特种车智能化供配电监控系统设计研究

摘要：本文简述了特种车智能化供配电监控系统设计的目的，对供配电系统与智能化监控展开相关探析，并对该项系统的设计研究提出几点想法，主要包括管理数据、监测模块、软件设计三个方面，旨在为相关专业人士提供理论支持。

关键词：特种车;供配电;智能化监控

引言：智能化供配电监控系统是组建当代特种车的重要结构部分，该项系统的合理设计研究对特种车在生产设计、实际应用和维护保障等方面具有重要意义。因此，如何结合各类特种车的供配电使用需求并进行系统有效整合、合理优化和智能升级，是现阶段特种车辆集成技术人员需要考虑的重要问题。

一、特种车智能化供配电监控系统现状分析以及设计目的

（一）特种车辆供配电系统现状分析

特种车辆主要指的是以基础汽车结构为载体，在改装过后具备一定特殊用途的专用车辆，是适应当代社会发展的重要需求产物之一，特种车通常是具备专用仪器设备，可以专门从事地质监测、消防运输、医疗辅助、电视转播、雷达传输等功能的车辆。随着当代社会的不断发展进步，传统功能较为单一的特种车已经逐渐具备多种多样的基础功能，在我国消防、军事、通信、运输等领域被广泛应用，而供配电系统在特种车辆设备中属于核心装备，其囊括了各类不同电压电流的供配电设施，搭配多样的负载，为特种车辆所装载的装备提供能源。

目前，部分特种车内的供配电系统都是以交流发电机组或工频交流电作为一次电源来源，以交流配电箱作为传递稳压电源的传载中枢，为交流电负载或者直流转换器供配足够的交流电。而该系统内的功率蓄电池组则是作为二次电源来源，在交流电充足稳定的情况下，利用持续提供直流电给自身进行补充，在一次电源来源缺乏或者未启动时，给交流发电机或者其他非长期直流负载设备提供短暂的电源供给，完成启动或其他短期直流设备的使用。

供配电系统作为特种车辆的重要组成部分，该系统的主要职能在于为特种车提供符合使用标准的交直流电源，组成供配电系统的部件机制主要为发电机组、二次电源、配电设备、蓄电池组、高低压配电线路及电控设备等，这类设备目前在实际应用中均以各部件分离监管的方式存在于特种车辆中，依靠于技术人员专门进行监控工作，出现重大故障问题时，需要技术人员对各部件逐个排查，但在科技手段不断更新的影响下，传统的特种车供配电监控系统已经逐渐难以满足当代社会的需求，传统式供配电监控系统主要是以人为控制的方式作为操控中心，缺乏完整直观的监管方式，此类供配电监控系统并不能全面对车辆进行监控，难以实现对特种车的实时监视和管理。

（二）特种车辆供配电系统设计目的

设计较为先进的智能化供配电监控系统的主要目的则是在于，强化对特种车辆的监控管理性能，为特种车执行任务提供更为全面的帮助。监控管理单元将是特种车供配电系统当中较为重要的部分，它的职能主要在于信息化处理供配电系统当中的各项数据信息，及时将各类信息整合收集，應当具备自动化处理、强弱电力共存、信息化收集等特点，可广泛用于各类特种车当中，为系统提供较为准确的信息。

现阶段，随着我国各项科学技术的不断发展进步，在供配电监控系统的设计和研究方面也取得了较大的成绩，其中，嵌入式系统逐渐成为了当代智能化供配电监控系统的重要支柱。从实际运用效果的角度来看，嵌入式系统的精准程度要更为准确，易被各类收集信号采集，使接收到的数据信息更为精准、全面。此外，智能化供配电监控系统的设计更可以实现集中智能操控的目的，为实际工作阶段具备良好的工作效率奠定良好基础[1]。

二、现状分析与智能化供配电监控系统功能展望

智能化供配电监控系统主要是利用现代计算机控制技术、网络技术及通信技术等，采用智能电力仪表及抗干扰能力强的通信设备，经监控管理软件组态，实现高效监控和管理的一项系统。该系统在实际应用阶段会结合绝缘检测仪、电流、电压、温度传感器辅助设备及数据记录仪等，实现高效对供配电智能化运行阶段的监控及管理，实际阶段的主要功能体现在以下几个方面：

