5T探测站运维管理系统设计

李铁男

(中国铁路武汉局集团公司 襄阳车辆段，工程师，湖北 襄阳441100)

在铁路沿线为满足铁路日常运行需要设有5 T探测站无人值守机房，5 T探测站机房内设备在铁路日常安全运行起到至关重要作用[1-2]。针对5 T探测站存在的突出矛盾即一方面机房具有无人值守、设备昼夜连续工作的特点，当机房出现设备故障时无法自动判断和报送故障原因，需要先由主管维修单位到现场勘察后根据故障点通知相关责任单位处理；另一方面，机房内设备涉及检修主管单位、供电、通讯等多个单位，因责任认定耗时过多、沟通协调存在不足，致使故障难以及时排除。为解决这一矛盾，研制了5 T探测站运维管理系统[3-5]。

1 系统主要功能和特点

1）供电状态检测及供电异常报警功能。系统分别在双路引入电、转换器、电源控制箱、UPS 处设有电源监测点，可精准判断供电故障导致原因，对单路断电、控制箱开关跳闸等能做到精准报警。系统带有备用电源，在现场UPS电源电能损耗殆尽时，确保24 h内提供数据检测服务；

2）通讯状态检测及判断通讯中断故障点、本地通讯设备死机尝试自动恢复功能。通讯方式采用多通道信号传输途径，电话拨号、路局网络通道、

3 G/4 G 通道结合电脑客户端及手机APP 等实现信号传输，方便快捷，保障不管在什么情况下至少有一种通讯方式可以将数据送达到客户端；

3）视频功能。可对机房日常作业情况进行视频拍摄，实现实时观看、本地存储等多种需求，为机房日常维护提供视频资料。当设备出现人为损坏或故障时可第一时间提取现场视频资料。对雪堵、施工破坏等情况可第一时间了解现场情况；

4）门禁功能。为记录探测站门禁开关信息并将信息存储在分机硬盘，当主机需要时可以通过网络提交给主机，为提取有效视频段提供时间节点。出现非法闯入时在主机弹出报警信号；

5）电子台账功能。系统将现场作业所有需填写表格电子化，作业人员每次填表时系统自动获取上一次填表数据，除部分变更项需要修改其他都为默认，缩短填表作业时间提高检修效率，电子表格可实现远程共享，在可访问设备IP 的任何终端设备上只要安装了远程读取软件及正确输入管理密码后都可查阅现场作业表格；

6）环境测试功能。可对现场温湿度、烟雾、火焰、进水等情况进行实时监控并及时报警。对红外线设备直流电源箱工作电压进行监测，对空调进行远程控制操作；

7）AC 220 V 电源模块中有集成滤波模块，确保交流电谐波小于输出的1%，系统还采用三级感应防雷设计，确保供电安全；

8）系统采用自动轮询式数据抓取，无需人工操作，操作简单易于上手；

9）故障时系统自动将设备状态导向对5 T 探测站设备最安全状态，不介入机房内5 T 探测站设备，不影响5 T 探测站设备正常运行，机房内其他设备死机可通过此系统远程对死机设备重启恢复运行。

2 系统结构

图1 为系统结构示意图。此系统由机房终端设备、通讯通道及主控软件组成，其中主控软件分为电脑软件版与手机APP 客户端。终端设备主要负责数据采集，现场出现异常状态时进行判断并向软件终端报警，报警通道可通过多种方式实现。确保不管现场环境多复杂，也要做到设备通讯安全可靠。

图1 系统结构示意图

3 技术实现

3.1 构建管理系统图2 为机房运营管理系统示意图。

图2 机房运营管理系统示意图

1）供电状态检测及供电异常报警。该系统可对供电电压进行测试，电压值在160 V 到250 V 之间默认为正常供电，当电压超出、低于该输出电压及停电时，会及时向值班室主机报警。对现场供电故障点进行判断，可自动区分供电故障点并将判断结果在主机软件及APP 客户端提示。图3 为供电检测示意图。

