CN208834176U - 一种轨道交通安全检修远程智能监控综合管理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种轨道交通安全检修远程智能监控综合管理系统，班组工作站连接安全联锁系统检修调度室集中控制微机柜，安全联锁系统检修调度室集中控制微机柜,安全联锁系统检修调度室集中控制微机柜分别连接检修平台综合控制柜、安全联锁系统、安全联锁系统监控操作台和调度反馈屏，检修平台综合控制柜分别连接视频联动监护系统、安全警示系统和智能门禁系统，安全联锁系统通过工业以太网连接安全联锁系统检修调度室集中控制微机柜。本实用新型有益效果：本实用新型采用多种监控手段，最大限度的简化操作，提高工作效率，缩减冗余人工，节约管理成本，消除安全隐患，确保作业安全和用电设备安全。

Description

一种轨道交通安全检修远程智能监控综合管理系统

技术领域

本实用新型涉及轨道交通技术领域,尤其是一种轨道交通安全检修远程智能监控综合管理系统。

背景技术

目前城市轨道高压设备停电检修作业包含(车辆段)列车进/出、隔离开关断/送电、接触网或接触轨验电、接触网挂/撤地线、作业人员进入/撤离作业区、作业安全防护以及多区域作业协调等等。首先根据确定的停电点，电调通知停电后，接触网工区断电、挂地线后开始作业，作业完成后撤除地线并报告电调，申请接触网送电。在这个过程中，各作业项必须严格遵守作业规定，保证正确的作业流程，否则，将造成作业人员触电伤亡、列车窜行、隔离开关损毁、接触网短路等恶性事故。接触网短路事故除了直接造成车辆段列车无动力外，极有可能使牵引变电所连锁跳闸，造成区间线路停电，致使运输调度紊乱。据不完全统计，几乎所有地铁公司均发生过误操作事故，导致触电伤亡事故或触电伤亡“未遂”事故。

其中，挂(撤)地线是电力停电检修作业的重要环节，是串电时保护维修人员安全的唯一技术措施。挂(撤)地线的作用是为了防止设备、线路突然来电(接地线使电流短路)，消除感应电压，放尽剩余电荷的临时接地装置。使电气设备中的漏电电流(会威胁到操作人员的人身安全的电流)卸入大地。若不正确操作挂(撤)地线，往往会加大事故侵害与发生的机率。当前大多数轨道交通公司在各条运营正线和车辆段，每年均要投入大量可观的人力、物力、管理成本来满足供电检修的验电接地作业要求。首先需要培训和配备大量的专业电工，专门负责线路的验电接地作业，又需购置大量的验电器、接地线绝缘杆等工具，且每年需要送检、校验。但是大量的人力、物力的投入并没有带来工作效率的提高，反而在低效率和繁琐的工作程序、作业确认和人员沟通中，消耗了大量的管理资金，存在着极大的管理漏洞和事故隐患。

传统接地作业方式

传统的挂(撤)地线的作业方式和接地线工具(接地线绝缘杆)，多年来都未有根本性的改进，它不能将接地线挂接、撤除的情况直接、准确地反应给电调，全靠座台要令人员通过电话联系告知电调(如图1所示的工作流程)。在技术和管理上没有根本改进的情况下，很多地铁公司都仅是要求作业人员加强自身素质和责任心，提高自身的安全意识，操作过程符合相关施工检修管理办法和电力安全工作规程，尽量避免由于接地线原因引起的电气事故。但多年来，铁路和城轨在高压设备断电检修时，仍不断出现因错挂、漏挂、作业程序错误等导致人身伤亡和设备损坏的重大事故。这种对接地线的监控停留在人工监督的状况，已经远远不能满足电力系统安全性、自动化和智能化的要求。

