基于VC++的地铁杂散电流监测系统上位机软件设计

2020年9月第56卷第9期铁道通信信号RAILWAY SIGNALLING&COMMUNICATIONSeptember2020Vol.56No.9基于FreeRTOS操作系统的地铁杂散电流监测系统侯青祥摘要：根据地铁运行中杂散电流的生成原因及危害，设计了基于ARM和RTOS的地铁杂散电流监测系统。

软件设计时，将多任务的操作系统FreeRTOS移植到控制器，利用其多任务和实时性等特点，实现LCD显示、以太网通信、模拟量检测等功能，使程序设计思路和层次更加清晰。

通过多次实验，验证了该系统可以实时监测模拟装置中工作电流的变化情况，从而研究杂散电流的大小和分布规律，为城市轨道交通的设计、施工和旧线改造过程中减小杂散电流提供依据。

关键词：地铁；杂散电流；FreeRTOS操作系统；电流检测Abstract:According to the origins and hazards of stray current generated during the operation of the subway,a stray current monitoring system was designed based on ARM and RTOS.FreeR­TOS was transplanted to the controller in the software design of the system in order to take the advantages of the multi-task and real-time characteristics of FreeRTOS to realize LCD display, Ethernet communication,analog quantity detection and other functions,making the design and layers of the program clearer・It has been verified in tests that the system can monitor the changes of working current in the simulation device in a real time manner.By studying the magnitude and distribution of stray current,relevant test data can be gained for the design and construction of urban rail transit or the reconstruction of existing line in the aspect of weakening or reducing stray current.Key words:Subway；Stray current；FreeRTOS operating system；Current detectionDOI：10.13879/j.issnlOOO-745&2020-09.19644地铁在运行中会产生噪声、振动、电磁干扰，以及由于直流牵引供电引发的杂散电流腐蚀问题。

