一种用于铁路牵引供变电所辅助监控系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于铁路牵引供变电所辅助监控系统。包括：依次连接的三维实景智能监控平台客户端服务器、三维模型与数据集成系统服务器、协议转换器、变电所现场数据采集系统。所述变电所现场数据采集系统包括智能巡检机器人、视频监控系统、红外热成像测温仪、综合自动化系统、环境监测系统、油色谱监测系统、电缆温度监测系统。本发明专利技术的优越技术效果是：解决了目前变电所三维虚拟仿真系统中存在的没有多维一体化综合信息展示、不能实时准确掌握所内设备及环境状态、无法满足变电所日常巡视管理工作的问题，实现了铁路牵引变电所无人值守的目标，实现了精准且高效的对环境进行监测的技术效果。

【技术实现步骤摘要】
一种用于铁路牵引供变电所辅助监控系统
本专利技术属于电力和轨道交通
，尤其涉及一种用于铁路牵引供变电所辅助监控系统。
技术介绍
目前，三维实景变电所的研究已经日趋成熟，相继推出了支持变电所三维设计、智能设计、成品交付的功能的软件，例如：Bentley、博超、AVEVA。三维可视化工具的存在，可以为变电所后期的运行维护、日常作业和管理提供更好的技术支持。当前三维实景可视化技术在我国铁路牵引变电所日常运行维护中已经得到了一定的应用。比如对运行人员进行岗前教育培训时，可以创建一个虚拟的三维变电所模型，而且此种方法已经获得了较好的效果。但是，如果想要达到变电所日常的管理运行水平，仅仅以教学讲解和操作实例为目的的可视化功能是不够的。将一些技术方法用于三维变电所监视系统的研究与开发中，例如智能巡检机器人、智能视频监控系统、智能告警系统、在线监测系统，并融合电气设备的监测单元，以便将变电所现有信息系统与三维可视化技术有机的集合起来，为日常的运行管理提供便捷。目前，中国国内的基于三维虚拟现实的电力仿真系统由以下几个模块组成：1、调度模块，建立变电所的电网模型，进行稳态潮流计算，模拟故障情况。2、仿真模块，使用VR和3D建模技术，建立变电所的三维模型，实现变电所设备及场景的三维仿真、漫游与操作。3、交互模块，采用建模与仿真高层体系结构进行仿真运行管理和底层通信传输。以上系统的能是建立变电所设备及场景的三维模型，实现多种方式的漫游巡视。调度模块建立相应的电网模型，进行稳态潮流计算，将计算结果传输到虚拟场景仿真模块，并在相应的虚拟仪表上显示。三维模型上的各种开关、旋钮的运动部件可以实际操作，并能进行多种电力故障情况的模拟。综上所述，现有技术的缺点是：变电所技术创新和实践发展的重点方向都是无人值守。虽然三维虚拟现实的电力仿真系统为变电所3D物理模型、接线逻辑提供了很好的可视化效果，为运行人员进行岗前教育培训和检修推演提供更好的技术支持。然而，随着无人值守变电所的逐渐普及，目前使用的三维虚拟仿真系统不足以满足变电所日常的管理运行水平，具体体现为：1.没有多维一体化综合信息展示；目前变电所运行管理中存在着多个信息管理系统，各系统数据相互独立，而该三维虚拟仿真系统没有融合现有信息系统，不能充分发挥三维虚拟可视化技术的优势。2.不能实时准确掌握所内设备及环境状态；目前使用的三维虚拟仿真系统只是静态模拟变电所中的设备结构和场地环境，不能实时监控设备的运行状态和环境变化。3.无法满足变电所日常巡视管理工作；虽然变电所的发展方向是无人值守，但仍需要进行日常和定期巡视任务，以确保电力系统的稳定运行。因此，如何融合自动化和人工智能来管理变电所的日常巡视工作是现有三维虚拟仿真系统亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能够克服上述技术问题的用于铁路牵引供变电所辅助监控系统。