宁波市轨道交通集团有限公司运营分公司 浙江宁波 315100
摘要：介绍了城市轨道交通车辆能耗计量及管理系统的结构、功能。城市轨道交通车辆能耗计量及管理系统采用六通道能耗计量装置和RFID（射频识别）列车定位技术，实现了对地铁车辆能耗的分类计量。建立GPRS（通用分组无线服务）无线传输数据机制和地铁车辆能耗管理平台，处理并存储能耗数据，自动生成曲线和统计报表，实现地铁车辆能耗信息化管理。
关键词：城市轨道交通;车辆能耗;能耗管理系统
引言
随着城市化建设的发展，城市规模越来越大，人口越来越多，同时带来的交通拥堵、出行不便等问题也越来越严重，许多大中型城市都建成或准备建设自己的轨道交通。北京、上海、广州、深圳等地的轨道交通已有多条线路投入运营。计量工作是实现单位统一、保障量值准确可靠的活动，它不仅是地铁管理的一项基础性工作，也是质量安全管理的一个十分重要的环节。在轨道交通运营企业中，计量器具管理属于工器具管理体系中的重要组成部分，计量器具既具备工器具的各种基础特征，但又有其区别于普通工具的独有特征。它需要为企业的日常生产活动提供各种精确的数据，技术人员通过数据对设备设施的状态、性能、故障进行判断，从而保证设备设施的安全稳定。这样的计量行为是通过量值溯源或量值传递实现的，因此计量器具本体的允差必须根据被检测对象设备的性能要求控制在一定范围之内。
一、能耗计量及管理系统组成及功能
1、整体架构
城市轨道交通车辆能耗计量及管理系统主要由车载能耗计量装置和地面能耗管理平台两大部分构成，该系统的网络拓扑图如图1所示。车载能耗计量装置与地面主站之间采用TCP/IP（传输控制协议/因特网互联协议）协议，通过GPRS（通用分组无线服务技术）无线传输构建数据传输通道。在GPRS通信故障时也可人工通过以太网接口有线下载数据并上传至地面管理平台。地面能耗管理平台采用企业内部以太网，可连接城市轨道交通主干通信传输网或通过防火墙连接公众通信网络，并提供数据上传至更高一级管理部门的网络接口。地面能耗管理平台提供WEB服务器并容许通过公众通信网络构建的传输通道进行外部访问。
2、系统功能
城市轨道交通车辆能耗计量及管理系统主要集成了信号采集，能耗计算，数据的发送、接收功能，以及列车出入库判定功能等，并以监测的能耗数据为基础进行分析，实现城市轨道交通车辆能耗的分类统计，为网络层面的能耗监测及管理决策提供有效的依据。其功能主要可分为两部分：（1）车载能耗计量装置：可实现列车牵引输入、再生反馈、牵引能耗、电阻制动、辅助逆变等能耗的分类计量及存储;与地面NTP（网络时间同步协议）服务器的精确对时;可通过车载GPRS通信单元实现能耗数据和RFID（无线射频识别）地面标签信息至地面能耗管理平台无线传输;故障诊断和记录功能;等等。（2）地面能耗管理平台：接收车载能耗计量装置传输的能耗数据，并记录、存储于数据库，可长期保存能耗数据;通过接收的RFID地面标签信息，可判定列车出入库状态并加载时戳，区分库内外能耗;能够实现能耗数据的分类统计，同时发布能耗信息，生成能耗的年、月、日报表及相关曲线，实现地铁车辆能耗的信息化管理。
图1城市轨道交通车辆能耗计量及管理系统网络拓扑图
二、计量器具周期送检难
计量器具的审批工作流程我在这里进行简单的介绍：首先，相关的工作人员需要填写《计量器具校验记录表》，提交到中心主任，交由其进行审批。审批如果没有通过，需要继续填写和更改；审批通过就需要提交到技术部门进行审核，审核未通过就需要返回再次进行填写和审批。如果审核通过就需要技术部门委外送检。在检验过程中，如果不合格就需要技术部门进行维修。检验合格的就需要技术部门将合格的仪器收回，并且进行归档。维修之后不合格的将进行报废处理。并且需要将合格的产品进行动态管理。
计量器具不同于普通工具，普通工具一旦发放到使用部门，正常情况下不需要回收，而计量器具为了保证其工作精度是需要进行周期检测的。一般企业的设备种类、数量比较少，所生产产品的种类，需要计量的参数也比较少，因此定期回收计量器具送检相对比较容易。而轨道交通运营企业的生产部门多、专业多、工作场所多、计量器具数量多，光是苏州轨道交通一号线就有四个生产中心，十几个专业，五十多个工班，各个工班的工作地点散落在车辆段及全线24个车站的各个角落，全线周期送检的计量器具件就更多了。因此，如何准确把握所有计量器具的有效期状态，并且在有效期即将到期前从使用部门处回收某一个指定的计量器具，成了一件非常困难和繁杂的任务。
