DB41∕T 2077-2020 城市轨道交通信号智能化维护系统技术规范(河南省).pdf
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1、 ICS 03.220.30 CCS S60/69 DB41 河南省地方标准 DB41/T 20772020 城市轨道交通信号智能化维护系统 技术规范 2020 - 12 - 30 发布 2021 - 03 - 30 实施 河南省市场监督管理局 发 布 DB41/T 20772020 I 目 次 前言 . III 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语和定义 . 1 3.1 . 1 3.2 . 1 4 缩略语 . 2 5 总则 . 2 5.1 目标 . 2 5.2 统一性 . 2 5.3 规范性 . 2 5.4 功能性 . 2 6 系统基本要求 . 3 6.1 系统组成 . 3
2、 6.2 性能要求 . 4 6.3 人机界面要求 . 4 6.4 报警 . 4 7 状态感知 . 5 7.1 环境感知 . 5 7.2 设备感知 . 5 7.3 接口感知 . 10 8 网络传输 . 13 8.1 网络传输要求 . 13 8.2 网络安全要求 . 13 9 数据存储 . 13 9.1 结构要求 . 13 9.2 功能要求 . 13 9.3 存储要求 . 14 10 智能诊断 . 14 10.1 功能要求 . 14 10.2 分析预警 . 14 10.3 学习建模 . 14 11 云平台 . 14 DB41/T 20772020 II 11.1 功能要求 . 14 11.2 资源
3、配置 . 14 11.3 业务部署 . 14 11.4 大数据分析 . 15 DB41/T 20772020 III 前 言 本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则的规定起草。 本文件由河南省交通运输厅提出并归口。 本文件起草单位:郑州地铁集团有限公司运营分公司。 本文件主要起草人:张兴凯、李亚军、刘宏泰、郝晓平、陈琦、徐淑鹏、雷云鹏、赵晗、张冲、高彦军、张红欣、成炎、杨辉、田小超、王斌、牛瑜烽、王智慧、陈静梅、郭善彬、艾新、李金文、郑继平、陈志超、刘振宇、王孝、魏振兴、吴亮、赵承杰、吕兴瑞、柴学艺、王永博、张逸人。 DB41/T XXXXXXX
4、X 1 城市轨道交通信号智能化维护系统技术规范 1 范围 本文件规定了城市轨道交通信号智能化维护系统 (以下简称信号智能化维护系统) 的系统基本要求、功能要求及智能化维护要求等。 本文件适用于城市轨道交通信号智能化维护系统的设计、开发、施工及验收。既有线路维护监测系统的升级改造可参照执行。 2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。 其中, 注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T 2408 塑料 燃烧性能的测定 水平法和垂直法 GB/T 7417 铁路信号AX系列继电
5、器 GB/T 12758 城市轨道交通信号系统通用技术条件 GB/T 19666 阻燃和耐火电线电缆或光缆通则 GB/T 20271 信息安全技术 信息系统通用安全技术要求 GB/T 21562 轨道交通可靠性、可用性、可维修性和安全性规范及示例 GB/T 22239 信息安全技术 网络安全等级保护基本要求 GB/T 24338.5 轨道交通 电磁兼容 第4部分:信号和通信设备的发射与抗扰度 GB 50157 地铁设计规范 TB/T 3498 铁路通信信号设备雷击试验方法 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 信号智能化维护系统 以信号系统关键设备为主要对象,利用物联网、大数据
