摘要：針對高速公路隧道配電房管理現(xiàn)狀，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，設(shè)計了一套無人值守的配電房智能監(jiān)控管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)可實時監(jiān)控配電房的運行狀態(tài)，遇到異常情況能及時向監(jiān)控員發(fā)出報警,保證了隧道內(nèi)交通的安全運行。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；無人值守配電房；智能監(jiān)控管理系統(tǒng)

引言

高速公路隧道配電室通常分散，相距較遠，地理環(huán)境復雜，不利于人工管理和維護。配電室的內(nèi)部設(shè)備非常重要，是隧道機電系統(tǒng)的核心設(shè)備。因此，人們對配電室的運行環(huán)境和安全管理提出了新的要求，需要對煙霧、溫度和濕度、配電設(shè)施、門禁狀態(tài)、室內(nèi)照明、通風、人員入侵和視頻信息進行集中監(jiān)控和管理和分析，以便人們及時準確地掌握設(shè)備運行信息，實現(xiàn)故障的準確定位，為配電室的安全可靠運行提供有力的保障。

1隧道配電房管理現(xiàn)狀

以某高速公路隧道管理辦公室為例，管理辦公室管轄3個隧道，共5個配電室，已投入運行15年。當時配電室設(shè)計標準低，沒有配置智能管理系統(tǒng)，無法監(jiān)測配電設(shè)備的監(jiān)控和配電室環(huán)境。現(xiàn)有的監(jiān)控設(shè)施只能讓監(jiān)控人員通過安裝在配電室的攝像頭進行實時監(jiān)控，抽屜柜的開合閘可以通過控制軟件實現(xiàn)。外勤人員每天只檢查一次配電室，沒有實時監(jiān)控配電室。隧道配電室設(shè)置在山區(qū)，植被炎熱，動物潮濕。

2物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分。顧名思義，物聯(lián)網(wǎng)是一個連接物體的互聯(lián)網(wǎng)，包含兩層含義:第二，它的用戶端延伸和擴展到任何物體之間，進行信息交換和通信。

物聯(lián)網(wǎng)主要由三部分組成:感知互動層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層和應用服務(wù)層。感知互動層主要由傳感系統(tǒng)、識別系統(tǒng)和相關(guān)外圍設(shè)備組成，主要負責信息采集、信息轉(zhuǎn)換和信息采集，包括各種配電室的溫濕度傳感器、電力儀表、防盜傳感器、煙霧傳感器、攝像頭等設(shè)備。傳感器是一種觀察和測量設(shè)備，類似于人類的感官系統(tǒng)。傳感器技術(shù)涉及許多學科，包括光學、聲學、半導體技術(shù)、測量技術(shù)、信息技術(shù)和微電子技術(shù)。

網(wǎng)絡(luò)傳輸層，包括移動數(shù)據(jù)、藍牙、光纖、電纜等，主要負責信息的提取和傳輸，是連接應用層和感知層的數(shù)據(jù)通道。其主要技術(shù)包括無線通信技術(shù)、Web技術(shù)、數(shù)據(jù)管理技術(shù)、ZigBee技術(shù)等。通過物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)了多種不同設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)接入，通過物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)了感知層中感知設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)傳輸層的連接。應用程序?qū)影ū镜刂鳈C和控制器、物聯(lián)網(wǎng)中間件和物聯(lián)網(wǎng)應用平臺。

應用層主要基于計算機和軟件技術(shù)進行各種數(shù)據(jù)處理。云計算技術(shù)作為海量數(shù)據(jù)的存儲和分析平臺，是物聯(lián)網(wǎng)應用層的重要組成部分。物聯(lián)網(wǎng)中間件可以統(tǒng)一包裝計算機管理、設(shè)備控制和定位，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與各行業(yè)的服務(wù)系統(tǒng)連接起來，處理、過濾和整合互聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，提供給所需的后端應用系統(tǒng)。

3隧道配電房智能監(jiān)控管理系統(tǒng)設(shè)計

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，本文提出了隧道配電室智能監(jiān)控管理系統(tǒng)的集成技術(shù)解決方案。本文以一個配電室為例，設(shè)置供配電設(shè)備的數(shù)據(jù)實時監(jiān)控系統(tǒng)，通過在配電室內(nèi)設(shè)置環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，檢測漏水、煙霧、溫度和濕度、人員入侵等信息，監(jiān)控各種設(shè)備的運行狀態(tài)，并上傳到中控室，實現(xiàn)設(shè)備的集中監(jiān)控和統(tǒng)計分析，實現(xiàn)及時記錄、查詢和自動報警等功能，讓監(jiān)控人員和現(xiàn)場人員及時接收報警信息，及時處理異常事故。

