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浅谈基于物联网技术的隧道配电房智能监控管理系统设计

文章更新时间:2023-11-13 点击量:112


摘要:针对高速公路隧道配电房管理现状,利用物联网技术,设计了一套无人值守的配电房智能监控管理系统。该系统可实时监控配电房的运行状态,遇到异常情况能及时向监控员发出报警,保证了隧道内交通的安全运行。

关键词:物联网;无人值守配电房;智能监控管理系统


引言

高速公路隧道配电室通常分散,相距较远,地理环境复杂,不利于人工管理和维护。配电室的内部设备非常重要,是隧道机电系统的核心设备。因此,人们对配电室的运行环境和安全管理提出了新的要求,需要对烟雾、温度和湿度、配电设施、门禁状态、室内照明、通风、人员入侵和视频信息进行集中监控和管理和分析,以便人们及时准确地掌握设备运行信息,实现故障的准确定位,为配电室的安全可靠运行提供有力的保障。


1隧道配电房管理现状

以某高速公路隧道管理办公室为例,管理办公室管辖3个隧道,共5个配电室,已投入运行15年。当时配电室设计标准低,没有配置智能管理系统,无法监测配电设备的监控和配电室环境。现有的监控设施只能让监控人员通过安装在配电室的摄像头进行实时监控,抽屉柜的开合闸可以通过控制软件实现。外勤人员每天只检查一次配电室,没有实时监控配电室。隧道配电室设置在山区,植被炎热,动物潮湿。


2物联网结构及关键技术

物联网是新一代信息技术的重要组成部分。顾名思义,物联网是一个连接物体的互联网,包含两层含义:第二,它的用户端延伸和扩展到任何物体之间,进行信息交换和通信。

物联网主要由三部分组成:感知互动层、网络传输层和应用服务层。感知互动层主要由传感系统、识别系统和相关外围设备组成,主要负责信息采集、信息转换和信息采集,包括各种配电室的温湿度传感器、电力仪表、防盗传感器、烟雾传感器、摄像头等设备。传感器是一种观察和测量设备,类似于人类的感官系统。传感器技术涉及许多学科,包括光学、声学、半导体技术、测量技术、信息技术和微电子技术。

网络传输层,包括移动数据、蓝牙、光纤、电缆等,主要负责信息的提取和传输,是连接应用层和感知层的数据通道。其主要技术包括无线通信技术、Web技术、数据管理技术、ZigBee技术等。通过物联网网关实现了多种不同设备的网络接入,通过物联网网关实现了感知层中感知设备与网络传输层的连接。应用程序层包括本地主机和控制器、物联网中间件和物联网应用平台。

应用层主要基于计算机和软件技术进行各种数据处理。云计算技术作为海量数据的存储和分析平台,是物联网应用层的重要组成部分。物联网中间件可以统一包装计算机管理、设备控制和定位,将物联网技术与各行业的服务系统连接起来,处理、过滤和整合互联网传输的数据,提供给所需的后端应用系统。


3隧道配电房智能监控管理系统设计

基于物联网技术,本文提出了隧道配电室智能监控管理系统的集成技术解决方案。本文以一个配电室为例,设置供配电设备的数据实时监控系统,通过在配电室内设置环境监控系统,检测漏水、烟雾、温度和湿度、人员入侵等信息,监控各种设备的运行状态,并上传到中控室,实现设备的集中监控和统计分析,实现及时记录、查询和自动报警等功能,让监控人员和现场人员及时接收报警信息,及时处理异常事故。

隧道配电室智能监控管理系统由智能设备、传输线路和集成监控主机组成。配电室内的所有设备都通过以太网和串口服务器连接到网络中;集成监控主机直接连接到监控以太网,与中控室网络连接,实现数据交互。系统框架如图1所示。该系统采用集中管理和分散控制,既满足了分散监控点集中统一管理的需要,又满足了数据安全的要求。


4软件设计配电房智能监控管理系统

配电室智能监控管理系统软件集中处理、记录、统计监控服务器收集的现场数据,生动地在界面上显示数据统计结果,让监控人员和现场人员直观轻松地掌握整个配电室的运行状态。此外,该系统还具有权限管理、报警管理、日志管理、报表输出等功能。配电室监控软件实现了与视频监控系统和隧道控制系统的数据交互。

该系统软件需要支持TCP//IP、Modbus、许多协议,如SNMP,支持二次开发,具有以下功能:

(1)隧道配电室的位置和各配电柜、抽屉柜的位置采用电子地图模式直观显示。通过全局地图,我们可以了解配电室是否有报警信息。在地图中选择配电室后,我们可以进入配电室进行整体检查,包括检查温度和湿度等信息。在布局图上选择配电柜可以查看配电柜的电压、电流等信息。

(2)通过查看系统日志和报告,可以了解各种设备的运行状态,并生成报告。

(3)在监控系统软件上,可以随意选择联动设备。例如,当检测到配电室的温度达到设定值时,打开排气扇,冷却配电室以保护设备。当烟雾传感器检测到火烟时,立即自动启动排气扇,自动切断智能断路器和电源。这些功能使得实现“无人值守"配电室成为可能。


5安科瑞配电室环境监测系统

5.1概述

配电室综合监控系统包括智能监控系统屏幕、通信管理机、UPS电源、视频监控子系统(云台球机、枪机)、环境监测子系统(温度、湿度、水浸、烟雾)、控制子系统(灯光、空调、除湿机、风扇、水泵)、门禁监控子系统(读卡器、开门按钮、磁锁)、安全监控子系统(双鉴探测器)。


5.2应用场所

适用于35kV及以下用户端供配电自动化系统的工程设计、施工和运行维护,如轨道交通、工业、建筑、学校、商业综合体等。


5.3系统结构


5.4系统功能

实时监控;数据查询;曲线查询;操作报告;实时报警;历史事件查询;用户权限管理;网络拓扑图;遥控功能


5.5系统硬件配置



6结语

基于物联网技术设计的隧道配电房智能监控管理系统,实现了隧道配电房集中监控、故障定位准确、及时报警的管理模式,提高了对隧道配电房的监控能力和数据自动化处理和分析水平,为高速公路信息应用和综合管理系统应用提供了有力的运行维护,延长了设备的使用寿命。



参考文献

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[4]朱洪波,杨龙祥,朱琦.物联网技术进展与应用[J].南京邮电大学学报(自然科学版),2011(1):1-9.

[5]陈咨鑫.基于物联网技术的隧道配电房智能监控管理系统设计

[6]安科瑞企业微电网设计与应用手册2019.11版