摘要：文章介绍了城市轨道交通综合监控系统及BAS系统的UPS系统组成及工作原理，同时阐述了目前UPS系统在综合监控界面上存在设计缺陷，不便于调度值班人员及时发现UPS相关重要信息，同时给检修人员的日常维保工作带来不便，为了解决该问题，本文提出了综合监控增加全线UPS监视界面优化设计方案。
关键词：城市轨道交通；综合监控系统；UPS系统
引言
城市轨道交通综合监控系统及BAS系统既可以实现各个系统之间的信息资源共享，确保相关系统间自动进行业务关联和事件联动功能，快速应对突发事件，又能通过ISCS的信息平台，提供系统维护关联的基础信息和设备档案关联，保证设备的使用和维护，进一步提高设备的完好率，降低运营成本。综合监控及BAS系统的重要性决定了其供电设备的可靠性成为重中之重。为了能够给机房内用电设备提供高质量、不间断电源，来保证用电设备正常工作，综合监控系统及BAS系统均设置了UPS系统。UPS不间断电源系统可以解决数据机房电源断电、电压尖峰、电压浪涌、频率漂移、谐波干扰、过欠压、电压波动及噪声电压等由市电电源质量差对前端设备造成的危害。因此对UPS系统重要参数的监控也将十分重要。
一、城市轨道交通综合监控系统及BAS系统UPS组成及工作原理
（1）UPS系统组成。城市轨道交通每个车站均由三套UPS系统分别给车站A、B端BAS系统、ISCS系统供电。UPS系统由AC-DC变换器、DC-AC逆变器、控制驱动电路、蓄电池、液晶显示控制等主要部分组成。
图1 UPS系统组成及工作原理图
（2）UPS工作原理。当市电220Vac（或380Vac）正常时，直流主回路有直流电压，供给DC-AC交流逆变器，输出稳定的220Vac交流电压，同时市电对电池充电。当任何时候市电欠压或突然掉电，则由电池组通过隔离二极管开关向直流回路馈送电能。从电网供电到电池供电没有切换时间。
二、综合监控系统监视UPS系统相关信息画面的设计缺陷问题
由于UPS系统的状态参数在综合监控系统中按站点划分部署，每个站的三套UPS系统又分散在三个不同的界面，因此，调度人员对全线的UPS设备状态进行监控时，就需要经过以下步骤循环操作（见图2）：①选择站点②选择UPS所在界面③选择需要监控的UPS图元④展开UPS图元属性框查看设备状态⑤关闭UPS图元属性框⑥再次选择下一个UPS所在界面⑦选择需要监控的UPS图元⑧展开UPS图元属性框查看设备状态⑨关闭UPS图元属性框⑩选择下一站点……。如此算下来，要将一个站的3个UPS设备巡视一遍，将至少要进行10次操作。这个流程放到调度端由调度员对全线28个站点（25个车站，1个停车场，1个车辆段，OCC大楼）的UPS设备进行一轮巡视都要进行将近300步操作流程。如此繁琐的操作流程就给调度、工班、车站在对全线UPS状态进行监控时就极有可能存在监控不及时、有监控遗漏的风险，从而导致事故隐患的存在。
图2 调度端对各站UPS巡视的操作流程示意图
而且原监视界面的设备属性框中，相关参数信号只有文本描述的文字变化，没有相应的颜色变化提示机制，也就是说原监视界面不会有红色、黄色等警示颜色提示设备异常状态（见图3）。由此又进一步加大了不能及时发现设备异常状况的风险。
图3 设备属性框相关参数异常没有警示性颜色突显示例
综上分析可得结论，对当前UPS系统在综合监控系统的监控画面实施改造，增加全线UPS监视界面，实现对全线UPS系统主要参数的一键式、单界面监控及增加更显著的报警功能，是消除安全隐患，杜绝事故发生的必要措施。
三、综合监控系统监视UPS相关信息画面优化设计
根据当前运行的数据库，将UPS通信信号点表导出分析。以鹏飞路站综合监控UPS通信信号点表为例，如图4所示：
图4 鹏飞路站 综合监控UPS通信信号点表
作为全线设备监视的统一界面，按照界面要求简洁明了、参数重要性、一致性等因数综合考虑分析后，每个UPS设备选取市电状态、电池剩余容量两个主要参数作为全线UPS监视图形界面的监视参数。当UPS市电掉电转由电池供电时，市电状态信号报“市电异常”，并以红色底色显示加以凸显，提示维修人员UPS有异常，需尽早处理。当UPS电池余量低于70%时，表示电池剩余容量过低，监视界面以黄底色形式显示其状态，以提示维修人员检查电池或UPS的市电供电状态。通过对这两个重要参数的监视，完全可以起到对UPS状态的监视目的，其他的设备参数仍然可以在原来的系统界面中进行详细查看。
1.监控界面上设备参数的显示方案