隧道配電室智能監(jiān)控管理系統(tǒng)由智能設(shè)備、傳輸線路和集成監(jiān)控主機組成。配電室內(nèi)的所有設(shè)備都通過以太網(wǎng)和串口服務(wù)器連接到網(wǎng)絡(luò)中；集成監(jiān)控主機直接連接到監(jiān)控以太網(wǎng)，與中控室網(wǎng)絡(luò)連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互。系統(tǒng)框架如圖1所示。該系統(tǒng)采用集中管理和分散控制，既滿足了分散監(jiān)控點集中統(tǒng)一管理的需要，又滿足了數(shù)據(jù)安全的要求。

4軟件設(shè)計配電房智能監(jiān)控管理系統(tǒng)

配電室智能監(jiān)控管理系統(tǒng)軟件集中處理、記錄、統(tǒng)計監(jiān)控服務(wù)器收集的現(xiàn)場數(shù)據(jù)，生動地在界面上顯示數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果，讓監(jiān)控人員和現(xiàn)場人員直觀輕松地掌握整個配電室的運行狀態(tài)。此外，該系統(tǒng)還具有權(quán)限管理、報警管理、日志管理、報表輸出等功能。配電室監(jiān)控軟件實現(xiàn)了與視頻監(jiān)控系統(tǒng)和隧道控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互。

該系統(tǒng)軟件需要支持TCP//IP、Modbus、許多協(xié)議，如SNMP，支持二次開發(fā)，具有以下功能：

（1）隧道配電室的位置和各配電柜、抽屜柜的位置采用電子地圖模式直觀顯示。通過全局地圖，我們可以了解配電室是否有報警信息。在地圖中選擇配電室后，我們可以進入配電室進行整體檢查，包括檢查溫度和濕度等信息。在布局圖上選擇配電柜可以查看配電柜的電壓、電流等信息。

（2）通過查看系統(tǒng)日志和報告，可以了解各種設(shè)備的運行狀態(tài)，并生成報告。

（3）在監(jiān)控系統(tǒng)軟件上，可以隨意選擇聯(lián)動設(shè)備。例如，當檢測到配電室的溫度達到設(shè)定值時，打開排氣扇，冷卻配電室以保護設(shè)備。當煙霧傳感器檢測到火煙時，立即自動啟動排氣扇，自動切斷智能斷路器和電源。這些功能使得實現(xiàn)“無人值守"配電室成為可能。

5安科瑞配電室環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)

5.1概述

配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)包括智能監(jiān)控系統(tǒng)屏幕、通信管理機、UPS電源、視頻監(jiān)控子系統(tǒng)(云臺球機、槍機)、環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)(溫度、濕度、水浸、煙霧)、控制子系統(tǒng)(燈光、空調(diào)、除濕機、風扇、水泵)、門禁監(jiān)控子系統(tǒng)(讀卡器、開門按鈕、磁鎖)、安全監(jiān)控子系統(tǒng)(雙鑒探測器)。

5.2應用場所

適用于35kV及以下用戶端供配電自動化系統(tǒng)的工程設(shè)計、施工和運行維護，如軌道交通、工業(yè)、建筑、學校、商業(yè)綜合體等。

5.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

5.4系統(tǒng)功能

實時監(jiān)控；數(shù)據(jù)查詢；曲線查詢；操作報告；實時報警；歷史事件查詢；用戶權(quán)限管理；網(wǎng)絡(luò)拓撲圖；遙控功能

5.5系統(tǒng)硬件配置

6結(jié)語

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)設(shè)計的隧道配電房智能監(jiān)控管理系統(tǒng)，實現(xiàn)了隧道配電房集中監(jiān)控、故障定位準確、及時報警的管理模式，提高了對隧道配電房的監(jiān)控能力和數(shù)據(jù)自動化處理和分析水平，為高速公路信息應用和綜合管理系統(tǒng)應用提供了有力的運行維護，延長了設(shè)備的使用壽命。

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