T-TMAC 268-2025 電氣化鐵路牽引變電所二次設備 智能運維系統技術規范

T/TMAC268—2025電氣化鐵路牽引變電所二次設備智能運維系統技術規范ICS29.240.01

CCSS35

團體標準

T/TMAC268—2025電氣化鐵路牽引變電所二次設備智能運維系統技術規范

TechnicalSpecificationforIntelligentOperationandMaintenanceSystemofSecondaryEquipmentinElectrifiedRailwayTractionSubstations2025-XX-XX發布2025-XX-XX實施

中國鐵道學會發布前言本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規則》的規定起草。請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發布機構不承擔識別專利的責任。本文件由中國鐵道學會提出并歸口。本文件起草單位：（預留起草單位填寫位置）本文件主要起草人：（預留主要起草人填寫位置）1范圍本文件規定了電氣化鐵路牽引變電所二次設備智能運維系統（以下簡稱“智能運維系統”）的術語和定義、總則、系統架構、技術要求、功能要求、安裝調試、運行維護、性能試驗及評價改進等內容。本文件適用于電氣化鐵路牽引變電所（含開閉所、分區所）二次設備智能運維系統的設計、研發、安裝、調試、運行、維護及評價，可作為相關單位開展智能運維系統建設和管理的依據，也可作為第三方機構進行技術評估的參考。本文件不適用于非電氣化鐵路牽引變電所及鐵路專用通信、信號系統獨立運維設備的技術要求。2規范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T25122.1電力系統自動化第1部分：術語GB/T2887計算機場地通用規范GB/T13729遠動終端設備GB/T14285繼電保護和安全自動裝置技術規程GB/T22239信息安全技術網絡安全等級保護基本要求TB/T1528鐵路信號設備金屬箱體防護技術條件TB/T3021鐵路電力牽引供電工程施工質量驗收標準TB/T3452電氣化鐵路牽引變電所自動化系統技術條件DL/T478繼電保護和安全自動裝置通用技術條件DL/T860電力系統繼電保護和安全自動裝置通信協議DL/T1406電力系統同步相量測量裝置技術規范T/TMAC001鐵路智能運維通用技術要求3術語和定義下列術語和定義適用于本文件。3.1電氣化鐵路牽引變電所secondaryequipmentofelectrifiedrailwaytractionsubstation用于牽引變電所電能計量、保護、控制、監測、通信及自動化的各類設備總稱，主要包括繼電保護裝置、測控裝置、計量裝置、故障錄波裝置、同步相量測量裝置、通信裝置及自動化監控系統等。3.2智能運維系統intelligentoperationandmaintenancesystem基于物聯網、大數據、人工智能、邊緣計算等技術，整合牽引變電所二次設備運行數據、狀態監測數據、檢修維護數據等，實現二次設備狀態感知、故障診斷、智能預警、檢修調度及全生命周期管理的一體化系統。3.3狀態感知stateperception通過各類傳感器、監測裝置及通信接口，實時采集二次設備的運行參數、環境參數、狀態量等數據，實現對設備運行狀態的全面感知和數據采集。3.4故障診斷faultdiagnosis利用大數據分析、人工智能算法等技術，對采集的二次設備運行數據進行分析處理，識別設備故障類型、故障位置及故障原因，給出診斷結論和處理建議。