摘(zhāi)要：為(wéi)解決(jué)當前鐵路(lù)無人(rén)值(zhí)守(shǒu)牽引變(biàn)電所(suǒ)運(yùn)營維護(hù)（簡稱(chēng)：運(yùn)維）過(guò)程(chéng)中麵臨的(dí)諸(zhū)多問題
，基(jī)於(yú)雲網邊端(duān)協同概(gài)念(niàn)架構
，研(yán)究製定(dìng)鐵路無(wú)人(rén)值守(shǒu)牽引(yǐn)變電(diàn)所運(yùn)維(wéi)研究
，提(tí)升無人(rén)值(zhí)守牽引變電所的智能化運(yùn)維水(shuǐ)平
。文章(zhāng)介(jiè)紹了雲網邊(biān)端(duān)協同(tóng)概(gài)念
，闡述了(liǎo)運(yùn)維研究的架構設計(jì)和(hé)數(shù)據(jù)流向(xiàng)
，與(yǔ)前端智(zhì)能(néng)，邊緣計算，雲(yún)計(jì)算，人工智能，大數據等技(jì)術緊密結合(hé)
，通過(guò)對(duì)場景實(shí)現的(dí)適(shì)應(yīng)性，可(kě)用(yòng)性，流通性，價值性進行分(fēn)析
，證(zhèng)明(míng)該方案的可(kě)行(háng)性
，能夠滿足鐵(tiě)路(lù)無人(rén)值守(shǒu)牽(qiān)引(yǐn)變電所的(dí)運(yùn)維需求口(kǒu)

關鍵(jiàn)詞：牽引(yǐn)變電所(suǒ)；雲(yún)網邊端協同；無人(rén)值守；運行維護；輔(fǔ)助(zhù)監控(kòng)；邊(biān)緣(yuán)計(jì)算

引(yǐn)言(yán)

隨著電氣(qì)化(huà)鐵路(lù)的(dí)快(kuài)速建設(shè)
，牽(qiān)引(yǐn)變(biàn)電所數量相應增加(jiā)
，所需(xū)值班人員的數量及(jí)工作強(qiáng)度與(yǔ)要(yào)求(qiú)也隨之提(tí)升
。且(qiě)牽引變(biàn)電所位(wèi)置相(xiāng)對分(fēn)散
，較為偏僻(pì)
，易存(cún)在安(ān)全(quán)隱(yǐn)患
。中(zhōng)國國家鐵路(lù)集團(tuán)有(yǒu)限公司(sī)（簡稱：國(guó)鐵集團）於(yú)2020年7月發(fā)布(bù)的(dí)《新時代(dài)交(jiāo)通(tōng)強國(guó)鐵路先(xiān)行(háng)規劃綱(gāng)要》（簡稱(chēng)：規劃綱(gāng)要）中(zhōng)指(zhǐ)出(chū)
，安(ān)全關(guān)鍵及(jí)高危(wēi)工種(zhǒng)崗位探索應(yīng)用自(zì)動化，機械(xiè)化，智(zhì)能化技(jì)術(shù)
，在(zài)有(yǒu)人(rén)值(zhí)守(shǒu)崗(gǎng)位(wèi)推行無(wú)人(rén)值(zhí)守，遠程(chéng)監(jiān)控
，降(jiàng)低勞動(dòng)強度(dù)
，減少勞動(dòng)用工
，防(fáng)範安全風(fēng)險
。同期(qī)
，國鐵集團(tuán)先(xiān)後(hòu)下發多(duō)個(gè)文件(jiàn)申明確無人值守牽引(yǐn)變(biàn)電所設計(jì)標準與工作(zuò)模式(shì),各鐵(tiě)路局(jú)集團公司(sī)也加大(dà)了(liǎo)對現有(yǒu)牽引變(biàn)電所的無人(rén)化改造力度
。構建(jiàn)標(biāo)準，規(guī)範(fàn)，安(ān)全(quán)，易(yì)維護的無人值守牽引(yǐn)變電(diàn)所
，對(duì)提高鐵(tiě)路現代化管(guǎn)理水平,推(tuī)動(dòng)鐵路(lù)高質(zhì)量發(fā)展具(jù)有重(zhòng)要(yào)意義
。

當(dāng)前(qián)
，鐵路無(wú)人值守(shǒu)牽(qiān)引變電(diàn)所(suǒ)利用輔(fǔ)助(zhù)監控(kòng)係(xì)統(tǒng)
，可(kě)在綫實(shí)時(shí)監測(cè)監(jiān)控牽引(yǐn)變(biàn)電所(suǒ)設(shè)備運行情況(kuàng)和(hé)整體(tǐ)環(huán)境(jìng)
，及時發現並控(kòng)製(zhì)異常(cháng)情況
。現有(yǒu)方案(àn)多已(yǐ)實現利(lì)用圖(tú)像(xiàng)視頻識(shí)別(bié)技(jì)術(shù)判(pàn)斷(duàn)現(xiàn)場狀態
，並(bìng)通過輔(fǔ)助(zhù)監控(kòng)係統與(yǔ)相關係統聯動
，來(lái)滿足(zú)巡(xún)視和安全(quán)需求(qiú)
。由於設(shè)施設(shè)備(bèi)眾(zhòng)多(duō)且環(huán)境(jìng)復雜多變
，現有的無人(rén)值守牽引(yǐn)變(biàn)電所的運行維護(簡稱(chēng)：運(yùn)維)效果還需進一步改善(shàn)
。如(rú)何(hé)消除(chú)日常(cháng)管(guǎn)理盲(máng)區(qū)
，提供更(gēng)加智(zhì)能化(huà)的運維方(fāng)案(àn)
，是亟待(dài)解決(jué)的問題
。