目前我国轨道交通传统的高压设备停电检修作业方式存在的安全隐患诸如：接触网未断电时作业人员误上车顶触电；未挂接地线时误上车顶触电；误上邻线有电线路的车顶触电；接地线失效触电；误撤接地线触电；误合隔离开关触电；未撤接地线时误合隔离开关，接触网短路停电；已撤接地线，但误合邻线挂有接地线线路的隔离开关，接触网短路停电；在列车升弓时分、合隔离开关，造成隔离开关带负载运行损毁；在列车升弓合主断路器的情况下误合隔离开关，造成列车窜行；作业区无电作业时，侵界停放的列车升弓造成接触网短路停电或触电；作业区无电作业时，作业区以外的列车闯入，造成接触网短路停电或触电。

而挂(撤)地线作业是其中重要的作业程序，由专业人员先验电确认无电后，再依次手工挂(撤)地线，维护作业完毕后再依次收回地线，经确认后才能恢复供电。整个过程中，存在很多的安全隐患。

地线监护人及验电接地人员未到现场察看设备现状，确认接地线杆号、接地地点、挂接地点是否合适；未对接地线位置是否正确、是否同杆架设等在图纸上进行核对；

由于接地线绝缘杆与隔离开关无连锁装置控制，如果作业人员精神不集中，安全监护人员又未尽其责，未验电挂接地线，就可能发生“未断电，先挂线”的事故，严重危及人身安全。

当验明接触网已停电后，须立即在作业点的两端及与作业地点相连可能来电的所有停电设备上装设接地线。如果作业人员漏挂或错挂接地线时，就会造成严重的安全隐患，危及人身和设备安全。

带接地线的验电器，在验电时接地线要和人体保持一定的安全距离，否则高举验电器时，接地线碰到带电体，危及人身安全或对地短路放电。

在装设接地线时，通常先将地线一端用接地靴接在钢轨上(或扼流变压器中性点)，另一端再用足够耐压的绝缘杆将地线挂在已停电的接触网或接触轨设备上。这时，可能会出现如下安全隐患：接地靴固定位置不合适、接地靴不紧固、验电器连接不可靠、操作人距接地点过近、操作人人身接触接地线、短接钢轨、验电接地过程中接地线连接不牢靠、地线挂好后侵入限界、没有防风摆措施等。撤除接地线与挂接地线的顺序正好相反，即先拆连接导线端，然后再拆回流轨端，否则如果作业程序颠倒，接触网意外来电，就会发生接地安全事故。

将接地线随意放置，挂在运行线路中的拉线或金属管上。其接地电阻不稳定，往往太大，不符合技术要求，还有可能使金属管带电，给他人造成危害。

按不同电压等级选用对应规格的接地线。这也是容易发生习惯性违章之处，地线的线径要与电气设备的电压等级相匹配。

把接地棒线夹接在表面油漆过的金属架或金属板上。这是在电气设备检修场，所挂(撤)地线时常见的违章现象。虽然金属与接地系统相连，但油漆表面是绝缘体，油漆厚度的耐压达10kv/mm，可使接地回路不通，失去保护作用。

使用其它金属线代替接地线。其它金属线接触也不牢固，故障电流会迅速熔化金属线，断开接地回路，危及工作人员生命。

出现少挂(撤)地线或者擅自变更挂(撤)地线地点。接地线数量和挂接点都是经过工作前慎重考虑的，少挂或变换接地点，都会使现场保护作用降低，使工作人员处于危险的工作状态。

工作完毕，检修人员自检、运行人员验收疏忽，漏拆短路线，同时临时接地线的巡视不到位，主变带地线短路合闸，会损坏电气设备和破坏电网的稳定，会导致严重的恶性电气事故；面对1500V的电压，挂(撤)地线的操作人员会有一定的恐慌感。

随着我国的城市轨道交通建设的快速发展，轨道交通的供电检修维护的作业安全成为重点。对地铁车辆顶部设备进行检查、维修、更换作业时，出于高压作业安全防护的考虑，作业人员不但要断开股道的供电，而且要求在作业区域两端将轨道馈电线路进行短接接地，以防止意外供电造成作业区域内人员触电，一旦作业人员在作业时程序出现差错，将造成极大的设备损坏和人员伤害。

