基于LTE‑R网络的隔离开关监控装置的制作方法

文档序号:12925558
基于LTE-R网络的隔离开关监控装置技术领域:本实用新型与电气化铁路电动隔离开关监控系统有关。

背景技术:
:电动隔离开关是牵引供电系统的重要部件,做到安全的实现隔离开关的准确分合,是保证电气化铁路运营安全和操作维护人员人身安全的必要条件,铁道隔离开关监控装置大多采用光纤控制方式,由于光纤铺设施工量大,出现断裂,故障处理麻烦,特别是站场股道多,过股道铺设光纤和处理故障更加困难。同时光纤在极寒地区,容易断裂,严重影响监控系统的通信。铁道隔离开关监控装置采用无线方式比较少,无线系统主要采用数字电台、GSM-R、3G通信的方式,由于其带宽窄、传输速率低,易受干扰,只能满足专用调度和控制需求,不能满足视频图像的监控。

技术实现要素:
:本实用新型的目的是提供一种安全可靠、成本低,带宽宽、传输速率高,不易受干扰,能满足视频图像监控的基于LTE-R网络的隔离开关监控装置。本实用新型是这样实现的:监控主机2分别与交换机5、LCD液晶显示器9连接,交换机5与LTE-R核心网络3的核心控制器连接,核心控制器经网关与LTE-R基站4连接,现场子站有LTE-R无线收发终端6分别与网络摄像机10、隔离开关受控单元1、直流开关电源8连接,隔离开关受控单元1与电动隔离开关操作机构7连接。监控主机2为QL-JKK-2D,交换机5为IE4100-12TP,LTE-R核心网络3的核心控制器为eSCN230,LTE-R无线收发终端6为DLK-R890,隔离开关受控单元1为QL-JKK-9A-02,电动隔离开关操作机构7为MR41R。LTE-R基站4为eNB530。随着第四代通信技术的成熟,铁路系统在铁道沿线及站场安装大量的4G基站,高速铁路沿线及站场基本全覆盖,形成强大的铁路专用宽带移动通信系统LTE-R,由于LTE-R网络具有高速率传输,低时延、高移动和高安全性的特点,基于LTE-R网络的隔离开关监控装置,不仅能快速的采集开关状态和下发遥控命令,同时又有足够的带宽,为快速可靠的传输开关状态的视频图像提供了条件,是新一代的隔离开关监控装置。本实用新型基于LTE-R网络的隔离开关监控装置,采用LTE-R网络进行控制信息和图像信息的传输方式,由于LTE-R网络高速率传输,低时延、高移动和高安全性的特点,因此可以使远端主站控制人员在对隔离开关的分/合控制过程中,通过遥信和视频图像,基本上达到实时的观察隔离开关分/合的到位状态,确认隔离开关是否准确分/合到位,从而可以保证供电安全运行,减少因隔离开关操作过程中分/合信号延时而造成的误操作问题。隔离开关的操作采用的动作顺序是:监控主站通过通信传输数据的方式向被控隔离开关的隔离开关受控单元发出控制分/合的命令,被控隔离开关的受控单元收到命令后,控制电动操作机构转动隔离开关的动作臂实现分/合动作,隔离开关动作臂转动到准确位置后,由隔离开关电动操作机构中的定位辅助触点给出一个分/合到位信号,该信号经受控单元,通过通信方式传输到远端的主站,控制人员即认定该被控隔离开关准确的完成了本次命令要求的分/合操作。这种控制方式的信息传输依赖于通信线路,但近几年由于铁路建设的迅猛发展,对于已经建设完成的既有站场线路上增设电动隔离开关,或者对既有线路的改造已经很常见,这时在既有线路上要敷设有线通信线路会造成高成本的投入,因此,基于LTE-R网络的隔离开关监控装置,既是针对隔离开关利用高新技术进行控制的全新的设计,解决了新增隔离开关的安全可靠的控制与改造控制线路之间高投入成本的矛盾,同时增加视频监控的功能。本实用新型主要采用LTE-R无线终端、LTE-R基站、核心网、交换机、图形可视化人机操控界面、网络摄像机、监控主机和子站受控单元构成的现场数据和图像采集、传输与显示装置,配以全数字化的数据处理方式,IP无线网络传输,具有很强的抗干扰能力。本实用新型的有益效果是,提供了一套全新的基于LTE-R网络的隔离开关监控装置,解决了有线方式施工量大,成本高的劣势,克服了传统无线方式不可靠,带宽低的弊端,明显的缩短了设备建设的工期,降低了施工的难度,不仅实现了对开关状态的实施监控,同时增加了视频图像监控功能,极大地提高了设备安全运行的周期,保证了隔离开关的安全生产运行,降低了设备使用维修费用和人工成本。