一种地面电源安全作业监控管理系统及方法与流程

1.本发明属于设备故障预测技术领域，具体涉及一种地面电源安全作业监控管理系统及方法。


背景技术：

2.随着全路空调客车的大幅增加，客车整备场中空调客车维修数量也大幅增加，直流供电客车整备时需要由地面电源供电。在传统的电源监控与检修中往往是靠人工每天定时定点前往电源整备库巡查，靠人工查看电源设备触控显示屏上的参数以及电源指示灯来判断电源是否正常运转。
3.操作人员在使用地面电源给列车供电前，需先到值班室登记并领取电源柜柜门钥匙后才能合闸供电，作业完成后将钥匙交回值班室。这种操作方式存在以下问题：
4.1、供电与检修频繁的取送钥匙工作降低了工作的效率；
5.2、检修结束后不能及时断电，容易造成用电浪费；
6.3、难以统计某一列车的检修用电量。
7.客运列车地面电源在不同时间段由不同的人员操作,为不同局所属列车供电,这造成对电源人工管理的困难，管理人员不能及时掌握现场电源状态及检修状况，不便实现精细化管理。


技术实现要素：

8.本发明的目的是克服现有技术中地面电源安全作业监控效率低的问题。
9.为此，本发明提供了一种地面电源安全作业监控管理系统，包括：后台服务器、数据中转模块、控制模块及web端模块；
10.所述后台服务器用于对地面电源的相关参数数据进行存储、查询及增删；
11.所述数据中转模块用于接收来自地面电源的相关参数数据并传输至所述后台服务器，同时将所述控制模块的控制指令发送至地面电源；
12.所述控制模块用于根据所述地面电源的相关参数数据及所述后台服务器的历史数据进行比较分析后形成控制指令；
13.所述web端模块用于对所述后台服务器内的数据按照时间轴配置地面电源的指标参数并发送给所述控制模块。
14.优选地，所述地面电源的相关参数数据包括三相输入电压、电流、频率、用电量及温度。
15.优选地，所述指标参数包括每日入库检修车辆编号、入库时间、轨道编号、结束时间以及电源设备检修记录。
16.优选地，所述控制指令包括电压电流超标预警、电能超标预警及温度异常预警。
17.优选地，所述系统还包括预警模块，所述预警模块包括电压指示灯、电流指示灯及温度指示灯，各所述指示灯包括灰色、绿色及红色三种颜色状态。
18.优选地，所述控制指令为明文加密过后的指令。
19.优选地，所述数据中转模块与所述地面电源之间通过有线网口连接，所述控制模块与所述数据中转模块之间通过4g或5g网络连接。
20.优选地，所述有线网口为rs-485串口。
21.优选地，所述地面电源的相关参数数据、控制指令及指标参数均通过socket以及tcp/ip传输全程加密传输。
22.本发明还挺高了一种地面电源安全作业监控管理方法，包括：
23.获取地面电源的相关参数数据并接入到网络，构建“端 端”与“云 端”的物联网模式；
24.利用后台服务器的大数据、云计算及高存储量对所述相关参数数据进行处理，赋予数据智能；
25.根据所述地面电源的相关参数数据及所述后台服务器的历史数据进行比较分析后形成控制指令；
26.最终转换成对终端用户有用的信息，并下发控制指令传输至地面电源。
27.本发明的有益效果：本发明提供的这种地面电源安全作业监控管理系统，包括：后台服务器、数据中转模块、控制模块及web端模块；后台服务器用于对地面电源的相关参数数据进行存储、查询及增删；数据中转模块用于接收来自地面电源的相关参数数据并传输至后台服务器，同时将控制模块的控制指令发送至地面电源；控制模块用于根据地面电源的相关参数数据及后台服务器的历史数据进行比较分析后形成控制指令；web端模块用于对后台服务器内的数据按照时间轴配置地面电源的指标参数并发送给控制模块。不仅能实时监测电源各项电参数情况，接受到供电请求以后还能对电源发送指令进行远程合闸控制，每次供电的数据跟设备预警的异常数据都会存入数据库作为历史数据，可以通过分析历史数据追本溯源，更快更精确得出科学结论，更方便的开展管理工作。极大的提高了工作效率与检修过程的安全管理工作水平。
28.以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
附图说明
29.图1是本发明地面电源安全作业监控管理系统及方法的功能原理示意图。
具体实施方式
30.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
31.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
32.术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者
隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
33.本发明实施例提供了一种地面电源安全作业监控管理系统，如图1所示，包括：后台服务器、数据中转模块、控制模块及web端模块；
34.所述后台服务器用于对地面电源的相关参数数据进行存储、查询及增删。其基于.net core构建的后台应用程序，用于发布api和接受前端和接收程序的相关指令和查询条件，对数据库的相关参数数据进行增删改查。