①监测输入交流电。对交流发动机组或工频交流电的输入电流、电压进行智能监测，收集交流参数的各项数据，为交流电的使用状况提供基础保护，降低发生负载运行的概率。

②监测直流供配电状态。及时收集各直流供配电系统内部的各项电流数据及电压数据，为直流配电箱内的各项直流分系统稳定工作提供保障。

③监测蓄电池组状态。及时收集蓄电池组的综合电流值及电压值，根据收集到的信息智能判断蓄电池组的实际运行状态，为电池容量提供充足运行空间。收集蓄电池组的实际工作温度，在温度超出基础运行标准时，及时向系统发出报警，智能切断蓄电池组内部的放电或充电状态，达到保障蓄电池组运行安全的目的，为延长其使用寿命奠定良好基础。

④储存供配电运行阶段的各项数据。运用基础数据记录仪装置对收集到的供配电系统内部数据进行详细记录、整理、保存，方便相关技术人员对数据信息的调取及统计，达到实时监控供配电系统数据信息的目的。

⑤保障工作人员人身安全。绝缘监测仪装置可以对交流供配电系统的运行状态进行监测，一旦监测出交流供配电系统存在漏电状态，绝缘监测仪可以及时向中枢系统发出报警提示，达到提高工作人员人身安全的目的。

总的来说，智能化供配电监控系统可以帮助相关技术人员科学、智能、精准、及时的监测系统内部的实际配电状况，在系统运行阶段突发某些异常状况期间，该系统可以第一时间发出报警提示，并智能采取相应解决措施，为系统运行的实际安全状态及可靠程度提供必要保障[2]。

三、特种车辆智能化供配电监控系统设计研究探析

（一）智能化配电及管理设计

特种车辆智能化供配电监控系统的工作职能主要在于，收集系统内部各项运行状态信息、判断系统运行的实际状态、实时收集供配电系统的运行数据，达到持续、职能监控供配电设备运行状态的目的，在运行数据发生变化阶段，第一时间对系统发出报警提示，并智能采取相应有效解决措施，提高系统的运行效率。供配电监控系统中的监控管理单元是设计阶段的重要核心设备，监控管理单元可以及时对系统供配电数据进行调控，协助该系统稳步开展工作。

（二）供配电数据监测模块

供配电数据监测模块是特种车辆智能化供配电监控系统当中的重要设计部分，系统内部的设计中心主要由硬件采集电路、数字信号处理器、传感器及供配电状态监测模块等装置结构组成。从部分特种车供配电监控系统的基础结构可以看出，该系统在设计阶段将直流配电箱、交流配电箱、直流稳压电源及发电机组的信号单位统一汇总到能量管理单元当中，其中直流配电箱控制母线的电压及电流，交流配电箱为系统稳定供电，直流稳压电源实时监测系统内部的电压及电流运行情况，发电机组提供稳定的油温及油压。上述内容均为供配电数据的实际监测模块，各模块之间的联系运用可以及时对配电系统内部的各项数据进行收集，达到实时监测供电系统输出或输入的状态。

（三）供配电监控软件设计

特种车智能化供配电监控系统的软件设计主要分为监控管理单元及上位机监测界面两个部分，前者的软件设计主要针对供配电系统内部的数据整合及处理方面，后者主要针对实时显示供配电系统上传的各项数据参数，并根据相关信息及时对系统下发相关指令的功能。

供配电监控软件的设计主要是结合相应特种车的规格、标准、特点、要求等方面信息进行设计的，科学、合理的软件设计可以辅助供配電监控系统对供配电的实际状态进行监测，达到实时保障该系统内部各部分稳步运行的目的。此外，稳态监控是供配电软件设计当中的核心内容，该项设计可以随着特种车的工作职能、用电状况、电流区间及工作状况设置不同的工作流程，以实际系统运行状态数值作为对比标准，为特种车高效参与各项工作任务的静态评估奠定良好基础[3]。

结论：总而言之，特种车智能化供配电监控系统的设计研究对提升当代供配电监控系统技术水平具有重要意义。深入对该项设计的研究既可以提高供配电系统的整体安全性能，又可以提高特种车的实际监控管理效率，有效保证特种车辆的维护保障工作。

参考文献：

[1]张亚平，刘学锋.Sensor Web支持下的租赁车辆远程供配电监控系统设计与实现[J].计算机测量与控制，2019，27（10）：109-113+119.

[2]谭永丽.基于智能定位技术的无人物流车辆智能供配电监控系统设计[J].计算机测量与控制，2020，28（03）：89-92+108.

[3]邓攀，周沐.高职物流管理专业运输车辆网络监控实训系统设计[J].物流科技，2017，40（08）：138-141.

作者简介：

刘绵鈜（1994—），男，汉族，籍贯：广西北流，单位：桂林长海发展有限责任公司，职称：助理工程师。