可靠性分析背景下城市轨道交通供电PSCADA系统设计及实现分析

任 觅（重庆市轨道交通（集团）有限公司，重庆 404100）

可靠性分析背景下城市轨道交通供电PSCADA系统设计及实现分析

任 觅
（重庆市轨道交通（集团）有限公司，重庆 404100）

摘 要：城市轨道交通PSCADA系统是城市轨道交通电力系统的重要组成部分，对城市轨道交通电力系统的正常运行有十分重要的作用。城市轨道交通PSCADA系统能对城市轨道交通全线电力设备运行情况进行动态监测，还能及时处理供电系统的各种异常现象，确保供电系统的安全运行。本文从可靠性背景下，分析了城市轨道交通供电PSCADA系统的设计及实现，从而为同类研究提供参考。

关键词：可靠性；城市轨道交通；PSCADA系统

电力监控系统（PSCADA系统）是城市轨道交通监控系统的重要组成部分，PSCADA系统的设计方案对整个城市轨道交通综合监控系统的可靠性、稳定有很大的影响，因此，在进行城市轨道交通供电PSCADA系统设计时，要根据实际情况，选用合理的技术方案和组网方式，确保PSCADA系统的安全可靠。下面就可靠性分析背景下城市轨道交通供电PSCADA系统设计及实现进行分析。

1 城市轨道交通供电PSCADA系统的构成

城市轨道交通供电PSCADA系统主要是一个基于城域网地理分散，面向系统集成应用的实时分布式综合监控系统，PSCADA系统是通讯技术、计算机网络技术在城市轨道交通应用的重要体现，城市轨道交通PSCADA系统能对全线变电设备进行监控，并采集、分析变电设备的运行数据，从而为供电系统的调度、维护等提供科学的依据。城市轨道交通PSCADA系统主要由电力调度自动系统、变电所综合自动化系统、通信通道等三部分组成。

电力调度自动系统主要由调度端硬件平台、调度端系统软件、调度端数据库系统、调度端信息收集系统、调度端人机联系系统等部分组成；变电站综合自动化系统具有一次设备监控、运行数据采集、事件顺序记录等功能，同时还能承担整个变电所信息处理、调度通信、中央信号、保护自动化等功能；城市轨道交通供电PSCADA系统的通信通道有两方面，一是站内通信，实现站控层单元和间隔单元的数据交换，二是前置网，也就是站控层单元和控制中心的前置机进行数据交换。

2 城市轨道交通供电PSCADA系统的设计

城市轨道交通是一种大容量、高速、快捷的公共交通工具，其安全性、可靠性对广大乘客的生命安全有直接的影响，同时由于城市轨道交通是一个复杂的系统，无论哪一个环节发生故障都会对整个轨道交通的安全性、可靠性造成影响，而供电系统是影响城市轨道交通安全、可靠运行的关键环节，因此，提高城市轨道交通供电PSCADA系统的可靠性是十分重要的。目前，在城市轨道交通供电PSCADA系统设计中，经常会采用工业以太网技术，这种技术在产品强度、适用性、可靠性、实用性、抗干扰性、安全性等方面有很大的优势，下面就工业以太网技术在城市轨道交通供电PSCADA系统设计中的优势及应用进行分析。

2.1 工业以太网技术的优势

工业以太网的硬件设备是采用低功耗工业级芯片、插件、连接器等制作而成，具有良好的机械环境适应能力、气候环境适应能力、电磁环境适应能力。工业以太网采用全双工通讯技术、交换式以太网技术、虚拟局域网技术等进行高数据传输，极大的提高了通信的实时性和准确性。工业以太网的网卡价格比较低，联网成本比较低，同时维护成本也比较少，因此， 将工业以太网技术应用在城市轨道交通供电PSCADA系统能有效地提高轨道交通的运行可靠性。

2.2 工业以太网在城市轨道交通供电PSCADA系统中的应用形式

目前，工业以太网在城市轨道交通供电PSCADA系统的应用主要有专用工业以太控制网络、混合Ethernet/Field bus网路结构、Web网络监控平台等三种形式，其中专用工业以太控制网络是将以太网渗透在整个网络，将整个城市轨道交通供电PSCADA系统覆盖，这样城市轨道交通供电PSCADA系统具有良好的互连性和扩展性，能实现真正的全开放网络体系结构；混合Ethernet/Field bus网路结构是现场总线和以太网的一种集成形式，控制网络采用现场总线，信息网络采用以太网，这样底层控制网络就能通过网关挂接在以太网上，实现信息交换；Web网络监控平台是通过Internet将连接网络的设备联系在一起，管理人员可以通过Web浏览器对城市轨道交通系统实时远程监控以及故障诊断、处理。

2.3 城市轨道交通供电PSCADA系统网络架构设计及实现

在城市轨道交通供电PSCADA系统中，可以采用冗余的100M以太网双网体系结构为控制中心调度主站系统主网络，其网络通信协议可以采用TCP/IP协议，这样在正常情况下，两个LAN网可以同时工作，从而传输不同的系统信息，如果某一个LAN网络发生异常或者出现故障后，系统会自动通过另一个LAN网络进行信息传输。控制中心系统主网络配置双网关交换机，与第三网网络互联，从而实现信息共享。由于变电站中的同时具有直流、交流等多种不同等级的高电压环境，其电气环境十分复杂，而车辆段轨道不能进行绝缘，这样就导致瞬间高电压很容易经过大地传入接地线，从而进入通信设备，对通信电缆造成干扰，因此，城市轨道交通供电PSCADA系统要采用工业级光纤以太网，来提高通信带宽以及抗干扰能力。

结语

随着信息技术的飞速发展，城市轨道交通综合监控系统越来越完善，PSCADA系统承担着监控城市轨道交通供电系统的重要任务，提高PSCADA系统的安全性和可靠性，对城市轨道交通供电系统的正常供电有十分重要的意义，因此，在进行城市轨道交通供电PSCADA系统设计时，必须优化设计方案，保证PSCADA系统的稳定性，从而为城市轨道交通的正常运行提供保障。

参考文献

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[3]田春峰.城市轨道交通PSCADA系统信息点表的需求分析[J].中国科技博览，2014（20）：118-119.

中图分类号：U239

文献标识码：A