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摘要：基于監(jiān)控系統(tǒng)平臺，提出一種參數(shù)合成的設(shè)備模型建模方法，根據(jù)設(shè)備參數(shù)獲得實時狀態(tài)，并利用狀態(tài)結(jié)果對設(shè)備的運行情況進行實時統(tǒng)計，統(tǒng)計的內(nèi)容包括狀態(tài)時長統(tǒng)計和變位次數(shù)統(tǒng)計。實時統(tǒng)計不僅增強統(tǒng)計結(jié)果的實時性，還方便技術(shù)人員及時了解現(xiàn)場設(shè)備的運行狀態(tài)，對于提高城市軌道交通常用設(shè)備的精細(xì)化管理水平具有重要意義。

關(guān)鍵詞：城市軌道交通；綜合監(jiān)控系統(tǒng)；設(shè)備模型；運行狀態(tài)；實時統(tǒng)計

引言

城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)（ISCS）通過采用先進的計算機技術(shù)和控制技術(shù)實現(xiàn)城市軌道交通控制系統(tǒng)的集成化、數(shù)字化和智能化，大大提高了城市軌道交通運營的安全性和高效性，已成為當(dāng)前城市軌道交通控制系統(tǒng)中的首選方案。ISCS系統(tǒng)是各系統(tǒng)中設(shè)備數(shù)量最多的系統(tǒng)，如何有效管理、高效使用、提高維護效率、降低人為干涉是各城市地鐵通車后面臨的一大難題。針對這個問題，綜合監(jiān)控系統(tǒng)通過實時提供全線設(shè)備的運營狀態(tài)和重要報警信息，并向維護人員提供設(shè)備動作次數(shù)、運行時長、故障統(tǒng)計等維護保養(yǎng)數(shù)據(jù)，是一個有效的解決辦法。然而目前的綜合監(jiān)控系統(tǒng)往往只能對設(shè)備的運行維保數(shù)據(jù)進行離線統(tǒng)計，缺乏實時統(tǒng)計功能，不能及時地讓維護人員了解最新信息，同時基于單個測點的離線統(tǒng)計功能也有統(tǒng)計誤差，造成統(tǒng)計結(jié)果不準(zhǔn)確。針對這些問題，文章首先給出一種基于參數(shù)合成的設(shè)備建模方法，通過設(shè)備參數(shù)值合成設(shè)備狀態(tài)值，然后對設(shè)備狀態(tài)進行實時統(tǒng)計，獲得設(shè)備運行狀態(tài)的實時統(tǒng)計結(jié)果，并將其應(yīng)用到實際的綜合監(jiān)控系統(tǒng)，最后得出結(jié)論。