地铁杂散电流监测系统施工方案引言地铁系统作为城市交通中不可或缺的一部分，承载着大量乘客的出行需求。

然而，在地铁系统中常常出现地铁杂散电流问题，给运营安全和设备寿命带来隐患。

因此，为了解决这一问题，地铁杂散电流监测系统的施工方案应运而生。

1. 方案概述地铁杂散电流监测系统施工方案旨在安装一套完备的系统来监测地铁杂散电流的存在和变化。

该方案包含了硬件设备的安装、软件的开发与集成、工作人员培训等方面。

2. 硬件设备安装为了实现杂散电流监测，我们需要安装一系列硬件设备，包括感应器、数据采集器和主控制器。

感应器负责收集电流数据，数据采集器负责进行数据整理和传输，主控制器则用于监控整个系统的工作状态。

2.1 感应器感应器是地铁杂散电流监测系统的核心装置，用于实时感知地铁轨道上的电流情况。

感应器应安装在地铁轨道上，通过精确探测地铁周围的电流变化。

为了保证感应器的灵敏度，我们将采用先进的传感技术以及高质量的材料。

2.2 数据采集器数据采集器负责收集感应器传输过来的数据，并对其进行整理和存储。

为了保证数据的准确性和可靠性，数据采集器应选用高性能的芯片和存储设备。

此外，数据采集器还应具备远程监控和管理功能，以便工作人员实时获取数据。

2.3 主控制器主控制器作为杂散电流监测系统的核心节点，负责整个系统的控制和管理。

主控制器应能够与感应器和数据采集器进行稳定的通信，并能对数据进行分析和处理。

此外，主控制器还应具备自动报警和实时监控功能，以便及时发现和解决潜在问题。

3. 软件开发与集成除了硬件设备的安装外，地铁杂散电流监测系统还需要进行软件的开发与集成。

软件系统应包括数据分析与处理、报警处理、远程监控等功能。

3.1 数据分析与处理为了实现对地铁杂散电流数据的分析和处理，我们将开发相关的数据处理算法和程序。

利用这些算法和程序，我们可以快速准确地分析地铁杂散电流的变化趋势，并提供相应的处理建议。

3.2 报警处理当地铁杂散电流超过安全范围时，系统应能够及时发出报警并采取相应的措施。

基于无线网络的有轨电车杂散电流监测系统张栋梁;黄开;刘彦超【摘要】针对传统轨道交通杂散电流有线监测系统建设复杂、成本高、影响美观等缺点,提出利用无线通信技术构建有轨电车杂散电流监测系统.分析对比无线网络监测系统的优越性和必要性,对系统整体结构设计、通信方式的选择、主要设备硬件设计和软件设计等方面进行阐述.监测系统由监测终端、区间监测子站和监测管理中心3个层次组成,监测终端与区间监测子站之间采用ZigBee无线网络通信,实现监测数据的上报;区间监测子站与监测管理中心之间通过GPRS网络通信,实现区间数据的发送和控制指令的接收.经现场实验验证,通过无线网络传输的监测数据与有线监测系统得到的数据基本一致,系统通信稳定,可满足监测杂散电流的要求.【期刊名称】《都市快轨交通》【年(卷),期】2016(029)002【总页数】5页(P84-87,96)【关键词】杂散电流;有轨电车;ZigBee;无线网络;监测系统【作者】张栋梁;黄开;刘彦超【作者单位】中国矿业大学信息与电气工程学院江苏徐州221008;中国矿业大学信息与电气工程学院江苏徐州221008;中国矿业大学信息与电气工程学院江苏徐州221008【正文语种】中文【中图分类】U231.8现代有轨电车因其舒适快捷、方便实用、造价较低等优点受到越来越多城市的青睐［1］。

有轨电车在运营过程中所产生的杂散电流会影响周围的埋地管道，通信电缆外皮，以及车站、高架桥梁和附近建筑物主体结构中的钢筋，使其发生电化学腐蚀，存在严重安全隐患［2］。

目前，有轨电车杂散电流监测系统普遍借鉴地铁的经验，通信方式大多采用基于现场总线技术的光纤以太网有线网络［3］，这种通信方式信号稳定、传输速率高，但往往需要敷设专门的线路，施工成本较高且影响美观［4-6］。

与传统杂散电流监测系统相比，基于无线网络的杂散电流监测系统在满足通信稳定、安全性高的同时，还具备网络灵活、简洁美观、成本较低等优点［7］。

基于VC++的地铁杂散电流监测系统上位机软件设计
凌琳;牟龙华;张明锐
【期刊名称】《城市轨道交通研究》
【年(卷),期】2007(010)003
【摘要】介绍了地铁杂散电流监测系统的软硬件构成.用Visual C++ 作为开发平台,采用MFC类库,利用VC6.0基于对话框的模版,设计了一个迷流实时监测上位机软件系统.该系统可以完成信息、数据存储、数据和曲线实时显示、历时查询、自动报警等功能,实现了上位机导统的迷流监测任务.给出了软件的总体设计方案和各功能模块的设定,阐述了该软件的主要功能类,并给出了系统的运行界面和应用模式.【总页数】4页(P38-41)
【作者】凌琳;牟龙华;张明锐
【作者单位】同济大学电气工程系,200092,上海;同济大学电气工程系,200092,上海;同济大学电气工程系,200092,上海
【正文语种】中文
【中图分类】U284.28
【相关文献】
1.基于先进通信网络的杂散电流监测系统——南京地铁1号线杂散电流监测系统技术改造 [J], 江洪泽
2.基于GPRS的地铁杂散电流监测系统 [J], 胡爱国;李威;许少毅
3.基于CAN总线的地铁杂散电流监测系统设计 [J], 陈闯;李威;程冬;杨争光
4.基于ZigBee的地铁杂散电流监测系统设计 [J], 叶果;范晓洁;茆霞菲;杨婷婷;许
道鹏
5.基于FreeRTOS操作系统的地铁杂散电流监测系统 [J], 侯青祥
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地铁杂散电流分布及在线监测系统的研究的开题报告一、选题背景地铁是现代城市公共交通系统的重要组成部分，对于缓解城市交通拥堵、提高居民出行便利性、降低环境污染等起着重要作用。