3.5智能預警intelligentearlywarning基于設備運行歷史數據、實時數據及故障診斷模型，對設備潛在故障、性能劣化趨勢進行預測，提前發出預警信號，通知相關人員采取防控措施。3.6全生命周期管理fulllifecyclemanagement對二次設備從采購、安裝、調試、運行、檢修、維護到報廢的全過程進行數據記錄、狀態跟蹤和管理，實現設備全生命周期的可追溯、可管控。3.7邊緣計算edgecomputing在靠近二次設備終端或數據采集源頭的邊緣節點，實現數據采集、預處理、分析及本地決策的計算模式，減少數據傳輸壓力，提升系統響應速度。4總則4.1基本原則4.1.1合規性原則：智能運維系統的設計、建設、運行及維護應符合國家相關法律法規、鐵路行業標準及本文件要求，兼顧安全性、可靠性、實用性和可擴展性。4.1.2可靠性原則：系統應具備較高的運行穩定性和抗干擾能力，確保數據采集、傳輸、分析及控制功能的連續可靠，避免因系統故障影響牽引變電所二次設備正常運行。4.1.3智能化原則：充分應用物聯網、大數據、人工智能等技術，實現二次設備狀態監測、故障診斷、預警及檢修的智能化，提升運維效率，降低運維成本。4.1.4兼容性原則：系統應與牽引變電所現有二次設備、自動化系統、通信系統等兼容，支持數據互通、協議對接，避免重復建設，確保系統集成的順暢性。4.1.5安全性原則：系統應具備完善的信息安全防護能力，防止數據泄露、篡改、攻擊，保障系統及二次設備的運行安全，符合網絡安全等級保護相關要求。4.1.6持續改進原則：建立系統運行評價機制，定期對系統性能、功能效果進行評價，結合技術發展和運維需求，持續優化系統功能，提升系統運維水平。4.2總體目標4.2.1實現狀態全面感知：完成牽引變電所二次設備運行狀態、環境狀態的全面采集和實時監測，數據采集準確率不低于99.5%。4.2.2提升故障處理能力：實現二次設備故障的快速診斷、精準定位，故障診斷準確率不低于95%，故障響應時間不超過5分鐘。4.2.3強化風險預警防控：實現設備性能劣化、潛在故障的提前預警，預警準確率不低于90%，為運維決策提供有效支撐。4.2.4優化運維管理模式：實現檢修維護的智能化調度、規范化管理，降低運維人工成本，提升運維效率，減少設備非計劃停運時間。4.2.5保障系統安全穩定：建立完善的安全防護體系，確保系統數據安全、運行安全，滿足牽引變電所二次設備長期穩定運行需求。4.3適用條件4.3.1牽引變電所二次設備應具備相應的數據采集接口、通信功能，運行狀態穩定，能夠配合智能運維系統完成數據上傳和指令執行。4.3.2智能運維系統建設單位應具備相應的技術研發、安裝調試及運維能力，配備專業的技術人員和管理人員。4.3.3系統建設應符合牽引變電所現場環境要求，適應高溫、低溫、潮濕、電磁干擾等惡劣工況，確保系統長期穩定運行。5系統架構5.1總體架構智能運維系統采用“邊緣層-傳輸層-平臺層-應用層”四層架構，各層相互獨立、協同工作，實現二次設備智能運維的全流程管控。5.2邊緣層5.2.1邊緣層是系統的數據采集和本地處理核心，主要由數據采集終端、傳感器、邊緣計算網關及本地控制單元組成。5.2.2負責采集二次設備的運行參數、狀態量、故障信息及現場環境參數（溫度、濕度、粉塵、電磁干擾等），完成數據預處理、本地分析及簡單決策，減少數據傳輸壓力。5.2.3支持多種采集方式，包括有線采集（RS485、以太網等）和無線采集（LoRa、5G、WiFi等），確保數據采集的全面性和靈活性。5.3傳輸層5.3.1傳輸層負責邊緣層與平臺層的數據傳輸和指令交互，主要由通信網絡（有線網絡、無線網絡）、通信協議及數據加密模塊組成。