本专利技术所述系统包括：依次连接的三维实景智能监控平台客户端服务器、三维模型与数据集成系统服务器、协议转换器、变电所现场数据采集系统。所述变电所现场数据采集系统包括智能巡检机器人、视频监控系统、红外热成像测温仪、综合自动化系统、环境监测系统、油色谱监测系统、电缆温度监测系统。所述智能巡检机器人、视频监控系统、红外热成像测温仪、综合自动化系统、环境监测系统、油色谱监测系统、电缆温度监测系统分别与协议转换器连接。所述智能巡检机器人包括相互连接的基站系统和移动站系统：基站系统包括依次连接的后台工控机、无线通讯设备、基站GPS定位系统；移动站系统包括无线通讯设备、单片机、图像处理工控机、搭载可见光摄像头和热成像摄像头的云台、激光定位器、电机驱动控制器、云台控制器；无线通讯设备、单片机、图像处理工控机、搭载可见光摄像头和热成像摄像头的云台依次连接；激光定位器、电机驱动控制器、云台控制器分别与单片机连接。所述智能巡检机器人采用远程遥控的方式以代替巡视人员对变电站的部分设备进行巡检。智能巡检机器人能替代人工抄读表、温度测量、状态识别的巡检任务外，智能巡检机器人通过相互连接的基站系统和移动站系统采用无线通讯的方式实时地将所检测的数据传输到三维模型与数据集成系统服务器并生成动态的辅助决策数据，通过三维实景智能监控平台客户端服务器、三维模型与数据集成系统服务器相融合以解决传统的机器人巡检系统孤立运行的缺陷和带来的弊端，将智能巡检机器人巡检的路径信息在三维实景智能监控平台客户端服务器中真实展示并进行标注。智能巡检机器人和固定监测设备还能进行相互监测以确保智能巡检机器人和固定监测设备的正常运行且对接收的视屏图像和传感器信号进行分析和判断并及时发现电力设备的缺陷、异常的问题，大大提高了变电站运行的稳定性。所述视频监控系统包括流媒体服务器、监控显示屏、红外网络摄像机、交换机、电力专用互联网、ADSL路由器、球形摄像机、视频解码器、模拟摄像机。红外网络摄像机、交换机、电力专用互联网、ADSL路由器、球形摄像机依次连接，模拟摄像机、视频解码器通过ADSL路由器与电力专用互联网连接，流媒体服务器、监控显示屏分别与电力专用互联网连接。视频监控系统通过交换机、电力专用互联网、ADSL路由器、红外网络摄像机、球形摄像机、模拟摄像机采集视频数据并由视频服务器解码到监控显示屏上，所述视频监控系统实现了设备零部件级多画面实时视频定位，任意选择变电所三维模型中某一设备或设备部件，能够快速选取周边相关摄像头并自动设定相应参数，立刻显示设备不同侧面的视频画面，结合三维平台展示设备细节与内部构造的能力，为变电所的远程设备检修提供了技术保证。视频监控系统为视频监控基础架构设备提供全方位、可视化的运行维护管理，呈现前端视频设备、网络设备、后台服务器和业务应用的设备对象的实时运行情况，能够动态、实时的显示变电所设备的分布信息、运行状态，实现了对变电所设备运行状态信息的采集、在线巡检和检测，一旦发现设备故障，立即将故障报警并通过短信或邮件通知运行维护人员从而提高了运行维护人员对故障的响应速度和处理效率。所述环境监测系统包括温湿度传感器、漏电检测模块、红外报警监控装置、门禁传感器、协议转换器、继电器开关、照明装置、空调、遮光控制装置、变电站总开关、无线以太网、中央处理器、输入端、显示屏、报警器。温湿度传感器、漏电检测模块、红外报警监控装置、门禁传感器分别通过协议转换器与无线以太网、中央处理器、显示屏、报警器依次连接；照明装置、空调、遮光控制装置、变电站总开关分别通过继电器开关与协议转换服务连接。