杨文旭

摘  要：在社会经济与科技稳定发展的背景下，其中针对城市轨道交通供电系统来讲，要想保障其正常运行，需要注重分析供电系统的运行状态，再加上城市轨道交通的数量与规模正在不断增大，从而对其供电系统的要求也在不断升高，需要注重新技术的应用。文章主要围绕智能传感器技术与大数据技术开展分析，并阐述了故障检测与健康管理。

关键词：城市轨道交通供电系统;新技术;智能传感器;大数据技术

中图分类号：U239.5        文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2020）36-0138-02

Abstract： In the context of the stable development of social economy and science and technology， for the power supply system of urban rail transit， in order to ensure its normal operation， we need to pay attention to analyzing the operation state of the power supply system. In addition， the number and scale of urban rail transit are increasing， so the demand for its power supply system is also increasing， and we need to pay attention to the application of new technology. This paper mainly analyzes the intelligent sensor technology and big data technology， and expounds the fault detection and health management.

Keywords： urban rail transit power supply system; new technology; intelligent sensor; big data technology

引言

城市轨道交通正朝向智能化与规模化方向发展，尤其是针对供电系统来讲，其作为保障城市轨道交通正常运行的重要组成部分，必须要注重优化其性能结构，掌握运行时遇到的问题，注重先进新兴技术的应用，处理好每一环节所涉及到的数据，及时将数据信息传达给系统中的各个部门，努力实现智慧城市轨道交通的目标。

1 研究背景

城市轨道交通供电系统主要由电源系统和输配电系统所组成，将从地方电力系统获得的110kV电能转换为城市轨道交通适用的电能，同时对电能进行有效分配与传输，最终应用到列车牵引当中，并为车站、车辆段及控制中心提供所需动力、照明及维修等工作用电。并且落实了各个环节的数据采集与监控系统的设定，其能够监视回路电压电流，以及某个区域是否有故障跳闸等现象，并进行开关遥控合分，但由于受相关因素影响，导致其无法感知检测导体连接质量以及是否有绝缘损坏等问题。城市轨道交通供电系统一般由工作人员进行定期巡检，难以提高每一环节工作的效率，而且人工巡检其巡检质量受巡检人员业务水平等自身素质影响较大，所以对供电系统运行必须要注重优化与调整，避免受人工巡檢不规范或效率不高等因素而影响供电系统的正常运行。

伴随大数据技术的稳定发展，大数据技术对城市轨道交通供电系统的智能运维能够带来一定的帮助，需要得到相关单位的重视，确保能够合理的将这种技术融入到供电系统运行当中，保障其高效运行的情况下，能够有效解决传统供电系统运行存在的问题，而且城市轨道交通供电系统采用大数据技术智能化运维能够提高供电的质量，并大幅度降低能耗。所以，在实际进行供电系统优化的过程中，应该要注重大数据技术的应用，提高健康管理与故障检测的效果，确保能够第一时间处理好供电系统故障，保障其安全稳定运行，提高城市轨道交通系统的稳定性和可靠性。

2 智能传感器技术

传感器作为一种数据采集和传输装置，在自动控制系统中发挥一定的作用。在当前科技发展的推动下，智能传感器技术发展较为迅速，其能够有效将计算机技术、信号处理技术及传感技术整合，并发挥自身的作用与优势。如合理的将智能传感器应用到变压器、绝缘栅双极型晶体管等，能够直接得到设备的故障信息，并且可以对设备的寿命进行预测，相比传统传感器来讲，其能够发挥自身高性能、感知精准度高及自适应能力强的优点。再加上智能传感器主要使用微处理器开展运行，具备信息检测与数据处理的功能，有较好的高效性与稳定性，还可以事先自动识别的优点，通过智能传感器的应用能够提高信息获取的效果，并且可以保证信息的准确性与可靠性，合理的将其与后期信息处理衔接，实现传感器内容信息的交换与处理，解决传统需要中转站交换数据存在的问题。

因此，在城市轨道交通供电系统建设的过程中，为了能够全面提高建设效率，则可以合理的运用智能传感器技术，并将其安装到供电系统较为重要的设备上，如变压器、绝缘栏等，可以实现设备的故障检测与信息的搜集，并且可以根据实际情况对其各项设备的使用寿命进行详细分析，为工作人员提供准确的信息，以便于提高城市轨道交通供电系统的运行效率，确保遇到相关故障问题能够及时解决。

