Một ga tàu điện ngầm có ba lớp thiết bị chạy song song: bảng tin cho hành khách, hệ giám sát thiết bị nhà ga và mạng truyền dẫn nối cả hai về trung tâm điều độ. Ba lớp này đặt trong môi trường có nhiều tuyến dây điện áp cao, mức nhiễu lớn và quãng cáp dài. Bài viết xếp thiết bị giám sát tàu điện ngầm Advantech theo đúng ba lớp đó, kèm thông số lấy từ tài liệu của từng model.
1. Ba lớp thiết bị trong một nhà ga
| Lớp | Việc phải làm | Thiết bị chính | Ràng buộc nặng nhất |
|---|---|---|---|
| Bảng tin hành khách | Hiển thị giờ tàu, hướng tuyến, thông báo bất thường | Màn hình treo, đầu phát nội dung không quạt | Chạy liên tục, tự phát lại nội dung khi mất kết nối |
| Giám sát thiết bị nhà ga | Đo nhiệt độ, dòng điện, trạng thái quạt và bơm | Module analog, module vào ra số, bộ chuyển đổi nối tiếp | Nhiều điểm đo rải khắp ga, tín hiệu chỉ có dạng nối tiếp |
| Mạng truyền dẫn | Gom hai lớp trên về phòng điều độ | Switch công nghiệp có cổng quang, bộ chuyển đổi nối tiếp | Nhiễu từ dây điện áp cao, quãng cáp dài, không được gián đoạn |
Lớp thứ ba quyết định lớp thứ nhất và thứ hai có chạy được hay không, nên thiết kế nên bắt đầu từ đó.
2. Bài học từ một dự án nâng cấp mạng metro
Một hệ metro đã nâng cấp mạng hiện có với yêu cầu rất cụ thể: trung tâm điều khiển phải đọc được số liệu từ các bộ phân tích tín hiệu đặt rải trong hệ thống, mà các bộ này chỉ có cổng RS-485. Vì hạ tầng lớp trên là Ethernet, mắt xích bắt buộc là bộ chuyển đổi nối tiếp sang Ethernet.
Ba ràng buộc được nêu trong hồ sơ dự án đó vẫn đúng cho mọi ga ngầm hiện nay:
- Truyền thông không được phép gián đoạn. Thiết bị chọn dùng có hai cổng RS-485 và hai cổng mạng 10/100 để dự phòng, thay vì một cổng đơn.
- Nhiễu từ dây điện áp cao. Trong hầm có nhiều tuyến cấp điện cho đoàn tàu chạy song song với tuyến tín hiệu, nên thiết bị phải có bảo vệ tĩnh điện và cách ly trên mọi tín hiệu nối tiếp.
- Cấu hình được từ xa. Quãng cáp dài và điểm đặt khó tiếp cận khiến mỗi lần cử người xuống chỉnh tham số là một ca làm việc. Cấu hình từ xa không phải tiện nghi mà là điều kiện vận hành.