5.3.2優先采用鐵路專用通信網絡，輔以5G、光纖等通信方式，確保數據傳輸的實時性、可靠性和安全性，傳輸延遲不超過1秒。5.3.3支持DL/T860、Modbus、IEC61850等行業標準通信協議，實現與邊緣層、平臺層及現有系統的協議對接和數據互通。5.3.4配備數據加密模塊，采用加密算法對傳輸數據進行加密處理，防止數據泄露、篡改和攻擊。5.4平臺層5.4.1平臺層是系統的核心支撐層，主要由數據存儲、數據處理、人工智能分析、協議轉換及安全管理等模塊組成。5.4.2負責接收邊緣層上傳的數據，進行數據清洗、整合、存儲和分析，建立二次設備運行數據庫、故障診斷模型及預警模型。5.4.3支持海量數據的存儲和管理，數據存儲時間不少于3年，具備數據備份、恢復功能，確保數據的完整性和可追溯性。5.4.4提供開放的接口，支持與牽引變電所自動化系統、鐵路運維管理平臺等外部系統的數據對接和信息共享。5.5應用層5.5.1應用層是系統的功能呈現層，主要面向運維人員、管理人員，提供各類智能運維應用功能，包括狀態監測、故障診斷、智能預警、檢修管理、設備全生命周期管理等。5.5.2支持Web端、移動端（手機APP、平板）等多種訪問方式，方便運維人員實時查看設備狀態、接收預警信息、處理故障及調度檢修任務。5.5.3界面設計應簡潔直觀、操作便捷，具備數據可視化功能，支持圖表、曲線等多種形式的數據展示，便于管理人員掌握系統運行狀態和設備運維情況。6技術要求6.1邊緣層技術要求6.1.1數據采集終端應符合GB/T13729的要求，運行穩定可靠，采集精度不低于0.5級，支持多通道數據采集，采樣頻率可根據需求調整（1~10Hz）。6.1.2傳感器應適應牽引變電所現場環境，具備抗電磁干擾、防塵、防水、耐高低溫能力，工作溫度范圍為-40℃~70℃，防護等級不低于IP65。6.1.3邊緣計算網關應具備數據預處理、本地分析及邊緣決策能力，支持多協議轉換，響應時間不超過500ms，具備斷網續傳功能，確保數據不丟失。6.1.4本地控制單元應具備手動/自動控制功能，能夠根據本地分析結果，對二次設備進行簡單的控制操作，確保設備運行安全。6.2傳輸層技術要求6.2.1通信網絡應具備較高的可靠性和抗干擾能力，有線通信速率不低于100Mbps，無線通信速率不低于10Mbps，傳輸誤碼率不高于10??。6.2.2通信協議應符合行業標準，支持DL/T860、IEC61850等協議的完整實現，確保與現有二次設備、自動化系統的兼容對接。6.2.3數據加密應采用國家認可的加密算法（如AES、RSA等），對傳輸數據進行端到端加密，確保數據傳輸過程中的安全性。6.3平臺層技術要求6.3.1數據存儲應采用分布式存儲技術，支持海量數據的高效存儲和快速檢索，存儲容量可根據需求擴展，具備數據備份、恢復功能，備份周期不超過24小時。6.3.2數據處理模塊應具備數據清洗、整合、轉換及分析能力，能夠處理多源異構數據，數據處理延遲不超過3秒。6.3.3人工智能分析模塊應具備故障診斷、趨勢預測、智能預警等功能，采用機器學習、深度學習等算法，不斷優化診斷和預警模型，提升分析精度。6.3.4安全管理模塊應符合GB/T22239的要求，具備用戶身份認證、權限管理、訪問控制、日志審計等功能，防止未授權訪問和操作。6.4應用層技術要求6.4.1應用功能應具備良好的穩定性和響應速度，Web端頁面加載時間不超過2秒，移動端APP響應時間不超過1秒。6.4.2數據可視化功能應支持實時數據、歷史數據的圖表展示（折線圖、柱狀圖、餅圖等），支持數據篩選、查詢和導出，便于數據分析和報表生成。