6、、人工智能等新技术,实现信号设备的状态集中监视、故障智能诊断和设备健康评估。 3.2 安全继电器 用于接通断开电路、发布控制命令和反映设备状态等,构成自动控制和远程控制电路的元器件。本文件涉及安全继电器有:1DQJ(一启动继电器)、1DQJF(一启动复示继电器)、2DQJ(二启动继电器)、2DJ(二灯丝继电器)、BHJ(保护继电器)、DBJ(定位表示继电器)、DJ(灯丝继电器)、FBJ(反位表示继电器)、QDJ(切断继电器)、ZBHJ(总保护继电器)。 DB41/T 20772020 2 4 缩略语 下列缩略语适用于本文件: AP:无线接入点 ATP/ATO:列车自动防护/列车自动运行 ATS
7、:列车自动监控 CC:车载控制器 CI:计算机联锁 DCS:数据通信系统 LC:线路控制器 MTBF:平均故障间隔时间 PIS:乘客信息系统 UPS:不间断电源 ZC:区域控制器 5 总则 5.1 目标 信号智能化维护系统实现信号设备的状态集中监视、 故障智能诊断和设备健康评估, 提升城市轨道交通信号设备智能化维护水平,推动维护监测系统向集成化、信息化、智能化方向发展。 5.2 统一性 5.2.1 信号智能化维护系统应统一标准,与 ATS、DCS、ATP/ATO、CI、电源等子系统同步设计、开发、施工及验收。 5.2.2 信号智能化维护系统应实现互联互通,采用标准接口、标准协议,宜预留与控制中
8、心、维修中心以及延伸线等相关接口。 5.2.3 信号智能化维护系统人机界面应满足人体工程学的要求,采用中文显示,操作简便。 5.2.4 信号智能化维护系统应具备时钟校核功能,与 ATS 子系统时钟同步。 5.3 规范性 5.3.1 信号智能化维护系统应采用模块化、网络体系结构,可分散、集中设置。 5.3.2 信号智能化维护系统网络应单独组网,采用可靠性技术和网络安全技术。 5.3.3 信号智能化维护系统与接口专业信息交换时,应采用可靠的网络安全隔离技术。 5.3.4 信号智能化维护系统的状态感知等采集模块应通过标准计量器具校核。 5.4 功能性 5.4.1 信号智能化维护系统应能监测信号基础设
9、备的主要电气特性和机械特性,接入 ATS、DCS、ATP/ATO、CI、电源等子系统的维护信息,记录监测对象的异常状况,具备隐患预警和故障诊断功能。 5.4.2 信号智能化维护系统应建立动态的设备资产基础信息管理模块,自动集成关联设备的运行、变动、维护等全过程管理数据记录。 5.4.3 信号智能化维护系统应具备多维图形、设备原理图、图表等可视化展示功能。 5.4.4 信号智能化维护系统应具备故障日志自动转存功能。 DB41/T XXXXXXXX 3 5.4.5 信号智能化维护系统应能辅助维护人员制定预防性和纠正性维护作业计划。 5.4.6 信号智能化维护系统宜预留移动终端、智能巡检接口。 5.
10、4.7 本文件未明确的内容,可参照 GB/T 12758 和 GB 50157 的规定。 6 系统基本要求 6.1 系统组成 6.1.1 系统结构 信号智能化维护系统为线网、线路和车站“三级”架构。系统结构宜参考图 1。 线网级功能应用云平台全景应用运行监测数据分析健康评估应急管理计算资源存储资源网络资源智能学习大数据平台多维统计分析接口专业联合分析线路级智能诊断数据存储网络传输数据流检测及整合特征分析故障诊断智能分析储存设备服务器硬线网络车站级基础数据采集+运行数据检测+状态统计+存储资源信号基础设备系统核心设备环境外部接口道岔、计轴、电源等ATS、ATP/ATO、CI等温湿度等车辆、PIS