对此，我们制定了计量器具管理台账，详细记录每一件计量器具的计量编码、名称、规格型号、线路、出厂编号、分类、检测周期、保管地、以及每一次检测的日期、证书编号、检测结果和检测人员姓名等信息，并且利用EXCEL公式，实现了提前几天标黄并显示剩余有效天数，有效期到期标红并提示过期的报警功能，节省了大量的人工计算时间，大幅提高了工作效率，并且避免了人工计算错误及遗漏等。每天计量管理人员都会检查一遍台账，如发现有十五天内即将到期的计量器具，则发送邮件给相应计量管理员及生产中心计量员，限其在一周内将对应的计量器具送交检测。收集计量器具，会在一周内将其送至计量所进行检测，待取回报告并将检测证书录入计量管理台账后将计量器具及检测证书复印件发放给使用部门。
三、计量器具检测难度大
轨道交通运营企业所需使用的专用计量器具很多，没有检定规程、、计量器具普遍存在。计量器具，对于属强制检定的计量器具一律实行周期检定。计量器具，对于没有检定规程的，我们根据产品技术参数进行检测，根据实测数据对性能进行分析，形成分析报告，给生产部门的使用提供依据;所在城市或附近城市无法检测的，我们采取在实际使用中，对数据进行跟踪记录，观察数据变化，根据数据变化观察异常现象，尽可能地保障计量器具的安全和准确;非常重要必须检测而且拆装影响主体设备的，我们到现场进行研究，利用一切技术手段，尽量不拆装进行现场检测;对于数据重要性较低的仪表，采取数据跟踪，故障维修后检测的有效期管理模式，既能保障主体设备使用，也可以确保计量器具的安全性和精度符合要求。
四、地面能耗管理平台
1、数据无线传输
车载能耗计量装置通过GPRS公网将数据发送至数据中心主机数据库，实现车－地的无线数据传输。建立了能耗数据的定点与定时无线数据传输机制，同时也能够通过地面能耗管理平台发送指令实现指定时段的实时数据（电流、电压等）采集并无线上传，以及车载能耗计量装置的参数远程设定功能。
2、列车出/入库状态判定
节能考核需区分列车的正线和基地牵引能耗，应正确判定列车的出入库状态。在轨旁加装与车载阅读器配套使用的RFID地面无源标签，在每条进出场线轨道的两侧各装设2个，安装示意图如图2所示。如图2所示，RFID阅读器阅读标签按从小到大顺序则为出库列车，反之则为入库列车，以此判定列车出入库时刻，进而可区分列车的正线和基地牵引能耗。
3、能耗数据的存储和处理
从车载计量系统获取的计量数据将在地面数据库服务器进行处理。数据信息按照相关算法自动逻辑计算和处理，并实时地在WEB页面显示。
图2 RFID地面无源标签安装位置示意图
4、曲线及报表生成
能够自动生成能耗曲线，自动生成车辆能耗的年、月、日报表;可根据常用的Excel设置模板生成相应报表，能查询任意时刻报表，可显示、打印报表。
5、后台数据库管理
后台服务器采用双机冗余热备，这种服务方式就是能够快速的开展工作，也能够防止出现因故障不能正常工作的现象。这种服务方式需要建立两个工作设备，一个是主工作机，另一个是备份。也就是说，当主工作机出现问题，备份的继续工作。建立开放式、网络化数据库（Oracle数据库），可长期保存能耗数据;软件系统实现动态链接库，实时数据信息更新安全可靠。
结束语
本文阐述了计量管理工作在轨道交通运营企业的重要性、特殊性，通过平时工作中摸索出的经验，提出了轨道交通运营企业自身的计量管理方式。
参考文献
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论文作者:陈晓玲
论文发表刊物:《基层建设》2017年第22期
论文发表时间:2017/11/10
标签：计量器具论文; 数据论文; 地面论文; 轨道交通论文; 车辆论文; 管理系统论文; 列车论文; 《基层建设》2017年第22期论文;