6.4.3移動端應用應支持離線操作，具備數據緩存功能，斷網后可繼續查看本地緩存數據，聯網后自動同步數據。6.5系統兼容性要求6.5.1系統應與牽引變電所現有二次設備（繼電保護裝置、測控裝置等）兼容，支持多種型號設備的數據采集和控制。6.5.2系統應與牽引變電所自動化系統、故障錄波系統、同步相量測量系統等現有系統兼容，實現數據互通和信息共享。6.5.3系統應支持與鐵路運維管理平臺、調度中心系統對接，實現運維數據的上報和調度指令的下達。6.6環境適應性要求6.6.1系統設備應適應牽引變電所現場環境，工作溫度范圍為-40℃~70℃，相對濕度范圍為5%~95%（無凝露）。6.6.2系統設備應具備抗電磁干擾能力，符合GB/T14285的要求，能夠抵御牽引變電所內強電磁環境的干擾。6.6.3系統設備應具備防塵、防水、防震能力，防護等級不低于IP65，確保在惡劣環境下長期穩定運行。7功能要求7.1狀態監測功能7.1.1二次設備運行狀態監測：實時采集繼電保護裝置、測控裝置、計量裝置等二次設備的運行參數（電壓、電流、功率等）、狀態量（投入/退出狀態、動作狀態等），實現設備運行狀態的實時監測和數據展示。7.1.2設備異常狀態監測：監測二次設備的異常動作、參數超標等情況，及時記錄異常信息（異常類型、發生時間、設備編號等），并觸發異常提醒。7.1.3現場環境監測：實時采集牽引變電所二次設備室的溫度、濕度、粉塵、電磁干擾等環境參數，當環境參數超出設定閾值時，發出環境預警。7.1.4數據查詢與回放：支持二次設備運行數據、異常數據、環境數據的歷史查詢和回放，查詢時間粒度可精確到秒，回放速度可調節。7.2故障診斷功能7.2.1故障自動診斷：基于采集的二次設備運行數據和故障特征，利用人工智能算法自動識別故障類型（如保護裝置誤動、測控裝置故障等）、故障位置及故障原因，給出診斷結論和處理建議。7.2.2故障手動診斷：支持運維人員手動輸入故障現象、故障參數等信息，系統結合歷史數據和診斷模型，輔助運維人員進行故障診斷。7.2.3故障記錄與統計：自動記錄故障信息（故障類型、發生時間、處理時間、處理結果等），支持故障數據的統計分析，生成故障統計報表（按設備類型、故障類型、時間周期等）。7.3智能預警功能7.3.1故障預警：基于設備運行趨勢和故障診斷模型，對潛在故障、性能劣化趨勢進行預測，提前發出預警信號（聲光預警、短信預警、APP推送等），明確預警級別和預警內容。7.3.2預警級別劃分：預警級別分為緊急預警、重要預警、一般預警三個級別，不同級別對應不同的處理流程和響應時限。7.3.3預警處理跟蹤：對發出的預警信號進行跟蹤管理，記錄預警處理過程、處理結果，確保預警信息得到及時處理，形成預警處理閉環。7.4檢修管理功能7.4.1檢修計劃制定：根據設備運行狀態、故障情況、檢修周期等，自動生成檢修計劃（日常檢修、定期檢修、故障檢修等），明確檢修內容、檢修時間、檢修人員及檢修標準。7.4.2檢修任務調度：將檢修計劃分解為具體的檢修任務，分配給相關運維人員，通過移動端APP推送檢修任務，實時跟蹤任務執行進度。7.4.3檢修記錄管理：運維人員完成檢修任務后，記錄檢修過程、檢修結果、更換部件等信息，形成檢修記錄，實現檢修過程的可追溯。7.4.4檢修效果評估：對檢修任務的執行效果進行評估，分析檢修后設備運行狀態，優化檢修計劃和檢修方案。7.5設備全生命周期管理功能7.5.1設備信息管理：建立二次設備信息臺賬，記錄設備型號、規格、安裝時間、采購信息、檢修記錄等，實現設備信息的全面管理和查詢。7.5.2設備狀態跟蹤：實時跟蹤二次設備從安裝、調試、運行、檢修到報廢的全過程狀態，記錄設備狀態變化信息，實現設備全生命周期的可追溯。