摘要：高速鐵路運輸而言，必須保證行車安全，防災安全監控對于高鐵正常運行極為重要，為保障高鐵安全運行和防災應急監管的建設需求，文章對智能防災安全視頻監控系統設計方案評審過程的要點與方法進行淺析和探討。

關鍵詞：通信信號；防災安全；安防監控；應急；評審

高速鐵路運輸需要保障行車安全，提高運輸效率，建設針對大風、暴雨、大雪、泥石流、山體滑坡、地震等自然災害監測的智能防災安全監控系統，使鐵路系統有抵御災害的能力。當高鐵列車高速行駛時，還需要考慮落物對行車的影響和其他安全風險的監管。本文以客運干線防災安全監控系統建設項目評審案例，運用評價管理科學方法和鐵路信息通信專業知識，解析、探討設計方案評審過程及要點內容。

1智能防災安全監控建設項目概述

高鐵客運干線的防災安全監控系統建設需求主要是保證高速列車安全正點運行，在突發情況下能應急調度列車限速或停運。高鐵線路的防災安全監控系統包括風級、雨量、雪深、異物侵入、安防監控等監控模塊以及應急指揮調度子系統模塊，該防災安全監控系統設計配置20個風監測站點，16個雨監測站點，10個雪深監測站點、30個異物監測站點和152個聯動視頻監控點位，并預留地質災害監控子系統接口。智能防災監控系統是基于MSTP多業務網絡通信之上的集災害信息采集、分析、處理和輔助決策的安全行車的統一平臺。網絡綜合布線系統規劃及實施，在現場監測設備的GSM-R基站或車站的機房內部署現場監控單元和視頻監控前端機，按照的現場接入監測傳感器分類，配置災害監測的監控單元主機；在工務段機房部署監控數據處理設備，并在路局工務處部署工務終端；在調度所行調臺部署防災監控終端及調度設備；各監控單元與綜合工區、調度所間通過路由器或核心交換機構成傳輸網絡，規劃線狀網絡覆蓋局界基站；防災監控系統在完成異物侵限功能的現場監控單元處通過接口與列控系統連接。防災安全監控系統架構如下圖1所示。

2項目評審指標

1監控系統總體功能

(1)信息采集:通過視頻監控、交通數據信息采集系統，為交通管理人員提供各路段區域的交通路段狀況。

(2)數據處理:系統通過對信息采集系統采集信息進行交通狀況監測的模型算法，能夠檢測擁擠與確認擁擠類型，提高系統的自動化程度。

(3)信息:通過可變信息標志等外場信息設備及網絡等多種方式交通信息，將實時交通信息傳遞給車輛，以便駕駛員安全、及時地適應交通變化，有利于交通流在時空上得以合理分布，充分發揮道路運行能力和交通服務水平。

(4)信息共享:形成以路段監控分中心為道路交通信息源頭，以存儲與共享平臺為樞紐的信息共享與交換體系。

2監控系統需發揮的作用

1高速鐵路機電設備監控系統車站組網方案

由于高速鐵路機電監控以環境控制為主，各站之間機電設備的運行管理相對獨立，沒有對應聯系和聯動關系，且高速鐵路線路長、跨地區廣、站間距大，集中監控組網投資大，調試困難，因此在不是特別強調集中管理的情況下，一般采用分散監控方案。分散方案就是以車站為獨立監控單位，構建監控系統，全線不設監控中心，區間監控設備就近納入附近車站監控系統，各車站機電設備獨立管理運行，與其它車站可通過其它系統傳遞信息，也可以通過Web瀏覽器瀏覽相關車站監控信息。這種監控方案簡單實用、安裝調試方便，獨立性強，對其它系統影響小，投資相對集中監控少。車站機電設備監控系統主要由站級設備包括工作站、儲存、輸出設備，現場設備包括各種控制器、控制模塊和各類檢測執行單元組成。其監控對象主要包括車站供配電設備及UPS、EPS設備、照明系統、空調通風系統、給排水系統、垂直電梯、自動扶梯和停車場等。車站機電設備監控系統從網絡的配置到主控制器的構成可組成多種方案。