雲(yún)網邊(biān)端協同作(zuò)為當(dāng)前(qián)先進的架(jià)構理念
，已(yǐ)在(zài)越來越多的(dí)行(háng)業中落地(dì)
，其可通(tōng)過與(yǔ)先進(jìn)信息(xī)化技(jì)術(shù)的(dí)深(shēn)度融合(hé)
，構建開(kāi)放的立體感(gǎn)知(zhī)，多域協(xié)同(tóng)，判斷和持(chí)續(xù)進(jìn)化的智能係統(tǒng)
。國(guó)家鐵路局(jú)在《“十四(sì)五"鐵(tiě)路科技(jì)創新(xīn)規劃》中(zhōng)將雲網邊端(duān)協同(tóng)作(zuò)為前沿(yán)技(jì)術(shù)與(yǔ)鐵(tiě)路領(lǐng)域深(shēn)度融(róng)合的內(nèi)容(róng)之(zhī)一進(jìn)行(háng)推動回
。上述規(guī)劃(huá)文件都為雲(yún)網邊(biān)端協(xié)同(tóng)與鐵(tiě)路(lù)信息化(huà)建(jiàn)設的(dí)結合(hé)指明了方向
。

1，無(wú)人(rén)值守牽(qiān)引(yǐn)變(biàn)電所現(xiàn)有(yǒu)問題分析

1.1監控設備性能與運(yùn)維效果(guǒ)不足(zú)

鐵(tiě)路無(wú)人值守牽引變(biàn)電(diàn)所部署的監控設備(bèi)涉(shè)及室(shì)內(nèi)，室外等(děng)多種功(gōng)能，多(duō)種款(kuǎn)型(xíng)的設備(bèi)
，且部(bù)署數量(liáng)大
。當前在設備選擇上
，仍以傳統(tǒng)的監控(kòng)產(chǎn)品為(wéi)主(zhǔ)
，在事前(qián)預(yù)警(jǐng)，事(shì)中(zhōng)處理，事(shì)後取(qǔ)證上還(huán)存在(zài)不足
。例(lì)如
，由於清晰度不足
，變(biàn)電(diàn)所出現保護裝置(zhì)告(gào)警時
，運(yùn)維(wéi)人(rén)員隻能(néng)看(kàn)到(dào)保護(hù)麵板(bǎn)有(yǒu)指示燈點(diǎn)亮
，不能確認所代表(biǎo)的具體(tǐ)含(hán)義(yì)；斷路(lù)器(qì)分(fēn)合閘指(zhǐ)示(shì)燈(dēng)發生變化(huà)時(shí),無(wú)法通過進行確認E同時(shí)
，大量部署的監(jiān)控(kòng)設備使得運(yùn)維工(gōng)作量(liáng)和(hé)檢(jiǎn)測(cè)難度(dù)大
，造成(chéng)故障(zhàng)處理(lǐ)不(bù)及(jí)時
，導(dǎo)致(zhì)監控(kòng)的效(xiào)果未(wèi)及預期
。

1.2圖(tú)像(xiàng)智能分析算(suàn)法的(dí)可用性(xìng)不(bù)足(zú)

現(xiàn)有(yǒu)的(dí)智(zhì)能識別算法還無(wú)法(fǎ)較好地解決(jué)對現場獲(huò)取(qǔ)圖像視(shì)頻的(dí)誤(wù)報，漏(lòu)報(bào)情(qíng)況
，尤其是在(zài)雨(yǔ)，雪(xuě)，霧，霾等(děng)惡(è)劣天氣下(xià)
，仍(réng)需(xū)供電(diàn)段調度人(rén)員通(tōng)過輔(fǔ)助監控係統提(tí)供(gōng)的“遙視"進(jìn)行人(rén)工幹(gān)預(yù)
。牽引變電所需監控(kòng)的設(shè)備設施較多
，監控設備(bèi)提(tí)供(gōng)商往往僅針對(duì)單一設(shè)備(bèi)單(dān)獨開(kāi)發智能分析算法
，且對實際(jì)運(yùn)行過程(chéng)中(zhōng)產(chǎn)生的(dí)誤報，漏(lòu)報(bào)等價值樣(yàng)本(běn)沒(méi)有較(jiào)好的積(jī)累措(cuò)施
，未(wèi)能形(xíng)成惠及鐵路牽(qiān)引變電所需監(jiān)控的(dí)全部(bù)設備的智能化(huà)分(fēn)析能力(lì)
。另(lìng)外
，各牽引(yǐn)變(biàn)電所進行(háng)算(suàn)法更(gēng)新時(shí)往往(wǎng)需(xū)要(yào)單獨操(cāo)作
，缺(quē)乏統(tǒng)一處理措施
。上述情(qíng)況導致(zhì)輔助(zhù)監控係統與(yǔ)其他(tā)係(xì)統(tǒng)間的(dí)聯動機製雖(suī)已建立(lì)
，但(dàn)由於方案智能(néng)化能(néng)力不(bù)足(zú),並未達到(dào)預期的(dí)效果
。