7.5.3設備報廢管理：對達到報廢標準的二次設備進行報廢登記、審核和處理，記錄報廢原因、報廢時間等信息，確保設備報廢流程的規范化。7.6報表統計與分析功能7.6.1自動生成各類報表，包括設備運行報表、故障統計報表、檢修記錄報表、預警處理報表等，支持報表的自定義生成和導出（Excel、PDF等格式）。7.6.2對報表數據進行統計分析，挖掘設備運行規律、故障分布特點、檢修效果等，為運維決策提供數據支撐。7.7權限管理與日志功能7.7.1權限管理：建立分級權限管理體系，對不同角色（管理員、運維人員、管理人員等）分配不同的操作權限，確保系統操作的安全性和規范性。7.7.2日志管理：自動記錄系統的所有操作日志（登錄日志、操作日志、故障日志等），日志信息包括操作人、操作時間、操作內容、操作結果等，日志保存時間不少于1年，支持日志查詢和導出。8安裝調試8.1安裝要求8.1.1系統設備安裝應符合TB/T3021的要求，安裝位置應合理，便于設備操作、維護和散熱，避免安裝在強電磁干擾、潮濕、粉塵多的位置。8.1.2數據采集終端、傳感器的安裝應牢固，接線應規范，接觸良好，避免松動和接觸不良導致的數據采集異常。8.1.3通信線路的鋪設應符合相關標準，有線通信線路應遠離強電線路，避免電磁干擾，無線通信設備的安裝應確保信號穩定。8.1.4系統設備的接地應符合電氣安全要求，接地電阻不大于4Ω，確保設備運行安全和抗干擾能力。8.2調試要求8.2.1系統安裝完成后，應進行全面調試，包括硬件調試、軟件調試、數據采集調試、通信調試及功能調試。8.2.2硬件調試：檢查系統設備的供電、接線、運行狀態，確保設備無故障，運行正常。8.2.3軟件調試：檢查系統軟件的安裝、配置，測試軟件功能的完整性和穩定性，確保軟件運行正常。8.2.4數據采集調試：測試數據采集終端、傳感器的數據采集精度和實時性，確保采集數據準確、完整。8.2.5通信調試：測試傳輸層的通信穩定性、數據傳輸速率和誤碼率，確保數據傳輸順暢，無丟失、篡改。8.2.6功能調試：逐一測試系統的各項應用功能（狀態監測、故障診斷、智能預警等），確保功能符合本文件要求，運行正常。8.2.7調試完成后，應形成調試報告，記錄調試過程、調試結果、存在的問題及處理措施，調試合格后方可投入試運行。9運行維護9.1日常維護9.1.1建立日常維護制度，定期對系統設備進行檢查、清潔和維護，檢查內容包括設備運行狀態、接線情況、通信狀態等，確保設備運行正常。9.1.2定期對數據采集終端、傳感器進行校準，校準周期不超過1年，確保數據采集精度符合要求。9.1.3定期對系統軟件進行升級和補丁更新，及時修復軟件漏洞，提升系統性能和安全性，升級前應進行數據備份。9.1.4定期對數據進行備份，備份數據應存儲在安全的位置，確保數據丟失后能夠及時恢復。9.2故障處理9.2.1建立故障處理機制，明確故障處理流程和響應時限，接到故障報警后，運維人員應及時趕赴現場處理故障。9.2.2故障處理應遵循“先排查、后修復、再驗證”的原則，先排查故障原因，再采取針對性的修復措施，修復完成后，驗證系統功能是否恢復正常。9.2.3對發生的故障進行記錄和分析，總結故障原因和處理經驗，優化系統設計和維護方案，避免同類故障再次發生。9.3定期檢修9.3.1根據系統設備的運行狀態和檢修周期，制定定期檢修計劃，定期檢修周期一般為1年，可根據實際運行情況調整。9.3.2定期檢修內容包括設備清潔、接線檢查、性能測試、部件更換等，確保系統設備長期穩定運行。9.3.3定期檢修完成后，應形成檢修報告，記錄檢修內容、檢修結果、更換部件等信息，并存檔備查。