1．1單網

從車站內主控制器到所有控制器、遠程I/O模塊之間采用單一網絡和設備。單網的特點是組網簡單、成本較低，基本滿足高速鐵路車站機電設備運營控制要求。該方案適用投資受限制、追求經濟實用的項目。

1．2部分單網、部分雙網

根據被控對象的重要程度不同，可采用部分單網、部分冗余網絡的組網方式。因為并不是所有的被控對象都是采用冗余配置，只有可靠性要求很高的監控設備采用雙網冗余配置，對一般配電、給排水、電梯等系統則采用單網，投資可以進行有效控制。在高速鐵路機電設備車站監控系統中，無論是單網還是雙網，將現場總線作為控制系統的遠程I/O單元與控制器通信的聯接網絡，利用集散在各處的遠程I/O單元采集相關信息，通過現場總線實現遠距離通信。從主控制器到現場設備間的網絡就是現場總線，現場總線是用于智能化設備和自動化控制系統間的多結點、總線式雙向數字通信規程。現場總線接線十分簡單，采用總線連接方式替代一對一的I/O連線，因而減少了電纜用量，簡化連線設計；便于適當擴充現場設備，減少安裝工作量；方便大量數字信息傳送，完成現場設備的遠程參數設定和修改。

編者按：本文主要從概述；方案選擇；方案設計；結語進行論述。其中，主要包括：對意外情況能迅速做出準確判斷和處理，擬在管道沿線建設安全監控系統、管道安全監控系統主要采用視頻監近系統和周界報警系統來組網、視頻監控系統的應用目前主要有三種形式、模擬視頻監控系統(第1代監控技術)視頻信號采用同軸電纜進行傳輸、半數字視頻監控系統(第2代監控技術)1)基于微機平臺的DVR(第2代監控技術)、網絡視頻監控系統(第3代監控技術)網絡視頻監控系統是目前業內最先進的監控技術、監控方案比選、圖像采集系統設計、傳輸系統設計、控制系統設計、顯示及存儲系統設計等，具體請詳見。

摘要：采用目前業內最先進的網絡視頻監控技術和周界報警技術來組建長距離輸油(氣)管道的安全監控系統。在各工藝站場內部布設網絡攝像機，在站場圍墻上布設紅外對射探頭，并實現紅外報警和視頻監控聯動，通過管道MSTP光傳輸網將信號傳給調控中心，實現視頻圖像的同步調看和遠程控制。

關鍵詞：網絡視頻監控光纖傳輸周界報警

1概述

為滿足長輸管線安全生產和科學系統化管理的需要，對意外情況能迅速做出準確判斷和處理，擬在管道沿線建設安全監控系統，及時地把生產設備運行狀況和險情圖像資料傳送到各站場控制室和管道調控中心，使險情或隱患被扼制在萌芽狀態，確保人員生命、財產安全。

2方案選擇

摘要：介紹了一種船舶電網監控系統的半實物仿真測試技術方案，能夠實現電網監控系統硬件設備與被控對象數學仿真模型對接，開展半實物仿真測試試驗，從而提高監控系統的設計、測試工作效率。該技術方案利用Matlab/Simulink的強大功能對船舶電網監控對象進行數學建模和實時仿真，采用OPC技術實現電網監控系統的硬件設備與被控對象的數學仿真模型互聯互通，從而構建了半實物仿真測試系統。重點說明了半實物仿真測試的工作原理、技術方案及工作流程，并展望了其應用前景。