11、等传输状态感知传输传输传输 图1 信号智能化维护系统结构图 6.1.2 设备组成 信号智能化维护系统由线网级、线路级和车站级设备组成,可根据系统结构和现场需求调整,设备组成参考如下: a) 线网级智能化维护设备应基于云技术,配置通信前置机、应用服务器、数据库服务器、Web服务器、数据分析服务器、存储设备、网络设备、电源设备、网络安全设备、维护工作站等; b) 线路级智能化维护设备应配置应用服务器、 数据库服务器、 接口服务器、 存储设备、 网络设备、网络安全设备、电源设备、维护工作站等; c) 车站级智能化维护设备应配置站机、采集设备、电源设备、维护工作站等。 DB41/T 20772020
12、4 6.2 性能要求 信号智能化维护系统性能要求见表 1。 表1 信号智能化维护系统性能要求 性能指标 性能要求 安全性 网络电磁兼容性能应满足GB/T 24338.5要求。 应建立保密安全屏障和管理措施,遵循GB/T 22239的规定。 防雷应满足TB/T 3498要求。 系统运行宜符合第三级信息安全等级保护要求。 本文件未明确的内容,可参照 GB/T 21562 的规定。 可靠性 平均故障间隔时间:MTBF104h。 可用性 冗余服务器主备切换时间3s。 应保证7*24h运行。 可维修性 平均故障恢复时间30min。 技术性 采集器(板)应符合GB/T 2408的V-0级阻燃要求。 采集器
13、外壳和封装应符合GB/T 7417要求。 线缆的阻燃标准应符合GB/T 19666中阻燃特性。 6.3 人机界面要求 信号智能化维护系统人机界面应满足以下要求: a) 实时显示信号设备基本布置图、列车位置、车次号等信息和道岔、信号机、计轴等设备状态,支持 ATS、DCS、ATP/ATO、CI、电源等子系统设备的图形化显示; b) 提供设备状态信息显示,具备设备状态及故障的查询、保存、回放等功能,可根据不同设备电气特性界定波动阈值生成报表和统计报告; c) 应具备多维图像、设备原理图、图表等多种人机界面显示; d) 主界面的显示宜包括全景视图、运行监测、数据分析、健康评估和应急管理等功能应用模块
14、。 6.4 报警 6.4.1 报警等级 报警等级按照对运营列车的影响分为、四类: 类:对行车直接造成影响或设备产生直接危害的报警; 类:对行车或系统设备间接造成影响或已有故障隐患的报警; 类:对行车或系统设备暂不造成影响的设备异常现象或可能存在故障隐患的报警; IV类:除、类以外的其他报警或预警信息。 6.4.2 报警方式 各等级报警方式要求如下: DB41/T XXXXXXXX 5 类:应采用弹出式、声光报警,须经人工确认后方可消除报警,给出故障原因、处理建议、行车影响及处置措施; 类:应采用弹出式、声光报警,须经人工确认后方可消除报警,给出故障原因、处理建议和行车影响; 类:应有提示窗口,
15、给出故障原因及处理建议; IV 类:应有提示信息,预警信息用颜色区分影响程度。 7 状态感知 7.1 环境感知 7.1.1 温度监测 温度监测应满足以下要求: a) 监测内容:信号设备室、信号电源室、电子设备机柜内温度; b) 监测点:信号设备室、信号电源室、电子设备机柜; c) 监测量程:-10 60 ; d) 监测精度:1 ; e) 监测方式:周期巡测(周期1s),变化测。 7.1.2 湿度监测 湿度监测应满足以下要求: a) 监测内容:信号设备室、信号电源室、电子设备机柜内湿度; b) 监测点:信号设备室、信号电源室、电子设备机柜; c) 监测量程:0% RH100% RH; d) 监测
16、精度:3% RH; e) 监测方式:周期巡测(周期1s),变化测。 7.2 设备感知 7.2.1 外电网综合质量监测 外电网综合质量监测应满足以下要求: a) 监测内容:外电网输入相电压、线电压、电流、频率、相位角、功率; b) 监测点:配电箱空开负荷侧; c) 监测量程:AC380 V 电压 0V500 V、AC220 V 电压 0 V300 V、电流 0 A100 A、频率 0 Hz60 Hz、相位角 0360、功率 0 kW80 kW; d) 监测精度:电压1%、电流2%、频率0.5 Hz、相位角1、功率1%; e) 监测方式:站机周期巡测(周期1 s),变化测,电流采用开口式电流互感器