市电状态及电池余量2个参数在监视界面上都以文本+底色框状态显示，文本显示参数的实时状态，底色框则根据参数信号的实时值显示不同的颜色，以突显设备是否有异常状态。
市电状态信号在市电正常时显示文本“正常”，文本框底色显示白色；当市电异常时显示文本“异常”，并将文本底色改为红色显示。
电池剩余容量在界面上以文本实时显示实际的电池余量值，文本底色显示方案为：70%~100%视为正常，底色显示白色；0%~70%视为告警，底色显示为黄色。设计效果如图5所示：
图5 整体监视状态信号点显示效果
2.信号点显示状态的图元编程
市电状态信号点文本显示编程：在文本图元对象属性框中勾选“动画”，将UPS市电状态信号点的变量名填写进去进行关联。点击文本替换，弹出对话框中添加2行，按字符完全匹配方式，当变量值为0时表示UPS市电异常，当变量值为1时表示UPS市电正常，如图6所示：
图6 市电状态信号点文本显示编程
市电状态信号点文本底色显示编程：在文本底框图元对象属性框中勾选“动画”，将UPS市电状态信号点的变量名填写进去进行关联。颜色对话框中添加2行，按字符完全匹配方式，当变量值为0时表示UPS市电异常，底色显示红色，当变量值为1时表示UPS市电正常，底色显示白色，如图7所示：
图7 市电状态信号点文本框底色显示编程
电池余量信号点文本显示编程：在文本图元对象属性框中勾选“动画”，将UPS电池余量信号点的变量名填写进去进行关联。文本替换无需配置，如图8所示：
图8 电池余量信号点文本显示编程
电池余量信号点文本框底色显示编程：在文本底框图元对象属性框中勾选“动画”，将UPS电池余量信号点的变量名填写进去进行关联。颜色对话框中添加2行，按变量值范围比较方式，当变量值在0%~70%范围内时，表示UPS电池余量过低，底色显示黄色，当变量值在70%~100%范围内时，表示UPS电池余量足够，底色显示白色，如图9所示：
图9 电池余量信号点文本框底色显示编程
上述对信号点的显示进行编程时，均需要填写各参数的变量进行关联。变量名从数据库导出点表中获取。根据综合监控软件对变量的数据关联方法，变量名均按下面格式命名：
变量全名=站名+.对象名+.变量点位后缀+.F_CV。
以上面导出的鹏飞路 BAS UPS点表为例，A端环控电控室UPSA001的市电状态变量名全名为：PFL.APFLBLIG_UPSA001._I01.F_CV
其余站点均按照以上方法进行编程即可完成全线站点图元添加工作。
在OCC站点部署全线UPS监视图形界面，图形文件命名AOCCUPSJS-QX.bsp，然后在OCC站点网络状态监视图界面增加一个“全线UPS监视”图形跳转功能按钮，对按钮脚本编辑，实现将全线UPS监视图形界面投射到工作站显示屏上的功能，如,图10、11所示：
综合监控系统增加全线UPS监视界面监控运行优点如下：
（1）它具有操作简单，占用时间少，报警信息及时、安全性高等优点；
（2）缩短UPS系统巡检时间，巡检时间从需要56分钟降低至只需要30秒；
（3）值班调度人员在查看全线UPS状态时，一目了然且不会出现漏看情况，能够快速实时查看所有UPS状态，发现问题时及时安排人员前往处理，将安全隐患降至最低。
四、结束语
城市轨道交通车站的BAS、ISCS系统的UPS对于保障地铁环境监控及提高客服质量是不可或缺的，当UPS出现故障时，环调就失去对车站站内设备的监控，对车站环境温湿度控制造成一定的影响，乘客在站内的舒适度就会得不到改善，会影响客服质量，对地铁企业形象带来不良的影响。
而通过对综合监控系统增加全线UPS监视界面的优化设计，大大的缩短了设备巡视时间，极大改善员工检修作业强度，同时确保调度值班人员能实时掌握UPS工作状态，发现问题及时安排维修人员前往处理，在一定程度上消除了安全隐患，提升了乘客服务质量，为公司在设备运行，品牌形象、服务提升等带来较高社会效益。
参考文献：
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[2]刘丹，UPS系统原理及其在西安地铁的应用[J]，科技创新与应用，2018,26：165-166
[3]程英英，浅谈UPS电源在地铁中的应用[J]，电子制作，2015，9Z：59
论文作者:廖龙飞
论文发表刊物:《电力设备》2019年第8期
论文发表时间:2019/9/15
标签：市电论文; 状态论文; 底色论文; 系统论文; 信号论文; 设备论文; 界面论文; 《电力设备》2019年第8期论文;