1.3網絡通道(dào)帶寬(kuān)難(nán)以滿足數據傳(chuán)輸(shū)需(xū)求

輔(fǔ)助監控(kòng)係(xì)統通過數據通(tōng)信網並(bìng)利用(yòng)鐵路傳輸係(xì)統(tǒng)向(xiàng)綫路區間的牽引(yǐn)變電所延(yán)伸
，相鄰牽引變電(diàn)所之(zhī)間(jiān)的牽引所亭(tíng)均(jūn)采(cǎi)用(yòng)以太共享環(huán)網(wǎng)方式
，通過(guò)傳(chuán)輸網絡接入(rù)臨近(jìn)車(chē)站(zhàn)或通信站
，各站(zhàn)點接入帶(dài)寬(kuān)多為(wéi)20Mbps,各車站，通(tōng)信(xìn)站，供電(diàn)段，鐵(tiě)路局(jú)集(jí)團公司間信息交互利(lì)用(yòng)承載6C業(yè)務的虛擬(nǐ)專(zhuān)用(yòng)網(VPN,VirtualPrivateNetwork)信道
，供(gōng)電(diàn)段(duàn)和(hé)鐵(tiě)路局集(jí)團公司接入數據(jù)通(tōng)信網的帶(dài)寬多為100Mbpso數據(jù)傳(chuán)輸(shū)通(tōng)道上(shàng)資源的不足(zú)已成為牽引變(biàn)電所運維智能化提升的瓶頸之一
，鐵(tiě)路(lù)專用(yòng)通信網(wǎng)絡也需(xū)支(zhī)持更加(jiā)豐富，靈活(huó)的終(zhōng)端(duān)接(jiē)入方式
。

1.4采(cǎi)集數(shù)據(jù)缺乏價(jià)值挖掘

通過(guò)部(bù)署機，巡檢機器(qì)人，傳感(gǎn)器(qì)，動(dòng)環測(cè)控裝置等方式(shì)可(kě)在一(yī)定程度上獲取大量(liáng)的牽(qiān)引變電(diàn)所現場(cháng)數(shù)據
，但所(suǒ)采集(jí)的(dí)數(shù)據(jù)隻(zhī)用於(yú)業務(wù)處(chǔ)理
，並(bìng)未進行(háng)深入分析和(hé)價值挖(wā)掘(jué)
。需(xū)進(jìn)一步(bù)采(cǎi)用泛(fàn)在感知(zhī)，智(zhì)能(néng)監(jiān)測(cè)，增強(qiáng)現(xiàn)實，事故預(yù)測及智(zhì)聯網等技(jì)術
，實現(xiàn)預(yù)測性(xìng)運維(wéi)，主(zhǔ)動性安(ān)全防控和智能化經(jīng)營管理時
。

2，雲(yún)網邊端協(xié)同架構應用

2.1雲網邊(biān)端協同概(gài)述

隨著計算(suàn)，存(cún)儲和網(wǎng)絡技術的(dí)持(chí)續演(yǎn)進
，麵向客(kè)戶和業務的(dí)個性(xìng)化(huà)需(xū)求
，需靈(líng)活(huó)地支(zhī)持(chí)計算，存儲和帶寬等(děng)資(zī)源在各類(lèi)終(zhōng)端形態(tài)，組(zǔ)網模式下(xià)
，在雲網(wǎng)邊端的(dí)分布和智能協(xié)同
。雲網(wǎng)邊端協同主(zhǔ)要(yào)通過(guò)網(wǎng)絡在(zài)雲，邊，端的分布(bù)和(hé)智能協(xié)同(tóng)
，實現(xiàn)計算和存(cún)儲等(děng)資(zī)源利(lì)用(yòng)的效率和效益轉化(huà)
，平衡整(zhěng)體(tǐ)的性(xìng)能和(hé)成(chéng)本四
。

2.2無人值守(shǒu)牽引(yǐn)變(biàn)電(diàn)所運維(wéi)設計(jì)

2.2.1架構設計

基於(yú)雲網邊端協同的鐵路無人(rén)值(zhí)守牽引變電所運(yùn)維(wéi)方(fāng)案(àn)整體架構(gòu)
，如圖(tú)1所示
。

1. 端

在(zài)牽引(yǐn)變(biàn)電(diàn)所部(bù)署(shǔ)視頻(pín)監(jiān)控攝像(xiàng)機(jī)，巡(xún)檢機(jī)器人(rén)，環境或設備的傳(chuán)感(gǎn)器，報警器(qì)等(děng)感知(zhī)終端
，采(cǎi)集牽(qiān)引變(biàn)電(diàn)所(suǒ)的實(shí)時運(yùn)行狀態
，形(xíng)成智(zhì)能終(zhōng)端感知體(tǐ)係(xì)
，為整(zhěng)個方案(àn)提(tí)供數據(jù)來(lái)源
。

圖1基於雲網邊端協同架(jià)構(gòu)的無(wú)人值守牽(qiān)引(yǐn)變電所(suǒ)運維(wéi)方案(àn)整體架(jià)構

1. 邊

通(tōng)過(guò)部署在(zài)邊緣計算服(fú)務(wù)器(qì)上(shàng)的(dí)邊緣節點管理程序(xù)及(jí)相應(yīng)的(dí)邊(biān)緣(yuán)應用
，增強雲(yún)端交(jiāo)互(hù)
，通過下(xià)沉雲(yún)側算力
，大幅節(jié)省雲側資源(yuán)和信息化建(jiàn)設(shè)成(chéng)本
，並(bìng)通過縮短傳輸路徑進(jìn)一步提升計算(suàn)速(sù)度和(hé)響應速(sù)率
，為端側感知數據提供(gōng)實(shí)時分析和處理能(néng)力(lì)
。

1. 網(wǎng)