17、检测; f) 采样速率:断相、错序、瞬间断电报警的采样周期50ms,电压、电流采样周期250ms,瞬时断电波形采集周期2.5 ms; g) 报警: 1) 输入电压大于额定值的 15%或小于额定值的 20%时应给出报警并记录; 2) 输入电压低于额定值的 65%,时间超过 1000 ms 时应给出报警并记录; 3) 输入电压低于额定值的 65%,时间超过 140 ms,但不超过 1000ms 时瞬间断电报警并记录; DB41/T 20772020 6 4) 对于三相交流(380 V)输入电源,相序错误时应给出错序报警并记录。 7.2.2 电源屏状态监测 电源屏采集外电网、切换开关、稳压器、UPS
18、、蓄电池、电源模块、分线柜等设备间电源电路溯源关系显示及各级电压监测、时间自动更新等,应具备蓄电池内阻监测,宜具备蓄电池极柱温度、漏液鼓包等监测。电源屏状态监测应满足以下要求: a) 监测内容:各电源屏输入电压、电流、频率、相位角,电源屏各路输出电压、电流; b) 监测点:电源屏的输入端、电源屏的电压输出保险后端; c) 监测量程:相位角 0360,电压、电流、频率量程见表 2、表 3、表 4: 表2 电压量程表 电压/V 量程/V 电压/V 量程/V 电压/V 量程/V 电压/V 量程/V 电压/V 量程/V AC380 0500 AC220 0300 AC110 0200 AC24 050
19、 AC12 030 DC220 0300 DC24 050 DC48 080 DC12 030 DC6 010 表3 电流量程表 电源屏类型 量程/A 电源屏类型 量程/A 电源屏类型 量程/A 2.5 kVA 020 10 kVA 050 30 kVA 0100 5 kVA 030 15 kVA 080 45 kVA 0100 表4 频率量程表 电源类型 量程/Hz 电源类型 量程/Hz 50 Hz 060 25 Hz 030 d) 监测精度:电压1%、电流2%、频率0.5 Hz、相位角1%; e) 监测方式:周期巡测(周期 1s),变化测; f) 采样速率:250 ms; g) 报警: 1
20、) 电源屏输出电压大于额定值的 3%或小于额定值的 3%时应给出报警并记录; 2) 信号智能化维护系统与电源屏接口通信中断时应给出报警并记录; 3) 系统输入报警:输入单路停电、输入双路停电、输入缺相、输入相位错、输入空开跳闸、输入过压、输入欠压时应给出报警并记录; 4) 系统输出报警:输出漏电、电源输出断、电源输出过压、电源输出欠压、电源输出过流时应给出报警并记录; 5) 设备状态报警:防雷空开断、内二路正常工作开关断、内二路紧急直供开关断、切换电源板故障、电源模块故障、电源模块通信中断、监控板通信中断时应给出报警并记录; 6) 输入输出模拟量预警: 输入电压超限、 输出电压超限、 输出电流
21、超限时应给出报警并记录; 7) UPS 主机报警:通讯中断、蓄电池故障、蓄电池供电、蓄电池电压低、蓄电池耗尽、过温故障、输入故障、输出故障、输出过载、切换至旁路、旁路故障、请求输出关闭、请求关机、充电故障、输出关闭、系统异常关闭、风扇故障、熔丝故障、诊断测试故障、系统失电、延时关机、立即关机时应给出报警并记录; 8) 电池组报警:单体电压差异、电池组欠压、电池组过压、电池组绝缘电阻低、放电电流过DB41/T XXXXXXXX 7 大、单体欠压、单体过压、温度过高、单体内阻过低时应给出报警并记录。 7.2.3 计轴监测 车轮传感器电压监测应满足以下要求: a) 监测内容:车轮传感器空闲及占用电压
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