3 大数据技术

3.1 大数据技术的主要应用

大数据做为科技时代发展所衍生的先进技术，其具有强大的数据处理能力，保障各项数据得到有效处理。而且合理的将大数据应用到供电系统平台当中时，可以有效发挥数据采集、储存、处理及展示等多个环节，其中数据采集主要由数据仓储ETL，同时可以将海量数据以日志的形式展示、传输及筛选。与此同时，在城市轨道交通供电系统当中运用大数据的技术可以预测其能耗发展趋势，掌握城市轨道交通能耗发展规律，从而能够根据实际情况对其进行改进，建立针对性的节能措施，降低城市轨道交通能耗。另外，通过大数据分析供电系统运行存在的隐患和故障，了解隐患和故障的同类因素、关键因素，能够有针对性的消解隐患和预防故障。除此之外，城市轨道交通运行会有高峰期与低谷期两个时期，而且每个时段载客量具有一定的差异，所以为了保证其安全稳定运行，必须要掌握城市轨道交通供电系统的供电规律，通过大数据技术能够及时掌握供电系统的供电规律及相关的各类参数，全面提高供电的质量。

3.2 故障预测与健康管理

城市轨道交通供电系统在实际运行的过程中，会受多种因素影响，一旦不够注重管理，则可能会出现多种故障，影响城市轨道交通的正常供电。因此，为了能够有效解决当前城市轨道交通供电系统中存在的问题，应该落实好故障预测与健康管理工作，确保能够优化每一环节工作，并做好全面分析，制定长期的监测方案，形成对电压、电流、温度、湿度等关键部位关键数据的监测，还可以根据实际情况构建寿命模型，掌握其使用寿命，针对老化现象严重的，应该及时进行更换与维护，避免受其影响而无法保障城市轨道交通供电系统安全稳定运行。

基于大数据的寿命预测主要包含累积损伤技术和特征量辨识技术，其中累积损伤技术根据自身的特性对相关部件进行检测，掌握该部件所能承受的电压、电流及温度变化情况，并结合部件的自身建立失效模型，完成对关键部位的检测与分析，这样有利于对各个部件的健康状态进行评估。而针对特征量辨识技术来讲，其在实际应用的过程中，主要是利用供电系统关键部位的特征量数据进行分析，并根据实际情况构建关键部件寿命模型，建立总体老化情况、损伤情况及安全状态，并与实际设备确立对应关系。

（1）数据采集

运用大数据技术对城市轨道交通供电系统运行情况进行全面分析，并优化采集方案，合理的将城市轨道交通供电系统的各类数据进行采集、传输，储存到数据库当中，为后期各类数据分析做好准备。而且新技术的应用如智能传感器的应用，能够进一步保障数据采集的准确性，使得故障預测与健康管理质量得到全面提升。

（2）状态监控

状态监控这一环节工作开展的过程中，需要根据城市轨道交通供电系统的供电形式选择合理的方案，制定有针对性的供电状态监控系统，利用智能传感器技术对电流、电压及温度等各个环节各项数据进行监控，了解故障的形式，及时掌握供电系统的运行状态，也有利于维护管理工作的顺利开展。

（3）故障预警

根据故障预测模型对关键部件给出准确的语境信息，并在后台控制计算机上弹出窗口与警报声，提醒值班人员有故障出现，这样能够做好针对性故障优化方案，避免受故障影响而无法保证城市轨道交通供电系统的正常运行。

（4）健康评估

健康评估环节需要得到大量数据的支撑，通过多个信息数据的分析与检测，对某一部件的健康情况进行分析，并做好评估报告，给出健康状态，如故障、稳定等，以便于工作人员掌握城市轨道交通供电系统的运行情况。

（5）决策辅助

其需要根据故障语境信息与健康状态评估数据信息情况，并根据实际情况给出城市轨道交通供电系统运行维修要点，以便于高效开展管理工作，针对故障多发区，不仅需要对其进行故障维修，并需要做好预防对策，以便于提高检测维护的效率。

（6）人机交互

此环节作为城市轨道交通供电系统故障预测与健康评估中重要的一个环节，必须要得到重视，提高数据储存的效率，确保上传的数据能够得到及时处理与发布，通常会选择密集型软件，发挥人机交互的效果。

4 结束语

针对城市轨道交通供电系统来讲，合理的运用大数据技术与智能传感器技术开展故障预测、健康管理是为了保障供电系统的稳定性，提高城市轨道交通运行的效率，减少故障的出现，同时可以实现节能的目标。

总而言之，在城市化进程稳定发展的背景下，各个领域都提出了一定要求，尤其是新技术的应用，供电系统做为城市轨道交通的重要部分，必须要加强供电系统运行的稳定性，注重新技术的融入，落实好供电系统每一环节的监控和分析，保障供电系统正常、安全运行，保障城市轨道交通安全运行，为人们提供安全可靠、便捷的交通工具。

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