然而，地铁电气化输电系统中的杂散电流问题一直存在，会对列车设备和铁路轨道等造成损伤、甚至危及乘客安全。

因此，对地铁杂散电流的研究和监测具有非常重要的现实意义。

二、研究内容和目的本研究旨在深入研究地铁电气化输电系统中的杂散电流分布规律和特点，并设计并实现一套基于网络化监控的在线监测系统，实时监测地铁杂散电流的变化情况，及时发现问题并提供有效的解决方案，保障地铁安全持续运行。

具体研究内容如下：1.地铁杂散电流分布规律研究：对于不同地铁线路、不同区间、不同时间段进行实时采样，分析杂散电流的分布模式、变化趋势和影响因素等。

2.杂散电流对列车设备和铁路轨道的影响研究：通过实验室模拟和现场测试，探讨杂散电流对列车设备和铁路轨道的损伤机理、评估损坏程度，并提出有效的保护措施，保障地铁设备和设施的安全运行。

3.地铁杂散电流在线监测系统设计与实现：基于网络化监控技术，设计开发一套地铁杂散电流在线监测系统，实现对地铁杂散电流分布、变化趋势等数据的实时采集、分析和展示，提供可视化的监控界面和预警功能，确保地铁安全运行不受干扰。

三、研究意义和前瞻性本研究通过对地铁电气化输电系统中的杂散电流问题进行深入研究，提出了一套完整的在线监测方案，填补了国内相关研究的空白，对于保障地铁设备和设施的安全稳定运行，提高杂散电流监测与管理的水平，具有重要的现实意义和广阔的应用前景。

同时，本研究还对电气化铁路系统的设计和管理提供了有益的参考和借鉴价值。

地铁杂散电流监测系统工作原理及调试河南邦信防腐材料有限公司技术部2017年5月河南邦信防腐材料有限公司结合北京地铁十号线对杂散电流监测系统的构成进行介绍，对监测系统参比电极、氧化钼参比电极、传感器、信号转接器、监测装置等主要部件的功能进行说明，并针对该线设备现场安装具体情况对监测系统主要部件的施工方法进行介绍，为今后地铁杂散电流监控系统的施工和运营管理提供了参考。

概述北京地铁十号线一期工程是北京轨道交通线网中一条先东西走向，后南北走向的半环线。

线路起点在北京市西北部的海淀区万柳车站，终点到达劲松车站。

线路全长24.585，全部为地下线路，共设22个车站。

地铁十号线一期工程杂散电流防护采取了正线走行轨绝缘安装，利用道床设置杂散电流收集网、变电所设置排流柜的综合防护措施。

设置杂散电流监测系统通过监测道床和地下结构杂散电流收集网极化电位等数据，实现对地铁十号线一期工程的杂散电流分布的综合监测，为运营维护部门判断杂散电流防护系统状况提供依据。

1系统构成地铁十号线杂散电流监测系统采用车站（变电所）监测和控制中心集中监测二级监测系统。

杂散电流防护系统主要由氧化钼参比电极、整体道床测防端子、地下结构测防端子、测量线、传感器、通信电缆、信号转接器、变电所监测装置组成。

2系统各部分部件功能及施工方法全线在各车站混合变电所内分别设置1台杂散电流监测装置，全线共13台。

该装置经过通信电缆与该站及该站两端各半个区间内的转接器相连，转接器下连传感器，各监测点传感器经由测量线与该点结构钢和整体道床测防端子（地下结构测防端子）对应的氧化钼参比电极相连，实现对该分区结构和整体道床结构钢筋的极化电位数据采集，数据统计并上传至转接器，再由转接器将数据整合后上传至监测装置处理。

杂散电流监测装置通过变电所内通信网络与电力监控系统接口，将处理和统计后的数据传至监控中心。

如图：在每个车站的有效站台两端以及车站边缘约200m的隧道外墙及道床上设置杂散电流测量端子，上下行各16处。