35.所述数据中转模块用于接收来自地面电源的相关参数数据并传输至所述后台服务器，同时将所述控制模块的控制指令发送至地面电源。其基于.net core构建的控制台程序，用于接收设备返回的各项指标，以及下发加密的指令至电源设备实现对电源的开、关、复位等一系列操作。
36.所述控制模块用于根据所述地面电源的相关参数数据及所述后台服务器的历史数据进行比较分析后形成控制指令。基于c/s模式的桌面程序，用来下发明文加密过后的指令至数据中转模块。分析得到的结果
37.所述web端模块用于对所述后台服务器内的数据按照时间轴配置地面电源的指标参数。其中，地面电源安全作业监控管理系统由作业终端设备(dc600v电源、ac380v电源)、和“地面电源安全作业监控管理系统”地组成。核心数据由电源内部的plc、三相电参数仪、温度巡检仪、触发板、数据采集板提供。工作人员通过web端模块查看地面电源的相关参数数据，还能查看后台服务器的历史数据，并根据分析结果输入相应指令对地面电源进行远程控制。
38.plc是地面电源的核心控制系统，用于负责地面电源的具体逻辑执行，可脱离其他数据功能块保证地面电源的正常运行。
39.三相电参数仪用于采集三相输入电压、电流、频率、用电量，具有485通信接口与外部通信。
40.温度巡检仪选用可对各路进行单独的报警值设置，并能通过modbus协议读取各路采集温度。
41.数据采集板可通过读取plc、三相电参数表、温度巡检仪、触发板等仪表的参数，再通过rj54接口和4g、5g网络分别进行有线和无线的数据传输。
42.地面电源安全作业监控管理系统运用了electron vue .net core等先进的开源技术使系统能够跨平台运行在windows、linux、mac三大系统上，并且软件性能十分优异占用内存极低。
43.地面电源安全作业监控管理系统运用iot(物联网技术)，通过对设备有线网口与无线模块(4g、5g)将传感器上采集的电源数据并接入到网络，构建了“端 端”与“云 端”的物联网，实时的与设备进行信息交换和通信。在经过网络层传输到云服务器以后，将数据录入到地面电源安全作业监控管理数据库中。利用后台服务器的大数据、云计算等高性能对数据进行处理，赋予数据智能。最终转换成对终端用户有用的信息，不断减少用户终端的处理负担。最终使其简化成一个单纯的输入输出的设备，有效提升了检修工作的智能化、信息化、精准化。
44.地面电源安全作业监控管理系统深入贯彻phm理念，系统配备了排班表、维修记录表，方便工作人员详细记录每日入库检修车辆编号、入库时间、轨道编号、结束时间以及电源设备检修记录。并设备对供电数据进行实时记录存为历史数据。通过对大数据、云计算能力对历史数据进行分析不仅可以得出设备概况还能统计出某一列车的用电量、用电时长、和故障发生率。
45.通过分析检修现场的现状和已有电源监控管理的实现手段，为保证列车检修安全运行、提高列车整备检修效率，实现整备场日常运行巡检和库内月检维护工作。设计了地面电源安全作业监控管理系统来解决检修现场用电问题。为了保障供电安全和提高其监控系统的效率和可维护性,运用基于plc和远程数据采集模块的“地面电源安全作业监控管理系统”的设计与实现。结合rs-485进行多串口通信,将采集的数据用有线网络、局域网络、无线网络(4g、5g)、物联网等通信技术以tcp/ip的方式传输到服务器数据库,实现对远程电源终端的数据监控，并以.net为后台实现对电源数据的采集与分析,对客车地面电源以及相关硬件设备进行实时数据的梳理、校验，对电源系统进行监控预警和保护。通过大数据监控与分析掌握电源设备的健康状况以及故障频发区域与周期，预测故障的发生，大幅度提高运维效率从而达到故障预测与健康管理phm(prognostics health management)。实现精细化管理在一定程度上解决了客车整备场用电不安全、用电浪费、工作效率低等问题。通过分析检修现场的现状和已有电源监控管理的实现手段，为保证列车检修安全运行、提高列车整备检修效率，实现整备场日常运行巡检和库内月检维护工作.。
46.本发明还提供了一种地面电源安全作业监控管理方法，包括：
47.获取地面电源的相关参数数据并接入到网络，构建“端 端”与“云 端”的物联网模式；
48.利用后台服务器的大数据、云计算及高存储量对所述相关参数数据进行处理，赋予数据智能；
49.根据所述地面电源的相关参数数据及所述后台服务器的历史数据进行比较分析后形成控制指令；
50.最终转换成对终端用户有用的信息并传输至地面电源。
51.其中一套地面电源设备每套电源变配备一台分配柜、两台整流柜与三台轨边柜。地面电源设备里配有网口与4g、5g通信模块，提供有线传输与无线传输两种传输方式。整套数据流程使用了socket以及tcp/ip传输全程加密让所的数据信息能够得到更安全的保障防止数据泄露。数据都通过web端模块在显示屏上实时显示，展示的数据为电源设备的所有详细参数包括所有电流参数、电压参数、温度巡检仪参数以及触发板参数。其中当设备标识(即相应的预警灯)为蓝色时，表示设备正常并在线，设备标识为绿色时表示设备正在供电，设备标识为灰色时表示设备已关闭，设备标识为橙色时表示设备正在维护中，设备标识为红色时，表示设备发生了故障。
52.以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。