因此，对于上述问题有必要提出一种轨道交通安全检修远程智能监控综合管理系。

实用新型内容

针对上述现有技术中存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种轨道交通安全检修远程智能监控综合管理系，可以解决上述问题。

一种轨道交通安全检修远程智能监控综合管理系统，包括班组工作站、安全联锁系统检修调度室集中控制微机柜、检修平台综合控制柜、视频联动监护系统、安全警示系统、智能门禁系统、安全联锁系统、安全联锁系统监控操作台和调度反馈屏，所述班组工作站连接安全联锁系统检修调度室集中控制微机柜，所述安全联锁系统检修调度室集中控制微机柜,所述安全联锁系统检修调度室集中控制微机柜分别连接检修平台综合控制柜、安全联锁系统、安全联锁系统监控操作台和调度反馈屏，所述检修平台综合控制柜分别连接视频联动监护系统、安全警示系统和智能门禁系统，所述安全联锁系统通过工业以太网连接安全联锁系统检修调度室集中控制微机柜。

优选地，所述安全联锁系统检修调度室集中控制微机柜包括验电接地管理主控服务器、视频服务器、门禁管理主机、图像监控主机、光纤接入平台、USP电源、存储服务器、网络视频录像机、视频解码器和以太网交换机。

优选地，所述验电接地管理主控服务器、视频服务器、门禁管理主机、图像监控主机、光纤接入平台、USP电源、存储服务器、网络视频录像机、视频解码器和以太网交换机之间通过工业以太网相互连接。

优选地，所述检修平台综合控制柜包括多业务光传输平台、光纤以太网交换机和安全联锁逻辑控制器，所述光纤以太网交换机和安全联锁逻辑控制器均连接安全联锁逻辑控制器。

优选地，所述视频联动监护系统包括高清红外摄像机和高清红外枪机，所述所述视频联动监护系统包括高清红外摄像机和高清红外枪机均连接光纤以太网交换机。

优选地，所述智能门禁系统包括门禁控制器、外门读卡器、内门读卡器、通电开储能型阳极锁、门磁开关和红外计数器，所述外门读卡器、内门读卡器、通电开储能型阳极锁、门磁开关和红外计数器均连接门禁控制器。

优选地，所述班组工作站包括通讯规约及数据交换设备、工作站和通讯适配器，所述工作站和通讯适配器均连接通讯规约及数据交换设备。

本实用新型有益效果：本实用新型既可用于运营正线，也可用于车辆段列车入库的停电检修作业，通过高压设备检修显示调度、安全联锁防护、平台门禁、安全警示以及图像监控等各系统联锁控制，建立智能化、自动化、网络化和信息化的检修综合作业模式，采用多种监控手段，最大限度的简化操作，提高工作效率，缩减冗余人工，节约管理成本，消除安全隐患，确保作业安全和用电设备安全。

附图说明

图1是本实用新型的结构图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图1所示，一种轨道交通安全检修远程智能监控综合管理系统，包括班组工作站、安全联锁系统检修调度室集中控制微机柜、检修平台综合控制柜、视频联动监护系统、安全警示系统、智能门禁系统、安全联锁系统、安全联锁系统监控操作台和调度反馈屏，所述班组工作站连接安全联锁系统检修调度室集中控制微机柜，所述安全联锁系统检修调度室集中控制微机柜, 所述安全联锁系统检修调度室集中控制微机柜分别连接检修平台综合控制柜、安全联锁系统、安全联锁系统监控操作台和调度反馈屏，所述检修平台综合控制柜分别连接视频联动监护系统、安全警示系统和智能门禁系统，所述安全联锁系统通过工业以太网连接安全联锁系统检修调度室集中控制微机柜。

进一步的，所述安全联锁系统检修调度室集中控制微机柜包括验电接地管理主控服务器、视频服务器、门禁管理主机、图像监控主机、光纤接入平台、USP电源、存储服务器、网络视频录像机、视频解码器和以太网交换机。