通(tōng)過基(jī)於5G的(dí)下(xià)一(yī)代鐵(tiě)路移動(dòng)通信(xìn)（5G-R），數據(jù)通信(xìn)網(wǎng)，分組(zǔ)增(zēng)強型光傳(chuán)送網（OTN,OpticalTransportNetwork），吉(jí)比(bǐ)特(tè)無源(yuán)光(guāng)網(wǎng)絡（GPON,Gigabit-CapablePON）及(jí)相(xiāng)應(yīng)業務(wù)承載網(wǎng)等多種鐵(tiě)路專用(yòng)通(tōng)信(xìn)網(wǎng)絡為端(duān)，邊，雲(yún)提(tí)供廣覆(fù)蓋(gài)，高可靠，低時延的(dí)傳(chuán)輸通道
，加速(sù)數據流轉
。

1. 雲(yún)

雲是整(zhěng)個方案架(jià)構(gòu)的(dí)“大腦(nǎo)"和決(jué)策(cè)係統
，是(shì)海量(liáng)數據(jù)的匯聚點
，不(bù)僅提供計算(suàn)，存(cún)儲，網(wǎng)絡等基(jī)礎設施資源
，同(tóng)時提供(gōng)數(shù)據(jù)使(shǐ)能，應用(yòng)使能(néng)和人(rén)工智能(néng)（AI,ArtificialIntelligence）使(shǐ)能(néng)等(děng)服務
，構(gòu)建(jiàn)集數(shù)據匯(huì)聚(jù)，智(zhì)能(néng)分析，場景(jǐng)應用於一體(tǐ)的“數據 AI"的(dí)信息集成(chéng)平(píng)台
，讓數(shù)據和AI能力(lì)持續積(jī)累
，不斷(duàn)學習和(hé)改(gǎi)進
，幫(bāng)助(zhù)鐵路局(jú)集(jí)團(tuán)公(gōng)司(sī)及(jí)站段(duàn)快(kuài)速(sù)構建(jiàn)牽(qiān)引變(biàn)電(diàn)所(suǒ)的數(shù)據(jù)資(zī)產
，打(dǎ)破數(shù)據孤(gū)島
，實(shí)現數據匯(huì)集(jí)
，並通過將AI引(yǐn)入(rù)業務係(xì)統(tǒng)
，輔助牽引變電(diàn)所的智能(néng)化(huà)運維(wéi)
。

（5）智(zhì)能(néng)應用

智能應用是整(zhěng)個方案(àn)的價值(zhí)呈現(xiàn)
，基(jī)於雲(yún)所提(tí)供的基(jī)礎(chǔ)使能(néng)能力(lì)
，提(tí)升數(shù)據采集與監(jiān)視(shì)控製(zhì)（SCADA,SupervisoryControlAndDataAcquisition）係(xì)統(tǒng)，輔助(zhù)監控(kòng)，監(jiān)控(kòng)等(děng)無(wú)人(rén)值(zhí)守牽(qiān)引變電(diàn)所所(suǒ)需(xū)業務係統的智能化程(chéng)度
，持續匹配智(zhì)能化運(yùn)維(wéi)需求
，實(shí)現牽引(yǐn)變(biàn)電(diàn)所運(yùn)維提(tí)質，降(jiàng)本，增效
。

2.2.2數(shù)據流向分析(xī)

雲網(wǎng)邊端協同實現(xiàn)數據，應用(yòng)，算法，管理等方(fāng)麵的(dí)多維(wéi)協同(tóng)
，提(tí)供(gōng)分布式(shì)算力
，匹配不同(tóng)業務場(cháng)景(jǐng)對(duì)算力(lì)，交(jiāo)互(hù)時延的需求
。基(jī)於雲網邊(biān)端協同(tóng)的無人值守(shǒu)牽(qiān)引變電所數據(jù)流向
，如圖2所示
。

部署在無(wú)人(rén)值守(shǒu)牽引變電所(suǒ)的攝(shè)像(xiàng)機，傳(chuán)感器等(děng)設(shè)備實時記(jì)錄變電(diàn)所設備設施及(jí)環境運行狀(zhuàng)態(tài)
，部(bù)署在(zài)牽引變(biàn)電(diàn)所(suǒ)的邊緣計算設備從端側獲取數據(jù)進(jìn)行智(zhì)能識別
，並(bìng)進行(háng)本地存(cún)儲
。識(shí)別(bié)後存(cún)在(zài)異(yì)常的(dí)結構化(huà)數據(jù)可(kě)利(lì)用鐵路專用(yòng)通(tōng)信(xìn)網絡(luò)提(tí)交(jiāo)至(zhì)一體化信息(xī)集(jí)成(chéng)平台
，由鐵(tiě)路(lù)局(jú)集團(tuán)公司/供(gōng)電(diàn)段調度(dù)中(zhōng)心的供電調(tiáo)度進(jìn)行響應和(hé)處理
。其(qí)中(zhōng)
，在運維過(guò)程中發現(xiàn)的(dí)漏(lòu)報，誤(wù)報數據(jù)可(kě)由AI訓練(liàn)開發平台(tái)進(jìn)行(háng)模型訓(xùn)練(liàn)並下發(fā)至邊緣(yuán)智能(néng)平(píng)台(tái)
，提(tí)升(shēng)對(duì)現場數據處(chǔ)理的精度(dù)
，可利(lì)用長(cháng)期積累的(dí)運(yùn)維(wéi)大數據(jù)對(duì)設備運行過程(chéng)中的(dí)異(yì)常進行(háng)判(pàn)斷
，並(bìng)提供(gōng)智能化(huà)的處(chǔ)理措(cuò)施(shī)
。

