集模块用于采集单个照明装置的工作电流、电压、照度以及工作温度信息；
所述分装置基础配置ROM模块用于存储分装置自身通信ID号、通讯速率、和采集值换算比例；
所述分装置通信管理模块通过电力载波与所述主装置通信。
3.根据权利要求2所述的铁路隧道应急照明及疏散指示装置运维状态智能监测系统，其特征在于，所述智能监测主装置还包括主装置通信模块，与所述分装置通信管理模块连接，用于通过电力载波与所述分装置通信。
4.根据权利要求1所述的铁路隧道应急照明及疏散指示装置运维状态智能监测系统，其特征在于，所述智能监测主装置还包括触摸屏，所述触摸屏与所述主装置基础配置ROM模块连接，用于显示主装置采集的回路数据信息、回路状态信息、回路告警判别信息和分装置的数据采集信息，并实现对主装置告警阈值、通信地址和通信时间间隔信息的设定。
5.根据权利要求4所述的铁路隧道应急照明及疏散指示装置运维状态智能监测系统，其特征在于，所述智能监测主装置还包括主装置电源管理模块，用于为所述主装置通信模块、所述状态采集模块、所述主装置数据采集模块、所述CPU处理模块和所述触摸屏提供工作所需的电源。
6.根据权利要求2所述的铁路隧道应急照明及疏散指示装置运维状态智能监测系统，其特征在于，所述智能监测分装置还包括分装置电源管理模块，用于为所述分装置数据采集模块、所述分装置通信管理模块和所述分装置基础配置ROM模块提供工作所需的电源。
7.根据权利要求1所述的铁路隧道应急照明及疏散指示装置运维状态智能监测系统，其特征在于，所述基础设置值包括各个分装置的通信ID、电流传感器的转换系数和告警阈值。
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| CN114895211A (zh) * | 2022-04-25 | 2022-08-12 | 中铁建设集团机电安装有限公司 | 一种主题公园机电工程调试系统 |
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