1基于參數(shù)合成的設(shè)備狀態(tài)模型

在綜合監(jiān)控系統(tǒng)中，機電設(shè)備的實際運行狀態(tài)往往由多個參數(shù)共同決定，包括運行狀態(tài)、停止?fàn)顟B(tài)、故障狀態(tài)等。當(dāng)表示設(shè)備運行的參數(shù)較多時，設(shè)備的運行狀態(tài)不容易確定。而在實際運行中，由于采集設(shè)備出現(xiàn)問題或者狀態(tài)接點出現(xiàn)問題，還可能出現(xiàn)多個參數(shù)的狀態(tài)值同時為1的矛盾現(xiàn)象，對設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)視和運行狀態(tài)信息的統(tǒng)計都會造成影響。以環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)（BAS）里面的機電設(shè)備為例，表示電梯運行狀態(tài)的參數(shù)包括上行、下行、故障和停止，表示變頻風(fēng)機運行狀態(tài)的參數(shù)包括變頻運行、工頻運行、變頻停止、工頻停止、變頻故障和工頻故障。當(dāng)設(shè)備包含參數(shù)較多時，如果單獨針對某個狀態(tài)參數(shù)進行運行時長統(tǒng)計，會因為多個狀態(tài)出現(xiàn)重疊而導(dǎo)致結(jié)果失準(zhǔn)。如果單獨針對某個狀態(tài)變化統(tǒng)計狀態(tài)變化次數(shù)時，會因為表示同一狀態(tài)的參數(shù)較多而出現(xiàn)統(tǒng)計誤差。針對這個問題，本文提出了基于參數(shù)合成的設(shè)備狀態(tài)模型分析方法，該方法基于設(shè)備參數(shù)獲得設(shè)備模型并得到合成狀態(tài)值，然后利用設(shè)備狀態(tài)對照表獲得最終狀態(tài)。具體方法如下：首先利用設(shè)備參數(shù)組建設(shè)備模型，該設(shè)備模型需要包含所有能夠表示設(shè)備狀態(tài)的參數(shù)信息，然后利用這些參數(shù)的具體狀態(tài)值，通過給定算法，計算出設(shè)備合成狀態(tài)。在定義設(shè)備模型同時也定義設(shè)備狀態(tài)對照表，設(shè)備狀態(tài)對照表包含設(shè)備狀態(tài)值和該狀態(tài)的一些設(shè)定信息。基于獲得的設(shè)備合成狀態(tài)值，在設(shè)備狀態(tài)對照表里查找該值對應(yīng)的狀態(tài)，可確定設(shè)備的最終狀態(tài)。通過設(shè)備狀態(tài)模型分析方法對設(shè)備的狀態(tài)進行合成，解決了設(shè)備狀態(tài)二義性的問題，由此獲得的設(shè)備狀態(tài)實時監(jiān)視結(jié)果也會更加準(zhǔn)確。基于參數(shù)合成的設(shè)備狀態(tài)模型分析方法如圖1所示。結(jié)合ISCS系統(tǒng)里面BAS系統(tǒng)的電扶梯具體解釋基于參數(shù)合成的設(shè)備狀態(tài)模型含義。在實際的綜合監(jiān)控系統(tǒng)中，電扶梯的運行狀態(tài)參數(shù)包括上行、下行、故障、停止。因此，配置實際的電扶梯設(shè)備模型時首先定義電扶梯的設(shè)備模型，它的最終狀態(tài)將由上述4個運行參數(shù)合成，同時定義電扶梯的設(shè)備狀態(tài)對照表，電扶梯的實際狀態(tài)為運行、停止、故障、無效4種。表1給出電扶梯狀態(tài)模型的實例，當(dāng)上行狀態(tài)為1、其他狀態(tài)都為0時，此時設(shè)備的合成狀態(tài)值為1，表示運行；當(dāng)下行狀態(tài)為1、其他狀態(tài)都為0時，此時設(shè)備的合成狀態(tài)值為2，表示運行；當(dāng)停止?fàn)顟B(tài)為1、其他狀態(tài)為0的時，此時設(shè)備的合成狀態(tài)值為4，表示停止；當(dāng)故障狀態(tài)為1時，此時設(shè)備的合成狀態(tài)值為8，表示故障；當(dāng)上行和下行都為1時，此時設(shè)備的合成狀態(tài)值為3，表示無效。基于這個模型，電扶梯可能出現(xiàn)的合成狀態(tài)值為0-15，其中運行狀態(tài)對應(yīng)的值為1、2，停止?fàn)顟B(tài)對應(yīng)的值為4，故障狀態(tài)對應(yīng)的值8-15，無效狀態(tài)對應(yīng)的值為0、3、5-7。綜上所述，可以得出采用基于參數(shù)合成的設(shè)備狀態(tài)模型優(yōu)點，主要包括以下幾點。（1）設(shè)備相關(guān)參數(shù)清晰：建立設(shè)備狀態(tài)模型，可以對設(shè)備包含的所有參數(shù)進行全面了解，能夠快速對設(shè)備出現(xiàn)的問題進行定位和分析。（2）設(shè)備狀態(tài)的唯一性：建立設(shè)備狀態(tài)模型，可以避免因為部分參數(shù)出現(xiàn)錯誤而導(dǎo)致狀態(tài)的不確定，例如當(dāng)故障和運行同時出現(xiàn)時，可以將其確定為故障狀態(tài)，而不是2種狀態(tài)并存。（3）組態(tài)技術(shù)簡單：只需要對設(shè)備具體參數(shù)進行狀態(tài)位的配置，不需要進行其他的配置，簡單快捷。

2實時統(tǒng)計功能

2.1實時統(tǒng)計功能介紹

統(tǒng)計功能主要對收集到的數(shù)據(jù)進行量化分析、總結(jié)、推斷和預(yù)測。在常規(guī)的綜合監(jiān)控系統(tǒng)中，使用較多的是離線統(tǒng)計功能。離線統(tǒng)計功能定期對各類運行數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，然后通過報表等方式展示出來，可以滿足一定的需求。但是離線統(tǒng)計只能針對某個時間段的數(shù)據(jù)進行處理和分析，實時性不夠強，同時基于單個測點的離線統(tǒng)計會因為某些狀態(tài)未改變或者多個狀態(tài)的重復(fù)而引起統(tǒng)計誤差，給實際使用帶來不便。針對這個問題，提出實時統(tǒng)計功能，實時統(tǒng)計功能是一種在線統(tǒng)計功能，不再局限于某個時間段的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，而是從某個時間點開始到當(dāng)前時間點的數(shù)據(jù)統(tǒng)計。相對于離線統(tǒng)計只能對之前的時間段數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，實時統(tǒng)計是一種當(dāng)前進行時的統(tǒng)計，對于一些實時性要求較強的領(lǐng)域，其所起到的作用和實時數(shù)據(jù)采集同樣重要。實時統(tǒng)計功能利用實時的積分累計方式，結(jié)合基于參數(shù)合成的設(shè)備狀態(tài)模型，統(tǒng)計結(jié)果不僅實時性更強，準(zhǔn)確性也更高，可以幫助維護人員快速了解設(shè)備的當(dāng)前情況，能夠及時發(fā)現(xiàn)問題并快速定位、解決。設(shè)備狀態(tài)運行時長的實時統(tǒng)計是在上述設(shè)備狀態(tài)模型的基礎(chǔ)上利用實時的積分累計方法，對各類狀態(tài)的運行時長進行積分累積，獲得實時的狀態(tài)時長統(tǒng)計結(jié)果。同樣，設(shè)備狀態(tài)變化次數(shù)的實時統(tǒng)計在上述設(shè)備狀態(tài)模型的基礎(chǔ)上，首先判斷狀態(tài)是否發(fā)生了變化，如果狀態(tài)發(fā)生變化，則對目標(biāo)狀態(tài)的變位次數(shù)進行累加，如果狀態(tài)沒有發(fā)生變化，則次數(shù)不變。