其中，所述验电接地管理主控服务器、视频服务器、门禁管理主机、图像监控主机、光纤接入平台、USP电源、存储服务器、网络视频录像机、视频解码器和以太网交换机之间通过工业以太网相互连接，所述检修平台综合控制柜包括多业务光传输平台、光纤以太网交换机和安全联锁逻辑控制器，所述光纤以太网交换机和安全联锁逻辑控制器均连接安全联锁逻辑控制器。

此外，所述视频联动监护系统包括高清红外摄像机和高清红外枪机，所述所述视频联动监护系统包括高清红外摄像机和高清红外枪机均连接光纤以太网交换机。

其中，所述智能门禁系统包括门禁控制器、外门读卡器、内门读卡器、通电开储能型阳极锁、门磁开关和红外计数器，所述外门读卡器、内门读卡器、通电开储能型阳极锁、门磁开关和红外计数器均连接门禁控制器。

其中，所述班组工作站包括通讯规约及数据交换设备、工作站和通讯适配器，所述工作站和通讯适配器均连接通讯规约及数据交换设备。

本实用新型既可用于运营正线，也可用于车辆段列车入库的停电检修作业，通过高压设备检修显示调度、安全联锁防护、平台门禁、安全警示以及图像监控等各系统联锁控制，建立智能化、自动化、网络化和信息化的检修综合作业模式，采用多种监控手段，最大限度的简化操作，提高工作效率，缩减冗余人工，节约管理成本，消除安全隐患，确保作业安全和用电设备安全。

同时平台门禁子系统与其它子系统进行电气联锁，在可靠完成断电、验电接地作业后，授权人员才可进入登顶平台进行作业；根据平台门禁记录的作业人员进、出信息，系统在确认所有授权作业人员全部撤离平台，满足接触网送电条件后，才允许进行离地、送电作业。③系统还有完善的微机五防、带电验电显示、动作警示、车位检测等功能，更加保障检修作业人员的安全。这样，不仅大大缩短了检修作业停送电时间，也降低了值班人员的劳动强度，保障了工作人员的人身安全。系统安全可靠，人员和管理成本大为降低，具有良好的社会和经济效益。

系统实现但不限于以下功能：①检修库各列位车辆出入库(车辆占位或车号识别)、上网智能隔离分合状态、接触网带电状态和残压值、地线挂接与撤除状态的自动检测，平台门禁开闭状态和平台通道进出记录的自动记录，以及各种警示和报警信号的实时发布。③这些综合检修信息实时上传到生产调度或电力调度中心，包括上网隔离开关、接地(离地)状态、平台门禁和通道的高清视频、车辆车号等视频同时上传，实现远程可视化监控管理。④检修调度的音频广播、现场作业人员与调度中心的语音通话等可进行辅助作业确认等。⑤检修调度可定时巡查隔离开关、自动验电和接地装置、门禁系统、报警设备的工作状态和实时信息，这样就对高压检修作业进行全面监视和预警，避免因断/送电、验电接地作业人员不负责任造成的误分/误合上网隔离开关，错、漏挂(撤)地线，带电进出平台通道等安全隐患，以及这些隐患造成人身伤亡和设备损坏重大事故的发生，对提高电网和用电设备的安全性，具有重要的现实意义。

(1)其中集中控制微机柜(以下简称“微机柜”)采用19英寸40U标准网络机柜，为整个安全联锁系统的控制中心，包含如下机架式设备：验电接地管理主控服务器、视频服务器、串口服务器、门禁管理主机、图像监控主机、存储服务器及磁盘阵列、光纤接入平台、千兆以太网交换机、网络视频录像机、视频解码器、UPS电源以及管理工作站等，综合运行如下软件：瑞新轨道交通远程自动挂(撤)地线综合监控终端软件V1.0、瑞新轨道交通远程自动挂(撤)地线视频监控软件V1.0、瑞新安全检修远程智能监视控制综合管理系统(接地系统)门禁控制子系统软件V1.0、轨道交通安全检修联锁管理软件系统V1.0、轨道交通安全检修无线传输跟踪软件系统V1.0、轨道交通安全检修警示管理软件系统V1.0、轨道交通安全检修图形化管理软件系统V1.0、轨道交通安全检修两票三制管理软件系统V1.0(服务器端)。