圖2基(jī)於雲邊(biān)協同(tóng)的(dí)無人(rén)值守牽(qiān)引變(biàn)電(diàn)所數(shù)據流向分析

3，場(cháng)景(jǐng)實現(xiàn)分(fēn)析(xī)

3.1前端智能提升(shēng)環(huán)境(jìng)適(shì)應性

無(wú)人(rén)值守牽引(yǐn)變電(diàn)所涉(shè)及眾多具體場景的監控(kòng)需(xū)求
，例如
，監控(kòng)需對牽(qiān)引變壓器油位刻度，戶外(wài)高壓斷路(lù)器的分/合(hé)指示牌(pái)，隔離開關(guān)運(yùn)行狀(zhuàng)態(tài)，戶內高壓(yā)開(kāi)關櫃分合指示(shì)牌，開關櫃(guì)指示燈，避雷(léi)器動作計數(shù)器，氣壓(yā)表等各(gè)類(lèi)儀(yí)表(biǎo)讀(dú)數(shù)進行識別；巡檢(jiǎn)設備(bèi)需判斷被檢(jiǎn)設備(bèi)外(wài)觀是否完(wán)好(hǎo)
，有(yǒu)無傾斜，破損(sǔn)，膨(péng)脹(zhàng)，變形，漏油，冒(mào)煙(yān)，起(qǐ)火等情(qíng)況
。

隨著前(qián)端設(shè)備(bèi)芯片計算能力的日趨(qū)提(tí)升(shēng)
，對(duì)監控的智(zhì)能(néng)分(fēn)析(xī)已(yǐ)前(qián)移
，前端設(shè)備(bèi)的圖(tú)像處(chǔ)理能力，人工(gōng)智能(néng)程度不斷提(tí)升(shēng)
，推動了前(qián)端設(shè)備(bèi)從“單(dān)維數據采集"到“維數據感知(zhī)"的轉變
。

（1）前(qián)端(duān)分析(xī)可(kě)*大化利用(yòng)攝像(xiàng)機智能(néng)算力效(xiào)能(néng)
，算力(lì)性價比相(xiāng)對純後(hòu)端(duān)模式(shì)提(tí)升(shēng)30%〜60%,減

輕(qīng)邊(biān)緣(yuán)節(jié)點的算(suàn)力壓力(lì)
。

（2）前端(duān)智能(néng)部署(shǔ)可對(duì)海量(liáng)數(shù)據進(jìn)行初(chū)步(bù)的智能(néng)化篩(shāi)選(xuǎn)
，把價(jià)值(zhí)數據提取(qǔ)後(hòu)送(sòng)到後端(duān)
，進(jìn)行(háng)判(pàn)斷和綜合(hé)分析處(chǔ)理(lǐ)
，有(yǒu)利於(yú)保障(zhàng)業務(wù)的實時(shí)性
，提升係統的響應效(xiào)率
。

（3）前(qián)端智能設備(bèi)通過輕(qīng)量化(huà)容器(qì)技術(shù)構建麵向(xiàng)多(duō)算法的集成(chéng)框(kuàng)架
，讓各(gè)算法(fǎ)運(yùn)行
，實現算(suàn)法(fǎ)的(dí)快速加載(zǎi)與在(zài)綫迭(dié)代(dài)
，提供麵(miàn)向行(háng)業應用場(cháng)景(jǐng)的(dí)智(zhì)能(néng)能力(lì)選擇
，同時
，前(qián)端(duān)智能(néng)算法還(huán)可根據(jù)現(xiàn)場(cháng)環(huán)境(jìng)變(biàn)化實(shí)時(shí)調節(jié)機圖像(xiàng)信號處(chǔ)理(lǐ)(ISP,SignalProcessing)參(cān)數
，增(zēng)強圖像質(zhì)量(liáng)
，適應(yīng)牽引變電(diàn)所(suǒ)復(fù)雜(zá)的(dí)工作環境
。

視(shì)頻(pín)監(jiān)控的(dí)前(qián)端(duān)智能在(zài)鐵(tiě)路(lù)領域(yù)已(yǐ)得(dé)到(dào)逐步(bù)推廣(guǎng)
，例如
，基(jī)於“雷(léi)視擬合"算(suàn)法的(dí)周(zhōu)界(jiè)入侵警報係統叫通(tōng)過端側和邊(biān)側(cè)智(zhì)能實現對軌旁數(shù)據(jù)的實時感知和(hé)分(fēn)析(xī)
，實現智(zhì)能從中(zhōng)間向端側和(hé)邊側的延(yán)伸(shēn)
。

3.2邊雲協(xié)同滿足算法(fǎ)可(kě)用性

牽(qiān)引(yǐn)變電所監(jiān)測檢(jiǎn)測(cè)場景(jǐng)眾多
，無人值守的工作模式(shì)要(yào)求(qiú)智能分(fēn)析(xī)算法(fǎ)能夠提(tí)供更加準(zhǔn)確的(dí)識別能力
，適應(yīng)各(gè)類惡劣(liè)天氣
，滿足“零(líng)漏(lòu)報(bào)"和“低(dī)誤(wù)報(bào)"的(dí)運維(wéi)要(yào)求(qiú)
，避(bì)免(miǎn)因(yīn)關鍵(jiàn)異常(cháng)信息的漏報，誤報(bào)導(dǎo)致(zhì)現(xiàn)場安全(quán)事(shì)故的(dí)發(fā)生
。

