运行中的天津轻轨SCADA系统

白跃中

摘要：本文着重从建设天津轻轨的意义和作用、天津轻轨中的SCADA系统的意义、系统构成、重要性分别进行了阐述，特别是SCADA系统的体系结构、总线结构、系统安全和通信方式等相关技术发展的新动向，以及为了在二期工程中使SCADA系统更加完善、便于使用、满足功能的前提下力求简单，应采取的策略进行了探讨。

关键词：电力监控系统；城市轨道交通；自动化系统；构成方案

1.建设天津轻轨的意义

天津是我国重要的城市之一。改善城市交通状况已经迫在眉睫。而对于天津来说，建设一条现代化的轻轨显得尤为重要。建设天津市区至滨海新区轨道交通工程对天津市实施哑铃式发展规划和“一条扁担挑两头”的整体经济发展布局。对天津市工业战略东移、对天津海新区建设、对促进沿线经济发展等具有非常重要的现实意义。同时。为响应和配合海河沿岸综合改造开发工程。将建设由一期的中山门车站至中心广场的天津轻轨二期工程。可以提高轻轨的使用效率。缓解由河东区至中心市区的交通压力。随着二期建成后将成为连接滨海新区和市中心快捷的交通工具。与即将修建的地铁工程一起构成天津市的主要交通网络。可以大大减少人们的出行时间。

2.为什么在轻轨供电系统中设计SCADA系统

SCADA系统即英文Supervisory Control And Data Acquisition。中文简称电力监控系统。SCADA系统是实现轨道交通供电系统自动化调度管理的重要工具。天津快速轨道交通工程SCADA系统是在满足技术经济合理的基础上。使系统的构成方案具有安全性、完整性、可靠性、可维护性及工程可实施陛，并在此基础上使之更先进。对于天津轻轨的运营来说。保证行车是最基本的。而保证行车的前提是供电系统必须安全稳定。可见。供电系统在天津轻轨的运营中的作用是很重要的。而SCADA系统是整个供电系统的心脏。是重中之重。

3.天津轻轨中SCADA系统的特点

3.1主站调度系统构成方案

电力监控系统的控制中心主站系统是全线供电系统的控制中枢。同时负责与其它系统的协调配合工作。因而主站系统性能的优劣。直接关系到全线供电系统的安全与可靠运行。

3.2系统网络构成

控制中心调度系统采用开放型、分布式计算机局域网络结构。主从网络节点方式，客户机，服务器模式。双网冗余配置。网络协议采用TCP/IP协议。网络速率为10Mbps/100Mbps自适应。在其双网结构中。两网络的功能完全等价。相互备用。当其中一个网络发生故障时。不影响监控系统的功能。

3.3系统网络备用模

系统网络工作模式采用双网并行工作方式。正常情况下双网同时工作，并可根据需要分担不同的数据传输，实时性好。网络负荷轻，当某一网络故障时，系统给出报警信息，并由非故障网络承担全部的数据传输。

3.4系统网络服务器管理工作模式

目前在网络服务器工作方式方面。推荐采用“1+N”冗余工作模式。该模式是在网络系统硬件配置不变的情况下。当主服务器故障时，由备用服务器替代，当备用服务器也故障时。按软件定义顺序由网上其他计算机临时替代服务器的网络管理功能。保证系统的实时调度、监控等功能的正常运行，如此循环往复。直至网络上的最后一台计算机故障。网络才真正停止运行。该工作模式在没有增加硬件投资的情况下。实现了重要功能一台主用，N台备用。因此系统安全可靠性更高。

3.5操作系统构成方案

目前。电力监控系统采用的操作系统主要有Unix、WindowsNT等。这些操作系统具有实时、多任务、多用户等特点。但相比较而言。Unix操作系统不仅是面向工作站级计算机。而且也是面向服务器级计算机的操作系统。其高度的稳定性、强大的处理能力、成熟的运行经验以及高度的安全性，被广泛应用于工业控制、军事及其他大型重要、核心控制系统中。同时，Unix在网络安全方面更优于Windows NT。

3.6时钟对时系统配置

考虑到沿线各车站均为高架或地面式。GPS的接入比较方便。在时钟同步方式的选择上推荐主站和被控站全部采用全球定位系统保持时钟同步。并在主站引入外部主母钟通道。作为主时钟的后备。

4.SCADA系统的重要性

电力监控系统是实现轨道交通供电系统自动化调度管理的重要工具。因而电力监控系统性能的优劣。将直接关系到全线供电系统的安全与可靠运行。天津线变电所都按照无人值班设计的。对设备运行状况及现场情况的巡视都要通过电力监控系统来完成。天津快速轨道交通工程电力监控系统是在满足技术经济合理的基础上。使电力监控系统的构成方案具有安全性、完整性、可靠性、可维护性及工程可实施性，并在此基础上使之更先进。

在电力调度中心内设一套电力监控调度系统及相应的调度通信设施。在沿线各变电所设置电力监控系统被控站。被控站采用全所综合自动化系统。主站与各被控站之间通过通信专业提供的数据传输通道。实现对供电系统及设备运行状况的实时监控。为电力调度提供自动化管理手段。保证供电系统的安全可靠运行。电力监控系统的被控站设在沿线的变电所内。被控站采用微机型全所综合自动化系统，该系统采用集中管理，分散、分层、分布式系统结构，由站级管理层、网络通信层、间隔设备层三部分组成，完成对系统控制、监视、测量、保护、自动控制、所内集中自动化管理及远程通信等功能。本通信系统具有速度快。可靠性高。可扩展性强等特点。已经成功的应用于多家变电站的电力监控系统。