(2)多屏拼接监控操作台集中显示库内作业股道的工位状态，对应相应股道上网隔离开关分合闸状态、接地线挂(撤)状态、平台门禁作业通道状态等的监视视频信号，并且计算机软件系统采用以图形动画的方式实时显示股道有关状态信号。

(3)调度反馈屏(模拟屏)用于实时显示现场设备的工作参数、运行状态，向调度人员及时、真实、全面地反映系统设备的运行状况。具有电气主接线图及各种信息量模拟显示元件，包括接触网是否带电，上网隔离开关合/分状态，是否挂接地线，门禁是否开启，检修平台是否有人工作等。

系统在停车场或车辆段接触网工班配置一套接地管理工作站，包括通讯规约及数据交换机、管理工作站和通讯适配器等，安装接地管理软件和轨道交通安全检修两票三制管理软件系统V1.0(客户端)。同时配置若干套作业手持终端，用于将操作票信息从工作站传输到手持终端，对咽喉区接地管理设备进行解锁操作。

系统在停车场或车辆段检修调度室配置一套通讯适配器和若干套作业手持终端，用于将操作票信息从微机柜传输到手持终端，进而对库内现场强制闭锁的设备进行解锁操作。

系统在停车场或车辆段检修调度室和接触网工班各配置一台紧急解锁适配器，通过刷卡、密码、网络、短信等授权方式控制每把解锁钥匙的使用，并能够做好使用记录。

系统在停车场或车辆段库区内作业区域配置一套无线网络通讯设备，包括交换机和管理工作站、若干覆盖段内区域的无线基站和电源适配器等，用于建立无线网络，实时无线传输安全联锁操作信息和状态信息。

系统在每个检修平台两端各配置一套综合控制柜，柜内配置安全联锁逻辑控制器、多业务光传输平台、供电电源等，为检修平台的门控系统、安全警示系统和视频联动监护系统提供工作电源，同时作为这些系统接收控制信号、上传状态信号的光纤传输中继。

系统在停车场或车辆段库区内登顶作业检修平台上各配置一整套智能门控系统，安装于库内检修平台两端安全门处，门控系统与整个安全联锁系统实现电气和网络信号双重互锁。在满足安全联锁逻辑的情况下，才能够授权开门登顶作业或关闭平台。具体逻辑参见本方案的4.1节“系统安全联锁操作流程”。

系统在停车场或车辆段库区内登顶作业检修平台上各配置一整套LED显示屏和声光报警器，LED显示屏可以直观的显示对应股道带电状态和接地状态，具备四个显示内容：“有电”、“无电”、“已接地”和“已离地”(可根据用户需要定制)。

声光报警器用于警示系统相应的动作状态和其它异常状态，通常为分合闸前的警示，地线挂接或撤离前的警示，地线挂接时的警示，门禁门锁开启和关闭等。特别是在股道送电前警示尚滞留在作业平台上的作业人员迅速撤离，直到隔离开关闭合。声光报警器安设于检修平台上方钢架立柱上，每股道设置若干声光报警器。另外在隔离开关电控装置、自动接地装置等设备柜体上的醒目位置，门禁系统平台通道门处均设置声光报警器。

系统在停车场或车辆段库区内配置一套视频联动设备，除了检修调度室的微机柜包含的视频服务器、网络视频录像机、视频解码器及管理工作站外，系统在库内检修作业区域，通过按红外高清摄像机和云台摄像机，将检修库整个作业场景及上网隔离开关状态、接地设备状态传输到操作台上，通过大屏幕液晶屏实时监视各部位作业情况，保障作业人员的人身安全。