智(zhì)能分(fēn)析(xī)算法的應用(yòng)需(xū)要(yào)海量(liáng)樣本(běn)的支(zhī)持(chí)
，在(zài)無(wú)人值(zhí)守牽引變電所的運維過(guò)程中發現的漏報或誤報數(shù)據
，尤其(qí)是小(xiǎo)概(gài)率(shuài)數(shù)據(jù)樣本
，對(duì)提(tí)升算(suàn)法能力至關重要(yào)
，對鐵路類(lèi)似型號設施(shī)設備的(dí)應用(yòng)場景也(yě)很有(yǒu)價(jià)值
。部署在(zài)雲側的(dí)AI訓練及邊緣(yuán)推理(lǐ)與(yǔ)開發(fā)平(píng)台通過對價(jià)值(zhí)樣本的(dí)訓練(liàn)可持續提升(shēng)既(jì)有算(suàn)法(fǎ)的(dí)可(kě)用性(xìng)
，並(bìng)通(tōng)過(guò)該(gāi)過程的持續迭(dié)代
，形成(chéng)統一的知識圖譜
，惠及鐵(tiě)路牽(qiān)引(yǐn)變電所(suǒ)的無(wú)人(rén)值(zhí)守運維場景,如圖3所示
。

3.3高速(sù)傳輸信(xìn)道保障通暢性(xìng)性

基於(yú)雲(yún)網邊端協(xié)同(tóng)的(dí)無人(rén)值守牽引(yǐn)變電所(suǒ)方案對(duì)雲，邊，端的(dí)數(shù)據(jù)傳輸均有(yǒu)實(shí)時(shí)，可靠，安(ān)全的傳輸要(yào)求
。因(yīn)此(cǐ)通信網絡(luò)不(bù)僅要提升帶(dài)寬(kuān)
，也(yě)要更新通信(xìn)網(wǎng)絡技(jì)術
。國鐵集(jí)團已啟(qǐ)動(dòng)5G-R專(zhuān)網及(jí)相(xiāng)應承載(zǎi)網(wǎng)，數據通(tōng)信(xìn)網等相關技(jì)術規範的製定(dìng)與(yǔ)更(gēng)新(xīn)工作
。其中
，5G-R專(zhuān)網將會成為鐵路(lù)無綫通(tōng)信的(dí)發展(zhǎn)方(fāng)向(xiàng)
，其廣(guǎng)應用，大連接，多切片(piàn)的網(wǎng)絡特征(zhēng),符合(hé)無人值守牽引變電(diàn)所(suǒ)的站(zhàn)場覆蓋(gài)需(xū)求
，為雲網(wǎng)邊端(duān)協同(tóng)連(lián)接提(tí)供(gōng)更(gēng)加(jiā)安全(quán)，可靠(kào)，高(gāo)速(sù)，暢通(tōng)的(dí)傳輸(shū)信道(dào)
。

圖(tú)3邊雲(yún)協同滿足算(suàn)法(fǎ)可用(yòng)性(xìng)示意(yì)

3.4“數據(jù) AI"平(píng)台挖掘(jué)數據的價值性

雲(yún)網(wǎng)邊(biān)端的(dí)協(xié)同需(xū)構(gòu)建“數據 AI"計(jì)算平台
，統(tǒng)一(yī)提供高(gāo)算(suàn)力
。國鐵集(jí)團(tuán)主(zhǔ)數據(jù)已(yǐ)建成並投(tóu)入使用(yòng)
，信息集成完(wán)成工程(chéng)建(jiàn)設(shè)
，鐵路大(dà)數據(jù)和AI應用水平得到(dào)顯(xiǎn)著提高
。

無人(rén)值(zhí)守牽(qiān)引(yǐn)變電所(suǒ)運維研(yán)究(jiū)依托(tuō)於部(bù)署(shǔ)在雲側的(dí)大數據和(hé)智(zhì)能算法
，通過(guò)對牽引(yǐn)變(biàn)壓器，斷路器，開關(guān)櫃，隔(gé)離開(kāi)關，避雷器等供(gōng)電(diàn)設備(bèi)的(dí)在綫監測(cè)數據(jù)，離綫檢(jiǎn)測(cè)數據(jù)及(jí)保護(hù)動作信(xìn)息，斷路器分(fēn)合狀態(tài)進行(háng)分(fēn)析
，提(tí)供(gōng)對(duì)現(xiàn)場設(shè)備的健康評(píng)估
，判斷故(gù)障類型(xíng)，位(wèi)置，時間，原(yuán)因等
，並分(fēn)析設備狀態變(biàn)化趨勢
，及時(shí)發現故障隱患(huàn)
，識別可(kě)能(néng)的故(gù)障類型及嚴(yán)重(zhòng)程(chéng)度
，綜(zōng)合(hé)判(pàn)斷故(gù)障(zhàng)發展(zhǎn)變化趨(qū)勢
，及(jí)時(shí)進行預(yù)警
，確保現場設備(bèi)設(shè)施持使(shǐ)用狀態
，實現對運(yùn)維(wéi)研究的持續優化
。

4，安科瑞AcrelCloud-1000變電所(suǒ)運維雲(yún)平(píng)台

4.1概(gài)述(shù)

基(jī)於互聯(lián)網＋，大(dà)數據(jù)，移動通(tōng)訊等技(jì)術(shù)開發的雲(yún)端(duān)管理平(píng)台(tái)
，滿(mǎn)足用戶(hù)或(huò)運維公司監測眾多變(biàn)電所回路(lù)運行狀態和參數(shù)，室(shì)內(nèi)環(huán)境(jìng)溫濕度，電纜及母綫運行溫(wēn)度，現(xiàn)場設備或環(huán)境(jìng)視(shì)頻場(cháng)景等需(xū)求
，實(shí)現數(shù)據一個中心(xīn)
，集中存儲(chǔ)，統(tǒng)一(yī)管理(lǐ)
，方便使(shǐ)用(yòng)
，支持具(jù)有權(quán)限的用戶(hù)通(tōng)過電腦，手機，PAD等各類終(zhōng)端鏈接訪(fǎng)問(wèn)，接(jiē)收(shōu)報警
，並完成有(yǒu)關(guān)設(shè)備日(rì)常(cháng)和定(dìng)期巡(xún)檢(jiǎn)和派(pài)單等管(guǎn)理工作
。