10性能試驗10.1試驗要求10.1.1智能運維系統應進行性能試驗，試驗內容包括數據采集精度試驗、通信性能試驗、功能性能試驗、環境適應性試驗及安全性試驗。10.1.2試驗應在系統安裝調試合格后、正式投入運行前進行，試驗環境應符合牽引變電所現場實際環境要求。10.1.3試驗應委托具備相應資質的第三方機構進行，試驗過程應客觀、公正、規范，出具完整的試驗報告。10.2數據采集精度試驗10.2.1測試數據采集終端、傳感器的采集精度，對比采集數據與標準數據的偏差，確保采集精度不低于0.5級。10.2.2測試數據采集的實時性，記錄數據采集延遲時間，確保采集延遲不超過1秒。10.3通信性能試驗10.3.1測試通信網絡的傳輸速率、誤碼率和傳輸延遲，確保有線通信速率不低于100Mbps，無線通信速率不低于10Mbps，傳輸誤碼率不高于10??，傳輸延遲不超過1秒。10.3.2測試通信協議的兼容性，確保系統與現有二次設備、自動化系統的通信順暢，數據互通正常。10.4功能性能試驗10.4.1測試系統各項功能的完整性和穩定性，包括狀態監測、故障診斷、智能預警、檢修管理等，確保功能符合本文件要求。10.4.2測試故障診斷準確率、預警準確率，確保故障診斷準確率不低于95%，預警準確率不低于90%。10.4.3測試系統的并發處理能力，確保系統能夠同時處理多個設備的數據采集和功能請求，運行穩定。10.5環境適應性試驗10.5.1高低溫試驗：將系統設備置于-40℃~70℃的環境中，持續運行24小時，測試設備運行狀態，確保設備無故障。10.5.2濕度試驗：將系統設備置于相對濕度95%（無凝露）的環境中，持續運行24小時，測試設備運行狀態，確保設備無故障。10.5.3電磁干擾試驗：將系統設備置于強電磁環境中，測試設備的抗干擾能力，確保設備運行正常，數據采集準確。10.6安全性試驗10.6.1測試系統的安全防護能力，包括身份認證、權限管理、數據加密等，確保系統能夠抵御未授權訪問、數據泄露和攻擊。10.6.2測試系統設備的電氣安全性能，包括絕緣電阻、接地電阻等，確保符合電氣安全相關標準要求。10.7試驗合格判定各項性能試驗均符合本文件要求，且無重大故障和隱患，判定為試驗合格；若有一項試驗不符合要求，應進行整改，整改后重新試驗，直至試驗合格。11評價與改進11.1評價要求11.1.1建立智能運維系統運行評價體系，定期對系統的運行性能、功能效果、運維效率等進行評價，評價周期一般每年不少于1次。11.1.2評價指標應包括：數據采集準確率、故障診斷準確率、預警準確率、系統運行穩定性、運維效率提升率、故障處理響應時間等。11.1.3評價方法應采用定量評價與定性評價相結合的方式，結合系統運行數據、試驗報告、運維記錄等，對系統運行情況進行全面評價。11.1.4委托第三方機構進行評價的，第三方機構應具備相應的資質和技術能力，評價過程應客觀、公正、規范，出具完整的評價報告。11.2改進要求11.2.1根據評價結果，分析智能運維系統運行中存在的問題和不足，制定針對性的改進措施和實施計劃，明確改進責任人、改進期限和改進目標。11.2.2對改進措施的實施過程進行跟蹤和監督，確保改進措施落到實處，達到改進目標。11.2.3定期對改進效果進行驗證和評估，總結改進經驗，將有效的改進措施納入系統運行管理體系，實現持續改進。11.2.4結合鐵路行業技術發展和牽引變電所運維需求，及時升級系統功能，優化系統設計，不斷提升系統的智能化水平和運維效果。12安全與環保12.1安全要求12.1.1智能運維系統的建設和運行應嚴格遵守電氣安全、網絡安全相關法律法規和標準規范，