關鍵詞：船舶電網；監控系統；半實物仿真；Matlab/Simulink；OPC

船舶電網監控系統能夠實現船舶電網的綜合監控、綜合控制、綜合報警及安全保護，是確保船舶電網可靠、安全運行的重要屏障［1］。隨著現代船舶電網容量日益增大，電網監控系統涉及的監控對象數量更多、信息及控制流程愈加復雜，監控系統設計、調試工作量很大。電網監控系統在上船安裝之前，通常需開展陸上聯調試驗，對控制系統的功能、性能進行測試和校核。目前的陸上聯調試驗一般采用實物設備對接的形式［2］，需電網監控設備以及電網被控對象設備全部生產制造完成并安裝到位后才能開展。由于參試設備數量多、特別是電網設備廠家不同且生產進度不一，采用實物設備對接形式開展陸上聯調試驗的工作量較大、所需資源較多、進度管理難度較大；另一方面，隨著船舶電網容量不斷增大，電網監控系統設計也在不斷應用新技術以滿足日益嚴格的監控需求，對于新研發的電網監控系統，其潛在的系統匹配性方面的設計缺陷往往只能在陸上聯調試驗階段才有機會暴露，由于此時的監控設備、電網設備均已完成生產制造，一旦發現設計缺陷，各設備修改、返工的代價較大。所以，傳統的實物設備對接形式的陸上聯調試驗技術方案可能導致船舶電網監控系統研發和試驗周期長、成本高，進而影響船舶建造工期和經濟性，難以滿足現代船舶大容量電網應用需求。為解決上述問題，本文介紹了一種船舶電網監控系統的半實物仿真測試技術，利用Matlab/Simulink的強大功能對船舶電網監控對象進行數學建模和實時仿真，采用OPC技術實現電網監控系統的硬件設備與被控對象的數學仿真模型互聯互通，從而構建了半實物仿真測試系統。在電網監控系統的研發階段，即可同步開展系統聯調半實物仿真測試，從而大幅提高監控系統的設計、測試工作效率。本文對其工作原理、技術方案、工作流程及應用前景等進行重點闡述。

1半實物仿真測試工作原理

如前文所述，船舶電網監控系統半實物仿真測試的技術要點主要包括兩個方面：一方面是針對電網被控對象設備，構建實時仿真數學模型；另一方面是將監控實物設備與電網被控對象的數學模型互聯互通，從而實現系統聯調半實物仿真測試。針對第一方面，主要利用Matlab軟件中的Simulink仿真平臺構建電網被控對象設備的實時仿真數學模型。Simulink下屬的SimPowerSystems模塊集提供了豐富的電力系統元件模型，如變壓器、線路、各種類型的電機和電力電子元件等，應用Matlab/Simulink的強大仿真能力能夠快速容易地建立起電網各設備的仿真模型［3-6］。關于電網仿真建模方法與過程已有大量科技文獻論述，本文不再贅述。第二方面，如何實現電網監控實物設備與Matlab數學仿真模型的互聯互通，是系統聯調半實物仿真測試的難點。本文介紹了一種基于OPC（OLEforProcessControl）技術的解決方案。OPC是一套工業標準，為基于Windows平臺的應用程序與現場控制設備之間建立了溝通橋梁［7］。OPC采用客戶端（Client）/服務器（Server）模式，一個OPC服務器由三類對象組成，即：服務器（Server）、組（Group）、數據項（Item）［8］。圖1為基于OPC技術的半實物仿真測試原理框圖。圖1中，OPC服務器用于實現與監控實物設備對接，并應用Matlab/Simulink軟件的OPCClient工具模塊實現Matlab數學仿真模型與OPC服務器的數據交互，同時設有工程師站計算機對半實物仿真過程實施監控。其基本工作原理為：工程師站計算機發出控制指令，啟動Matlab數學仿真模型運行，仿真模型的運行參數通過MatlabOPCClient傳送給OPC服務器；監控設備從OPC服務器讀取仿真模型運行參數，按照設定邏輯向OPC服務器發出控制指令，MatlabOPCClient從OPC服務器讀取控制指令并傳送給Matlab數學仿真模型；Matlab數學仿真模型接收控制指令后改變運行狀態，并將新的運行參數經由MatlabOPCClient回傳給OPC服務器，最終反饋給監控設備。因此，在監控設備與Matlab數學仿真模型之間，實現了設備監控指令和仿真模型運行狀態反饋信息之間的閉環，為開展半實物仿真測試奠定了技術基礎。

2半實物仿真測試系統技術方案

摘要：智能化變電站測控裝置雙重化配置以后，監控信息冗余的同時帶來了異源數據的辨識選擇和遙控對象惟一性的問題，本文分析了現有雙測控配置方案的優缺點，提出了一種由監控系統自主選擇主機并根據雙機實時運行狀況自動切換主備機的策略，本文對雙測控的實施方案進行了闡述，提出了一種間隔層測控裝置不停電檢修的運維方式，適合智能變電站無人值守的趨勢。