4.2應用場所(suǒ)

適用於電(diàn)信(xìn)，金融(róng)，交(jiāo)通，能(néng)源(yuán)，醫用衛(wèi)生，文體，教育(yù)科(kē)研(yán)，農(nóng)林水利(lì)，商(shāng)業服(fú)務(wù)，公用事(shì)業等行(háng)業(yè)變(biàn)配電(diàn)運行(háng)維護係統的(dí)新建，擴建(jiàn)和改(gǎi)建
。

4.3係(xì)統(tǒng)結(jié)構(gòu)

係統可分為四(sì)層(céng)：即感(gǎn)知層(céng)，傳(chuán)輸(shū)層，應用層(céng)和(hé)展(zhǎn)示層(céng)
。

感(gǎn)知層：包(bāo)含(hán)變(biàn)電所安裝(zhuāng)的多功能(néng)儀表(biǎo)，溫濕度監(jiān)測(cè)裝置(zhì)，攝像頭(tóu)，開(kāi)關量采(cǎi)集裝(zhuāng)置(zhì)等
。除(chú)攝(shè)像(xiàng)頭外(wài)
，其它設(shè)備通過RS485總(zǒng)綫接入(rù)現場智(zhì)能(néng)網(wǎng)關RS485端口
。

傳輸層：包含(hán)現(xiàn)場(cháng)智能(néng)網關(guān)和(hé)交(jiāo)換(huàn)機(jī)等設(shè)備
。智能(néng)網關(guān)主動采集現場(cháng)設備(bèi)層設備的數(shù)據
，並可進(jìn)行(háng)規(guī)約轉(zhuǎn)換
，數據存(cún)儲(chǔ)
，並(bìng)通過交換(huàn)機(jī)把數據上傳至(zhì)服務器端口
，網絡故障時數(shù)據可存(cún)儲在(zài)本(běn)地
，待(dài)網絡恢復時從(cóng)中斷(duàn)的(dí)位置繼續上傳數據(jù)
，保(bǎo)證(zhèng)服(fú)務器(qì)端數(shù)據(jù)不丟失
。

應用(yòng)層：包含(hán)應(yīng)用(yòng)服務器(qì)和數據庫服(fú)務(wù)器(qì)
，若變(biàn)電(diàn)所數(shù)量(liáng)小(xiǎo)於(yú)30個則(zé)應(yīng)用(yòng)服務器和數(shù)據(jù)庫服務器(qì)可以(yǐ)合(hé)一配(pèi)置(zhì)
。服(fú)務器需(xū)要具備固(gù)定(dìng)IP地址
，以接收各智能(néng)網(wǎng)關(guān)主動傳送過來的數據
。

展(zhǎn)示層：用(yòng)戶通(tōng)過手機，平(píng)板，電(diàn)腦(nǎo)等多(duō)終端的方(fāng)式訪(fǎng)問(wèn)平台(tái)信息(xī)
。

4.4係統功(gōng)能(néng)

4.4.1用(yòng)能月報(bào)

用(yòng)能月(yuè)報(bào)支持用戶按總(zǒng)用電量(liáng)，變電(diàn)站名稱(chēng)，變電站編號等查詢所(suǒ)管理站(zhàn)所的(dí)用電(diàn)量(liáng)
，查詢跨度(dù)可(kě)設(shè)置(zhì)為(wéi)月(yuè)
。

4.4.2站點(diǎn)監測(cè)

站點監(jiān)測包括概(gài)況，運(yùn)行狀態，當日事件(jiàn)記錄，當日(rì)逐時(shí)用(yòng)電(diàn)曲(qū)綫，用(yòng)電概況(kuàng)
。

4.4.3變(biàn)壓器(qì)狀(zhuàng)態(tài)

變壓器狀態支(zhī)持用(yòng)戶查(chá)詢所有或某個站所(suǒ)的(dí)變(biàn)壓(yā)器功(gōng)率，負荷率(shuài)，等(děng)運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據
，支持按負(fù)荷(hé)率(shuài)，功(gōng)率(shuài)等升，降序(xù)排名(míng)
。

4.4.4運維

運(yùn)維展示(shì)當前(qián)用(yòng)戶(hù)管理(lǐ)的有關變(biàn)電所在地圖上(shàng)位(wèi)置及總量信息
。

4.4.5配(pèi)電(diàn)圖

配電圖(tú)展(zhǎn)示被選(xuǎn)中的(dí)變電(diàn)所的配電信息(xī)
，配(pèi)電圖顯示各回路(lù)的(dí)開關狀態，電流等運行狀(zhuàng)態及(jí)信息(xī)
，支持電(diàn)壓，電流，功率(shuài)等詳細運行參數查(chá)詢
。

4.4.6視(shì)頻(pín)監控

視(shì)頻(pín)監控展示了當前(qián)實時畫麵(miàn)（視頻直播）
，選中(zhōng)某一(yī)個(gè)變配電站(zhàn)
，即可(kě)查看(kàn)該(gāi)變配電站(zhàn)內視(shì)頻(pín)信(xìn)息
。