附图说明:图1为本实用新型结构图。具体实施方式:监控主机2分别与交换机5、LCD液晶显示器9连接,交换机5与LTE-R核心网络3的核心控制器连接,核心控制器经网关与LTE-R基站4连接,现场子站有LTE-R无线收发终端6分别与网络摄像机10、隔离开关受控单元1、直流开关电源8连接,隔离开关受控单元1与电动隔离开关操作机构7连接。监控主机2为QL-JKK-2D,交换机5为IE4100-12TP,LTE-R核心网络3的核心控制器为eSCN230,LTE-R无线收发终端6为DLK-R890,隔离开关受控单元1为QL-JKK-9A-02,电动隔离开关操作机构7为MR41R。LTE-R基站4为eNB530。本实用新型对隔离开关的控制利用LTE-R网络技术,通过LTE-R网络,完成监控主站和现场隔离开关受控单元之间的遥控、遥信数据和视频图像信息的传输。本实用基于LTE-R网络的隔离开关监控装置分为三部分,第一部分为监控主机2与LTE-R核心网络过来的交换机5;第二部分为现场端LTE-R无线收发终端6、网络摄像机10和受控单元1;第三部分为LTE-R基站4和LTE-R核心网络3。LTE-R无线终端为金属封闭式盒体,盒体内设置无线收发模块,外部数据接口为RS232接口和LAN口,电源系统为其提供电电源。监控主机2的LAN接口连接交换机5的LAN接口,实现之间网络数据的传输。交换机5接入LTE-R核心网络3,实现交换机5与LTE-R网络系统的信息传输;子站的LTE-R无线收发终端6的RS232接口,接入现场子站隔离开关受控单元1的RS232接口,子站的LTE-R无线收发终端6,与隔离开关受控单元1通过RS232协议完成数据的交换;基于LTE-R网络的隔离开关监控装置子站LTE-R无线收发终端6LAN接口,接入子站网络摄像机10的LAN接口,子站的LTE-R无线收发终端6与网络摄像机10通过IP网络完成图像信息的交换;监控主机2与子站的隔离开关的受控单元1之间,监控主机2与网络摄像机10之间,通过LTE-R网络完成数据和图像信息的交换。本实用新型电连接实现方式:隔离开关受控单元1的RS232接口,与子站端LTE-R无线收发终端6的RS232接口连接;隔离开关受控单元1的的遥信YX、遥控YK端子,分别接入电动隔离开关操作机构7的遥信YX、遥控YK端子,构成对电动隔离开关的分/合操作与状态信息采集;网络摄像机10的LAN接口,与子站端LTE-R无线收发终端6的LAN接口连接,构成对电动隔离开关本体分合位置视频图像信息的采集。监控主站交换机5的LAN接口,连接监控主机2的LAN接口;直流开关电源8为LTE-R无线收发终端6提供直流电源;LCD液晶显示器9通过VGA接口连接监控主机2的VGA接口,为控制人员提供图形可视化人机操控界面。本实用新型的功能实现方式:由监控主站操作人员发出的隔离开关分/合控制命令,经监控主机2的LAN接口输入到主站端交换机5的LAN端口,经协议处理及加密后,通过LTE-R网络系统以无线IP的方式发给子站LTE-R无线收发终端6,子站LTE-R无线收发终端6接收到的数据经协议处理及解密后,通过RS232串口送给隔离开关受控单元1以解析命令的操作内容,并将执行命令动作的信号通过YK接口送入电动隔离开关操作机构7,由电动隔离开关操作机构7执行完成主站要求的隔离开关分/合控制动作。由电动隔离开关操作机构7执行完成的隔离开关分/合控制动作到位后,电动隔离开关操作机构7采集隔离开关分/合位置信息,并将隔离开关分/合位置信息通过YX接口传输到隔离开关受控单元1,经过隔离开关受控单元1的编码处理后,由RS232端口输入现场端LTE-R无线收发终端6,同时网络摄像机10采集隔离开关本体的位置图像信息,由LAN端口输入到LTE-R无线收发终端6,与隔离开关受控单元1采集的信息,经协议处理及加密后以无线方式发给LTE-R基站,通过LTE-R网络系统传送到交换机5,交换机5对接收到的数据进行协议处理及解密后,由LAN端口传输到监控主站的监控主机2,在LCD液晶显示器9的图形界面上显示出当前现场隔离开关的分/合状态和视频图像。...
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