高速铁路机电设备的应用需求与监控系统

丁玉成

(中铁十一局集团第一工程有限公司,湖北 襄阳 441104)

1 引言

高速铁路具有非常良好的发展前景，主要是朝着更加安全、经济的方向发展。随着人们对资源问题的重视程度越来越高，高速铁路的建设应该更加的节能环保。为了让我国的高速铁路水平能够达到理想的状态，我国还需要进行很多的相关研究，而机电设备监控系统在高速铁路中的应用就是需要研究的内容之一。在高速铁路中，其机电设备监控系统主要的工作是对高速铁路沿线的很多建筑物等进行监控。这些建筑物包括像车站等机电设备或者是像电力，照明等设备。机电设备监控系统采用的都是非常先进的技术，这些技术包括计算机技术，控制技术以及通讯技术等。机电设备监控系统能够有效的提高高速列车运行的安全性，并减少对能源以及劳动力的使用。

2 机电设备监控的应用

2.1 在地铁中的应用

机电设备监控在地铁中具有非常广泛的应用，同时也具有非常快的发展速度。从系统结构的角度来说，我国地铁中的机电设备监控主要有3种存在形态。它们分别是全线设机电设备监控中心的集中监控系统，分散式监控系统和综合监控系统。其中全线设机电设备监控中心的集中监控系统要对机电设备进行三级的控制。而另外一种分散式监控系统主要是对机电设备进行二级监控。而最后一种综合监控系统也可以被称之为主控系统，因为它是很多个系统的集合，主要的作用是对各个系统进行集中管理。子系统中的信息必须要经过综合监控系统来进行传输，因为子系统是无法自己来进行信息传输的。

2.2 在高速公路中的应用

在高速公路中的隧道，大型桥梁和大型交通枢纽处一般都会安装机电设备，而高速公路中的机电设备监控系统也包含了很多种类的监控系统，比如说电力监控系统、照明监控系统等。每一个系统都具有一定的独立性，但是不同系统之间又具有一定的联系，能够实现相互协作。目前来说，一般都是一个省对应一个监控中心，来对高速公路进行监控管理。而省级以下又分成了很多个分支来进行进一步地细化管理。一般是以太网作为控制网络，而PLC作为现场控制器。

3 高速铁路机电设备特征分析

机电设备监控系统的特点与主体设备的特点之间存在一定的联系，而在高速铁路中，其机电设备也具有很多的特点。高速铁路的车站一般都具有非常大的客流量，所以为其提供一个安全舒适的环境是非常有必要的。在车站等建筑内，一般都会配备有很多的机电设备，比如说像照明设备、空调设备等等。而机电设备在区间中具有较少的分布。在高速铁路的沿线一般都具有较多的机电设备，所以其在工作的过程中会产生大量的能量消耗。而其产生的这些能耗占据了相关建筑物总能耗的绝大部分。而通过机电设备监控系统进行控制与管理可以有效的减少能源的消耗，从而实现对能源的科学管理。机电设备监控系统的未来发展是值得期待的。高速铁路的沿线机电设备的智能化与自动化可以有效的提高相关机电设备的维修水平。高速铁路周边良好的通讯环境为机电设备的自动化监控提供了一定的条件。另外，相关管理机构的管理模式较为统一规范，管理过程的专业性较强。

目前，我国高速铁路机电设备监控系统的监控对象有很多种，首先是变配电设备。变配电设备主要包括像车站等高速铁路设施中的配电设施，变压器以及自备柴油发电机以及其他复合的电源设备等。机电设备监控系统主要监控的内容包括配电电路的开关状态以及电路中的电流、电压等。同时，机电设备监控系统主要是对电源设备的开关进行控制，并自动对备用发电机进行开关操作。另外是照明设施。高速铁路沿线建筑中的照明设施种类较多，而且其分布也比较广泛。对于某些照明设备来说，其能否被良好控制决定了相关工作是否能够顺利进行。对于不同的照明场所来说，监控系统要根据客流以及客车出发时间等因素来决定是否要进行照明和照明的亮度。像广告、综合维修等照明设施，一般都需要根据其工作的要求来对其进行进一步的控制。监控系统主要是对照明设施的开关状态进行控制，其可以通过人工来进行控制，也可以进行自动化的管理。最后是环控设施。该设施主要包括的系统有空调通风系统和空调水系统。其中通风系统和水系统都有很多的关键组分来组成。监控系统主要监控的内容是环境的温度以及冷却水的温度等。当然，监控系统所监控的内容还有很多，特别是对于一些比较重要的场所来说，其相关的监控系统与机电设备监控系统之间也有非常紧密的联系。