系统在停车场或车辆段停车列检库、周月检库、静调库、清扫库内带有检修平台的对应股道上设置可视化远程自动挂(撤)地线装置，安装于隔离开关柱下轨旁，采用稳定可靠的工业核心控制器，运行瑞新轨道交通远程自动挂(撤)地线远端监控软件V1.0，通过多重自动验电措施，实现远程自动验电接地操作，并与系统实现安全联锁，保障设备用电和人员安全。装置内置摄像头，可实时监控接地状态。

系统在停车场或车辆段停车列检库、周月检库、静调库、清扫库内不设检修平台的对应电化股道的隔离开关处设置联锁元件，对隔离开关强制闭锁，隔离开关只有通过手持终端解锁后才可以操作，防止误操作。

系统在停车场或车辆段停车列检库、周月检库、静调库、清扫库内不设检修平台的电化股道设置卡接式验电桩和接地桩，用于实现接触网的接地验电操作。

系统在停车场或车辆段咽喉区隔离开关处设置卡接式验电桩和接地桩，用于实现接触网工班的接地验电作业，防止误操作。

系统在停车场或车辆段接触网工班配置一面智能地线屏柜，柜内包含地线管理主机、检测闭锁机构、数字地线和验电线等，用于实现对咽喉区接触网验电接地操作的管理。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种轨道交通安全检修远程智能监控综合管理系统,其特征在于：包括班组工作站、安全联锁系统检修调度室集中控制微机柜、检修平台综合控制柜、视频联动监护系统、安全警示系统、智能门禁系统、安全联锁系统、安全联锁系统监控操作台和调度反馈屏，所述班组工作站连接安全联锁系统检修调度室集中控制微机柜，所述安全联锁系统检修调度室集中控制微机柜,所述安全联锁系统检修调度室集中控制微机柜分别连接检修平台综合控制柜、安全联锁系统、安全联锁系统监控操作台和调度反馈屏，所述检修平台综合控制柜分别连接视频联动监护系统、安全警示系统和智能门禁系统，所述安全联锁系统通过工业以太网连接安全联锁系统检修调度室集中控制微机柜。

2.如权利要求1所述的一种轨道交通安全检修远程智能监控综合管理系统,其特征在于：所述安全联锁系统检修调度室集中控制微机柜包括验电接地管理主控服务器、视频服务器、门禁管理主机、图像监控主机、光纤接入平台、USP电源、存储服务器、网络视频录像机、视频解码器和以太网交换机。

3.如权利要求2所述的一种轨道交通安全检修远程智能监控综合管理系统,其特征在于：所述验电接地管理主控服务器、视频服务器、门禁管理主机、图像监控主机、光纤接入平台、USP电源、存储服务器、网络视频录像机、视频解码器和以太网交换机之间通过工业以太网相互连接。

4.如权利要求3所述的一种轨道交通安全检修远程智能监控综合管理系统,其特征在于：所述检修平台综合控制柜包括多业务光传输平台、光纤以太网交换机和安全联锁逻辑控制器，所述光纤以太网交换机和安全联锁逻辑控制器均连接安全联锁逻辑控制器。

5.如权利要求4所述的一种轨道交通安全检修远程智能监控综合管理系统,其特征在于：所述视频联动监护系统包括高清红外摄像机和高清红外枪机，所述视频联动监护系统包括高清红外摄像机和高清红外枪机均连接光纤以太网交换机。

6.如权利要求5所述的一种轨道交通安全检修远程智能监控综合管理系统,其特征在于：所述智能门禁系统包括门禁控制器、外门读卡器、内门读卡器、通电开储能型阳极锁、门磁开关和红外计数器，所述外门读卡器、内门读卡器、通电开储能型阳极锁、门磁开关和红外计数器均连接门禁控制器。

7.如权利要求6所述的一种轨道交通安全检修远程智能监控综合管理系统,其特征在于：所述班组工作站包括通讯规约及数据交换设备、工作站和通讯适配器，所述工作站和通讯适配器均连接通讯规约及数据交换设备。