图3 供电检测示意图

2）通讯状态检测及判断通讯中断故障点。图4为终端设备连接示意图。

图4 终端设备连接示意图

终端设备可对所有通讯节点进行检测，当设备故障是由通讯中断导致时，终端设备会在设置的时间里对整个网络进行检测，并将检测结果通过3G/4G 网络传送给软件终端，软件终端通过算法及分析可快速锁定通讯中断节点，分别如图5、图6所示。

图5 线路中断通讯节点示意图

图6 网络设备故障通讯节点示意图

5 T 探测站运维管理系统安装在机房的终端设备将定期检测本机房内通讯设备是否死机，如果检测本机房通讯设备死机，终端设备将自动对通讯设备复位，避免检修人员赴现场处理。

3）机房内其他设备死机远程重启恢复运行。5 T 探测站运维管理系统带有远程控制功能，可对无人值守机房现场可能出现设备死机的设备进行远程复位使其能正常使用，避免人员赴现场处理。

4）电源箱直流工作电压监测功能。电源箱直流工作电压监测功能，将检测端子并联于红外线直流电源箱监测端子上，可自动测试直流电源箱工作电压值，并形成报表。当现场电源箱直流电压出现问题时主动向主机报警。

5）电源箱直流工作电压监测功能。视频功能对作业环境现场实现无死角覆盖，机房内外一共安装三个摄像头分别监控以下区域：

（1）枪型摄像机：监控机房内设备工作状态及指示等状态；

（2）室内全景摄像机：监控机房内部图像；

（3）红外球机：监控室外探头及磁钢。

视频监控网络传输可根据现场网络环境灵活选择传输和存储模式，最低实时视频传输速率可保证2M 以下稳定传输。在最差网络环境时可保证视频远程下载。配合门禁功能可第一时间截取有效视频段供客户下载。图7为视频监测示意图。

图7 视频监测示意图

6）门禁功能。可对机房门禁开关进行全程记录并将门禁变化信息存在分机工控机内，当门禁被触动时分机立即向主机报警。并显示门禁触发站点信息。当需要调取日常检修作业视频时在回放界面可与门禁时间联动，查询门禁开关门时间节点可直接双击调阅该段时间视频。图8为门禁示意图。

图8 门禁示意图

7）防雷功能。电路正常工作时电路主要从主电源通道输入后端设备，当设备遭受雷击，主电路遭到破坏时，电路会通过继电器自动切换到旁路，保证正常供电。当主路旁路防雷都被击穿时会导致设备停电。防雷模块可为现场设备增加一道安全防护措施，保证雷击后尽量少的减少现场设备损坏。从而提高设备开机运行时间。

8）电源稳压功能。设计电源稳压滤波处理，当现场电源电压波动较大或者电源谐波浮动较频繁时，分机设备可将电源电压稳定在输入电源电压1%范围内，并有效滤除电源谐波。

9）电子台帐功能。将现场日常检修填写纸质表格以电子表格的形式存储在分机工控电脑内，并进行统一管理。有效防止台帐造假，一次检修多次填表等问题。结合视频监控可实现填表时间与门禁视频时间比对，对检修项进行逐项比照。电子台帐可远程调阅，并在终端软件上设置超级用户，可对现场表格进行增删改。电子台帐采用填表常见项使用默认值原则，大大减少了人工填表时间除少数浮动数据需要填写其他都为默认值。让工人有更多的时间去检修设备。

10）环境测试功能。设备内设有多个环境采集传感器，可对现场温湿度、烟雾、进水等情况进行实时监控，且能及时给出报警输出。

11）空调控制功能。设备可与现场温度传感器进行联动，当现场温度过高时可自动控制现场空调开关机及设置制冷温度。

12）多通道信号传输功能。多通道信号传输途径，系统采用电话拨号、路局网络通道、3G/4G 结合电脑客户端及手机APP 等实现信号传输，确保信号传输安全可靠，用户体验方便快捷。

4 结束语

本文所设计的5 T 探测站运维管理系统可协助提供机房可能出现的故障点，方便相关运维人员及时有效地进行处理、提高效率，对无人值守特性的机房日常安全运行进行全方位监控，起到至关重要作用；对人员作业安全、文档管理、设备稳定运行等提供很好的辅组作用。经现场实际应用，获得了用户的一致好评。