4 机电设备监控系统在高速铁路中的应用

4.1 机电设备监控系统的设计原则

在高速铁路车站以及隧道等建筑物中的机电设备较多，为了使其达到良好的工作效率，在对相关方案进行设计时需要秉承一定的原则。首先，机电设备监控系统中的相关技术应该达到国际上较为先进的水平。同时该系统在操作的过程中也应该具备一定的简便性，不然，太繁琐的操作容易导致失误的情况发生达不到良好的工作效果。另外，高速铁路行业的相关人员一般不具备太强的操作能力，所以简便的操作方式比较适合其实际情况。另外，因为高速铁路在运行的过程中受到的电磁波的干扰比较严重，所以在对高速铁路进行设计时，要求其必须要具有较强的安全性，所以机电设备监控系统必须要足够的可靠。与此同时，机电设备监控系统也应该具备一定的开放性。因为一定的开放性能够帮助系统具有更好的兼容能力，能够更好的满足用户的需求。在满足客户各方面需求的条件下，机电设备监控系统应该具有更加良好的配置，从而能够有效地降低其消耗的各种成本。各个子系统之间是相互独立的，但也是相互联系的。不同的子系统可以交由一个系统来进行统一的控制，从而能够使控制的过程更加的便利。每个子系统都有属于自己的功能，虽然说是通过一个系统来将各种系统联系到一起，但是并不妨碍子系统各自功能的发挥。伴随着铁路业务突飞猛进的发展，监控系统需要控制的设备越来越多，所以其在监控的过程中也会面对很多的压力。相关人员在设计的过程中，要剩余一定的控制容量，不能将其全部占据，不然没有办法在系统中找到新的控制点。当然，监控系统中的相关技术也需要得到进一步的发展，因为伴随着时代的改变，高速铁路的应用越来越广泛。

4.2 车站机电设备的监控

高速铁路的客运车站数量相对于普通铁路来说还具有较大的差距，但是因为高速铁路属于一种比较新兴的交通方式，所以其一般都存在于一些比较发达的地区。高速铁路的客运量大，同时其发车密度也比较大，所以对于高速铁路的车站来说，良好的环境是非常重要的。同时，在车站中建立能够节省能源，并提高效率的机电设备是我们所要不断努力的目标。车站可以根据其技术以及客运量来进行分类，其中根据其技术专业可以分为始发站，中间站以及越行站。一般来讲，始发站具有较大的规模。车站机电设备监控系统设置一般要以车站为基本单元，虽然说在车站内并没有设立起机房设备监控系统调度中心，但是在必要的时候，可以通过其他的接口来实现系统之间的信息共享。对于大中型车站来说，其包含的机电设备较多，包括低压变配电，照明系统等。车站机电监控系统的主要成分有中央监控站、控制器、传感器、执行器以及通讯网络等。

5 结语

简单的机电设备监控系统已经在我国的很多城市投入使用，并取得了显著的效果。对于高速铁路来说，机电设备监控系统的设立能够有效地改善运行的环境，并提高行车的安全水平。同时，机电设备监控系统也具有节约能源，提升综合维修管理能力的能力。机电设备监控系统中涉及到的技术内容较多，而如何将这些技术有效地融合到设计的过程当中也是我们值得思考的问题。我国还需要加强对相关技术的研究力度，不断提升机电设备监控系统的监控水平，进一步地促进我国高速铁路交通的发展。