环境监测系统通过温湿度传感器、漏电检测模块、红外报警监控装置、门禁传感器所发出的感知信息，通过协议转换器、无线以太网传输到中央处理器，并经中央处理器处理后发出报警并在显示屏上将报警信息显示出来，同时，通过继电器开关来控制照明装置、空调、遮光控制装置、变电站总开关；所述环境监测系统利用计算机网络技术、数据库技术、通信技术、自动控制技术、传感技术构成的计算机网络来进行自动化、智能化的集中管理监控，环境监测系统的监控对象是机房动力和环境设备，如：配电设备、UPS设备、空调设备、温湿度设备、漏水设备、烟雾设备、视频设备、门禁设备、防雷设备、消防系统。所述综合自动化系统包括监控上位机、协议转换器、数模转换器、数据下位机、系统电源、电压本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于铁路牵引供变电所辅助监控系统，其特征在于，包括：依次连接的三维实景智能监控平台客户端服务器、三维模型与数据集成系统服务器、协议转换器、变电所现场数据采集系统；所述变电所现场数据采集系统包括智能巡检机器人、视频监控系统、红外热成像测温仪、综合自动化系统、环境监测系统、油色谱监测系统、电缆温度监测系统；所述智能巡检机器人、视频监控系统、红外热成像测温仪、综合自动化系统、环境监测系统、油色谱监测系统、电缆温度监测系统分别与协议转换器连接。

【技术特征摘要】
1.一种用于铁路牵引供变电所辅助监控系统，其特征在于，包括：依次连接的三维实景智能监控平台客户端服务器、三维模型与数据集成系统服务器、协议转换器、变电所现场数据采集系统；所述变电所现场数据采集系统包括智能巡检机器人、视频监控系统、红外热成像测温仪、综合自动化系统、环境监测系统、油色谱监测系统、电缆温度监测系统；所述智能巡检机器人、视频监控系统、红外热成像测温仪、综合自动化系统、环境监测系统、油色谱监测系统、电缆温度监测系统分别与协议转换器连接。2.根据权利要求1所述的一种用于铁路牵引供变电所辅助监控系统，其特征在于，所述智能巡检机器人包括相互连接的基站系统和移动站系统：基站系统包括依次连接的后台工控机、无线通讯设备、基站GPS定位系统；移动站系统包括无线通讯设备、单片机、图像处理工控机、搭载可见光摄像头和热成像摄像头的云台、激光定位器、电机驱动控制器、云台控制器；无线通讯设备、单片机、图像处理工控机、搭载可见光摄像头和热成像摄像头的云台依次连接；激光定位器、电机驱动控制器、云台控制器分别与单片机连接。3.根据权利要求1所述的一种用于铁路牵引供变电所辅助监控系统，其特征在于，所述视频监控系统包括流媒体服务器、监控显示屏、红外网络摄像机、交换机、电力专用互联网、ADSL路由器、球形摄像机、视频解码器、模拟摄像机；红外网络摄像机、交换机、电力专用互联网、ADSL路由器、球形摄像机依次连接，模拟摄像机、视频解码器通过ADSL路由器与电力专用互联网连接，流媒体服务器、监控显示屏分别与电力专用互联网连接。4.根据权利要求1所述的一种用于铁路牵引供变电所辅助监控系统，其特征在于，所述环境监测系统包括温湿度传感器、漏电检测模块、红外报警监控装置、门禁传感器、协议转换器、继电器开关、照明装置、空调、遮光控制装置、变电站总开关、无线以太网、中央处理器、输入端、显示屏、报警器；温湿度传感器、漏电检测模块、红外报警监控装置、门禁传感器分别通过协议转换器与无线以太网、中央处理器、显示屏、报警器依次连接；照明装置、...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐军，白凯，赵伟东，罗海，徐磊，尹大伟，孙禹文，张金胜，王波，李德忠，
申请(专利权)人：北京安美智享科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11