4.4.7電力運行報(bào)表

電力運行報(bào)表(biǎo)顯(xiǎn)示選(xuǎn)定(dìng)站(zhàn)所選定設(shè)備(bèi)各回(huí)路(lù)采集間隔運(yùn)行(háng)參數和電(diàn)能抄表的(dí)實(shí)時(shí)值及(jí)平(píng)均(jūn)值行(háng)統(tǒng)計
。

4.4.8報警(jǐng)信(xìn)息(xī)

對平(píng)台(tái)所(suǒ)有(yǒu)報(bào)警信(xìn)息(xī)進(jìn)行分(fēn)析
。

4.4.9任務管(guǎn)理

任(rèn)務(wù)管(guǎn)理頁麵(miàn)可以(yǐ)發(fā)布巡(xún)檢或(huò)消缺任(rèn)務(wù)
，查看巡檢(jiǎn)或消(xiāo)缺任務(wù)的(dí)狀態和(hé)完成情況
，可以點擊(jī)查(chá)看任(rèn)務(wù)查(chá)看(kàn)具(jù)體的巡檢信息(xī)
。

4.4.10用戶報告

用(yòng)戶報告頁(yè)麵主要用(yòng)於對選定的變配(pèi)電(diàn)站自動(dòng)匯總一個月的運行數據(jù)
，對變壓(yā)器負(fù)荷，配(pèi)電(diàn)回路(lù)用(yòng)電量，功(gōng)率因(yīn)數(shù)，報(bào)警(jǐng)事件(jiàn)等(děng)進行(háng)統(tǒng)計分(fēn)析(xī)
，並列(liè)出在該周期(qī)內(nèi)巡檢(jiǎn)時發現的(dí)各(gè)類缺(quē)失及(jí)處理(lǐ)情況(kuàng)
。

4.4.11APP監(jiān)測

電力(lì)運(yùn)維手(shǒu)機(jī)支持“監控係(xì)統"，“設備(bèi)檔案(àn)"，“待(dài)辦(bàn)事項(xiàng)"，“巡檢記錄"，“缺(quē)失(shī)記錄(lù)"，“文檔(dàng)管(guǎn)理(lǐ)"和(hé)“用戶(hù)報告"七(qī)大模塊
，支持(chí)一(yī)次圖(tú)，需量，用電(diàn)量，視頻，曲綫(xiàn)，溫(wēn)濕(shī)度，同比，環(huán)比(bǐ)，電能質(zhì)量，各(gè)種(zhǒng)事件報(bào)警(jǐng)查詢(xún)
，設備檔(dàng)案查(chá)詢，待辦事件(jiàn)處(chǔ)理，巡(xún)檢記(jì)錄查詢，用戶報(bào)告(gào)，文(wén)檔管(guǎn)理等
。

4.5係(xì)統(tǒng)硬(yìng)件配置

5，結(jié)語

基(jī)於雲網(wǎng)邊(biān)端(duān)協同(tóng)的(dí)鐵路無人值守牽(qiān)引(yǐn)變電所運維研究可較好地滿足(zú)無人值守(shǒu)牽引變(biàn)電所的智(zhì)能(néng)化(huà)運維(wéi)要求(qiú)
，切(qiē)實保障(zhàng)電氣(qì)化(huà)鐵路的(dí)安(ān)全穩定運(yùn)行
，具備(bèi)可實施(shī)性
。可以預見(jiàn)
，雲網邊(biān)端協同(tóng)架構(gòu)可與(yǔ)包(bāo)括鐵路無人(rén)值(zhí)守牽引變電(diàn)所在(zài)內(nèi)的更多(duō)需求相結(jié)合(hé)
，實(shí)現(xiàn)從技(jì)術到數(shù)據，從數(shù)據(jù)到應用(yòng)的(dí)多(duō)域協同
，釋放(fàng)數據(jù)價值(zhí)
，賦(fù)能(néng)鐵(tiě)路(lù)及(jí)相關(guān)產(chǎn)業
，推動在模式，業(yè)態，產品(pǐn)，服(fú)務等方(fāng)麵的聯動創(chuàng)新
，滿足智(zhì)能鐵路建(jiàn)設要求
。

參(cān)考文(wén)獻(xiàn)

[1]趙春豔(yàn).高(gāo)鐵牽引變電(diàn)所(suǒ)無人值守設(shè)計方案(àn)淺析[邛電氣化鐵(tiě)道
，2020(S2)：153-156.

[2]陳潔(jié).鄂(è)爾多斯(sī)牽引(yǐn)變電所無(wú)人值(zhí)守技術方(fāng)案研究(jiū)及應用[J],中(zhōng)國設(shè)備(bèi)工程(chéng)
，2020(17)：174-175.

[3]孫(sūn)興(xīng)虎.關於實(shí)現(xiàn)牽(qiān)引(yǐn)變電所(suǒ)無(wú)人化的(dí)思考[J],電氣化鐵道
，2017(S1)：84-86,90.

[4]王(wáng)通(tōng).基(jī)於雲(yún)網邊(biān)端協同的鐵(tiě)路(lù)無人(rén)值(zhí)守牽(qiān)引變(biàn)電(diàn)所運(yùn)維(wéi)方案(àn)研(yán)究

[4]安(ān)科瑞(ruì)企業微(wēi)電(diàn)網(wǎng)設計與應(yīng)用設(shè)計,2019,11版(bǎn).
作者(zhě)簡介(jiè)

魏健輝
，女
，現(xiàn)任職與安科(kē)瑞(ruì)電氣股(gǔ)份(fèn)有(yǒu)限公(gōng)司