2.2功能實際應(yīng)用

將上述功能應(yīng)用到實際的ISCS系統(tǒng)中去，以變頻風(fēng)機為例，圖2展示了綜合監(jiān)控系統(tǒng)中常見的設(shè)備信息面板。在面板中，不僅包含了該設(shè)備的具體運行參數(shù)，還包括設(shè)備的累計運行時間、累計啟停次數(shù)和累計故障次數(shù)。其中累計運行時間、累計啟停次數(shù)和故障次數(shù)均為實時統(tǒng)計的結(jié)果。這種展示方式的優(yōu)點在于將設(shè)備的實時參數(shù)信息和實時統(tǒng)計信息一起展示，方便運行人員和維護人員快速了解設(shè)備的具體情況。在得到運行信息的實時統(tǒng)計結(jié)果后，定時將其存入歷史數(shù)據(jù)記錄模塊，利用歷史模塊的統(tǒng)計功能，可以獲取運行信息的統(tǒng)計參數(shù)，同時生成報表，展示各類設(shè)備的具體運行情況。圖3是某個車站環(huán)境控制系統(tǒng)的主要設(shè)備運行時長日報表，展示了變頻風(fēng)機、隧道風(fēng)機（TVF）、熱繼單速風(fēng)機、熱排風(fēng)機（OTE）和馬保風(fēng)機的日運行信息統(tǒng)計結(jié)果。以上2個示例是實時統(tǒng)計功能在綜合監(jiān)控系統(tǒng)里面的具體應(yīng)用，結(jié)合實際需求，實時統(tǒng)計功能在以下2個方面可以得到更深入的應(yīng)用。（1）設(shè)備維護。設(shè)備維修、停機時間和備件管理對于大型、連續(xù)工作的生產(chǎn)線非常重要。停機時間和維修頻率的選擇不當(dāng)，都可能對企業(yè)造成重大經(jīng)濟損失。通過實時統(tǒng)計功能，及時了解設(shè)備總運行時長，當(dāng)運行時長達(dá)到一定的維護周期時，可對設(shè)備進行及時的維修保養(yǎng)，同時對實時統(tǒng)計信息進行清零操作，方便下一個維護周期的監(jiān)視。（2）優(yōu)化設(shè)備運行。實時狀態(tài)統(tǒng)計功能可以和控制功能結(jié)合以優(yōu)化設(shè)備運行。通過設(shè)定1個設(shè)備的持續(xù)運行時間，當(dāng)設(shè)備運行超過這個持續(xù)時間之后，利用綜合監(jiān)控系統(tǒng)平臺對其發(fā)送停止命令，使其停止，以延長設(shè)備的使用壽命。

3結(jié)語

綜合監(jiān)控系統(tǒng)的運用對機電設(shè)備綜合維修提供有力的技術(shù)支持。基于綜合監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)備實時統(tǒng)計功能，通過定義設(shè)備的狀態(tài)模型，根據(jù)設(shè)備各個參數(shù)的實際值合成設(shè)備狀態(tài)值，從而獲取設(shè)備的實際狀態(tài)，然后對狀態(tài)進行實時累計和次數(shù)統(tǒng)計，獲得設(shè)備的實時運行信息，避免了針對單個參數(shù)進行統(tǒng)計所帶來的誤差。將設(shè)備的實時信息應(yīng)用到系統(tǒng)其它高級統(tǒng)計分析功能中，可以發(fā)現(xiàn)更多的設(shè)備運行規(guī)律和生產(chǎn)規(guī)律，為生產(chǎn)過程的不斷優(yōu)化提供支撐，為精細(xì)化管理提供基礎(chǔ)。

作者：張長開 解凱 張偉 單位：南京南瑞繼保電氣有限公司