關鍵詞：智能變電站；測控裝置；雙重化配置；主備機切換

智能變電站是堅強智能電網的重要基礎和支撐。隨著我國智能變電站的推廣建設，站內一次設備信號的采集、測量、控制和監測的可靠性要求越來越高。作為變電站內信息監視和控制的主要實現環節，測控裝置的配置方案對監控系統可靠性起著關鍵性的作用。國內110kV及以下的數字化變電站中采取保護單套配置，測控功能由一套獨立的測控或者保護測控一體化裝置來實現。為了提高監控系統的可靠性和冗余性，220kV及以上電壓等級的數字化變電站，繼電保護設備及與之相關的設備、網絡等按照雙重化的原則進行配置[1]，從而引入了測控雙重化配置的概念。測控裝置雙重化配置具有功能獨立、聯閉鎖可靠性高等特點，可以提高監控系統的冗余性以及防誤操作的安全性，當裝置出現N1系統故障時能夠不影響系統的正常運行；但測控雙重化配置也帶來了數據源與控制源不惟一的問題[2]，監控系統需要對上送的數據進行辨識和篩選，一定程度上增加了監控系統的復雜度和運維出錯的可能性。本文對現階段實施的多種雙測控方案的優缺點進行了總結，提出了一種監控系統自主選擇主機，并根據雙機的實時運行狀態自動切換主備機的方案。此方案既有效解決了冗余配置方案中數據源和控制源不惟一的難題，同時提供了一種測控裝置檢修不影響系統運行的機制，提高了監控系統的可靠性和易維護性。此方案適合無人值守智能站的運行和維護，具備可推廣性及可復制性。

1智能變電站雙測控配置結構

按照國網公司Q/GDW161—2013的設計規范，220kV及以上的智能變電站中主要的保護裝置雙重化配置，相應地過程層和間隔層設備均需要雙套配置。具體到智能變電站內三層兩網的架構體系來說，過程層和站控層網絡分為A、B雙網；過程層的合并單元、智能終端分別雙套采集一次設備的信息，間隔層的保護、測控裝置雙重化配置對下接入過程層A、B網，對上接入監控系統雙MMS網[3]。因此雙測控配置實際上對應的是智能變電站內整個三層兩網的雙重化結構。

1.1智能變電站二次系統雙重化配置結構

摘要：隨著城市軌道交通的高速發展，各類安全問題也日益突出，其中城市軌道交通綜合監控系統由于需要處理大量外部接口數據，所面臨的安全風險尤為突出。詳細介紹了基于三級等保的信息安全管理體系，并在此基礎上提出了綜合監控系統信息安全建設的要求及目標，并從技術方案和管理方案兩個層面入手，詳細闡述了綜合監控系統安全防護的設計及建設方案。

關鍵詞：城市軌道交通；綜合監控系統；安全防護；三級等保

進入21世紀后，大型城市在城市空間結構的優化、城市交通擁擠狀況的緩解、城市環境保護等諸多方面均面臨著不少的挑戰和難題，而城市軌道交通的高速發展為解決上述問題提供了一條有益的途徑。但與城市軌道交通高速發展相伴而生的各種安全問題及安全風險也日漸突顯。其中，綜合監控系統集成和互聯了軌道交通眾多信息化系統，往往面臨較之傳統信息化系統更為嚴峻的網絡安全問題。因此對于城市軌道交通綜合監控系統的建設，要從系統規劃、設計、實施、上線、生產、運維到廢棄的整個漫長生命周期的各個階段考慮網絡安全問題，要在綜合監控系統建設的同時，同步做好系統的信息安全建設工作。

1綜合監控信息安全建設目標

綜合監控系統的信息安全建設目標，應結合相應的政策法規、國家標準、行業成功經驗及項目建設面臨的實際安全風險出發。綜合上述視角，要真正做到綜合監控系統的網絡安全，應按照《計算機信息系統安全保護等級劃分準則》中相關要求，將等級保護建設的思路作為最佳實踐，以組織制度保障結合有效的技術措施：建立健全綜合監控系統的信息安全管理制度和信息安全管理機構，完善信息安全管理體制；建立綜合監控系統信息安全縱深防御技術體系，從網絡結構到內部流量行為、再到主機本體的全方位技術防護措施，提供三級等級保護要求的相應軟硬件及完整的信息安全設計，從而保障綜合監控系統平穩、安全、高效運行。

2基于三級等保的信息安全管理體系

摘要：采用目前業內最先進的網絡視頻監控技術和周界報警技術來組建長距離輸油(氣)管道的安全監控系統。在各工藝站場內部布設網絡攝像機，在站場圍墻上布設紅外對射探頭，并實現紅外報警和視頻監控聯動，通過管道MSTP光傳輸網將信號傳給調控中心，實現視頻圖像的同步調看和遠程控制。

關鍵詞：網絡視頻監控光纖傳輸周界報警

一、概述

為滿足長輸管線安全生產和科學系統化管理的需要，對意外情況能迅速做出準確判斷和處理，擬在管道沿線建設安全監控系統，及時地把生產設備運行狀況和險情圖像資料傳送到各站場控制室和管道調控中心，使險情或隱患被扼制在萌芽狀態，確保人員生命、財產安全。

二、方案選擇

根據現場條件及工藝站場的實際需求，并充分考慮技術的實用性，管道安全監控系統主要采用視頻監近系統和周界報警系統來組網。

摘要：CDMA1X網絡為配電監控系統提供了新的解決途徑，它將在配電變壓器監控系統中廣泛推廣和應用。

關鍵詞：CDMA1XDTU配變

1.概述配電變壓器是配電網中的一個重要設備，配電變壓器是電力供電的最基本單元，配電變壓器的監控對配電自動化管理、線損分析、負荷預測、電力需求惻的管理具有重大意義。

2配電系統情況介紹配電變壓器（簡稱配變）是配電網中將電能直接分配給低壓用戶的設備是低壓（10KV）配電網與用戶380/220V配電網的分界點配變安裝與電線桿、配電房和箱式變電站，具有分散、地理環境情況變化多端、覆蓋面廣、用戶眾多，容易受用戶增容和城市建設影響等特點。

3配變時實監控系統的功能通過對配變的實時監控，可以及時掌握配變的運行情況，防止配變負荷嚴重超載導致設備的燒毀、三相負載嚴重不平衡導致配變的加速損壞，配變長期輕負荷運行導致的不經濟運行狀態和大量感性負載運行導致的功率因數過低、高線損等。

對配變運行實時監測、抄取、分析、處理和控制，可以及時調整配變運行狀態，合理配置配變容量，調整配變的低壓智能無功補償控制等，保證配變安全、穩定、高效的運行。

摘要：CDMA1X網絡為配電監控系統提供了新的解決途徑，它將在配電變壓器監控系統中廣泛推廣和應用。

關鍵詞：CDMA1XDTU配變

1.概述配電變壓器是配電網中的一個重要設備，配電變壓器是電力供電的最基本單元，配電變壓器的監控對配電自動化管理、線損分析、負荷預測、電力需求惻的管理具有重大意義。

2配電系統情況介紹配電變壓器（簡稱配變）是配電網中將電能直接分配給低壓用戶的設備是低壓（10KV）配電網與用戶380/220V配電網的分界點配變安裝與電線桿、配電房和箱式變電站，具有分散、地理環境情況變化多端、覆蓋面廣、用戶眾多，容易受用戶增容和城市建設影響等特點。

3配變時實監控系統的功能通過對配變的實時監控，可以及時掌握配變的運行情況，防止配變負荷嚴重超載導致設備的燒毀、三相負載嚴重不平衡導致配變的加速損壞，配變長期輕負荷運行導致的不經濟運行狀態和大量感性負載運行導致的功率因數過低、高線損等。

對配變運行實時監測、抄取、分析、處理和控制，可以及時調整配變運行狀態，合理配置配變容量，調整配變的低壓智能無功補償控制等，保證配變安全、穩定、高效的運行。