3. Thiết bị Advantech dùng trong nhà ga
| Model | Vai trò trong ga | Đặc điểm đáng dùng |
|---|---|---|
| EKI-1524 | Đưa thiết bị đo chỉ có cổng nối tiếp lên mạng | 4 cổng RS-232/422/485, hai cổng Ethernet dự phòng, cho tối đa 5 máy chủ cùng đọc một cổng và tối đa 16 máy ở chế độ khách, cấu hình bằng tiện ích Windows, Telnet hoặc trình duyệt |
| EKI-5524SSI | Switch nối phòng thiết bị với phòng điều độ | Dòng switch hội tụ, đọc được bằng Modbus/TCP cho phía điều độ và SNMP cho phía quản trị mạng, nguồn 8,4–52,8 VDC, nguồn kép kèm relay báo lỗi, chống nhiễu mức 3, phát hiện vòng lặp, khung tin tới 9.216 byte |
| ADAM-4017+ | Đo nhiệt độ, dòng, áp tại tủ kỹ thuật | 8 kênh vào vi sai, 16 bit, cách ly 3.000 VDC, RS-485 theo Modbus/RTU, đi xa tới 1,2 km, 10 mẫu mỗi giây |
| ADAM-4051 | Đọc trạng thái cửa kỹ thuật, quạt, bơm | 16 ngõ vào số, cách ly quang 2.500 VDC, mức vào 10–50 V, chịu quá áp 70 VDC |
| FPM-3171G | Màn hình vận hành trong phòng điều độ ga | 17 inch độ phân giải SXGA, khung nhôm anod và mặt sau thép không gỉ, mặt trước IP65, hai đường nguồn vào |
Điểm chọn giữa hai dòng module đo nằm ở tuyến cáp sẵn có. Nếu ga đã có tuyến RS-485 chạy dọc hành lang kỹ thuật thì ADAM-4017+ nối tiếp vào tuyến đó là rẻ nhất, vì một tuyến đơn đi được 1,2 km và gom được nhiều module. Nếu ga đã kéo Ethernet tới từng tủ thì module nối mạng trực tiếp bỏ được lớp chuyển đổi.
4. Bảng tin hành khách trên ke ga
Bảng tin là phần hành khách nhìn thấy, nên yêu cầu khác hẳn phần giám sát. Ba điểm cần chốt trước khi chọn thiết bị:
- Đầu phát phải không quạt và mỏng. Ke ga không có chỗ đặt tủ, đầu phát thường gắn sau lưng màn hình. Dòng đầu phát nội dung số của Advantech có bản siêu mỏng cho đúng tình huống này, ví dụ các model DS mà trang đã giới thiệu ở bài đầu phát biển hiệu kỹ thuật số DS-081GB.
- Nội dung phải chạy tiếp khi mất mạng. Đầu phát cần lưu lịch chạy tàu và bản thông báo gần nhất trong máy, phát lại theo lịch đó khi đứt kết nối về trung tâm, thay vì hiện màn hình trống.
- Quản lý tập trung. Một tuyến có hàng chục ga và hàng trăm màn hình. Không có phần mềm quản lý thiết bị từ xa thì không ai biết màn nào đang treo cho tới khi có hành khách phản ánh.
5. Ví dụ một ga hai tầng
Ga có tầng sảnh bán vé và tầng ke ga. Cấu hình đã dùng: mỗi tầng một tủ thiết bị đặt switch có cổng quang, hai tủ nối nhau và nối lên trung tâm bằng sợi quang chạy trong máng riêng, tách khỏi máng cáp động lực; mỗi tủ kỹ thuật một module analog 8 kênh đo nhiệt độ và dòng, một module 16 ngõ vào số đọc trạng thái quạt, bơm và cửa; các bộ đo cũ chỉ có cổng RS-485 nối qua bộ chuyển đổi bốn cổng có hai cổng mạng dự phòng; phòng điều độ ga đặt hai màn hình 17 inch.
Ngưỡng cảnh báo nên tách theo hậu quả. Nhóm ảnh hưởng tới hành khách như quạt thông gió và bơm thoát nước báo ngay về trực ban ga. Nhóm chỉ ảnh hưởng tới tuổi thọ thiết bị như nhiệt độ tủ vượt ngưỡng thì gom vào báo cáo ca, tránh làm loãng danh sách cảnh báo.
6. Chọn thiết bị giám sát tàu điện ngầm Advantech
- Liệt kê mọi thiết bị chỉ có cổng nối tiếp và đếm số cổng cần chuyển đổi, cộng dự phòng.
- Đo quãng cáp dài nhất trong ga, đánh dấu đoạn vượt 100 m để chuyển sang quang.
- Yêu cầu mọi thiết bị trên tuyến chính có hai cổng mạng hoặc hai đường nguồn, kèm ngõ relay báo lỗi.
- Chia điểm đo thành nhóm analog và nhóm trạng thái, ra số module cho từng nhóm.
- Chốt cách quản lý từ xa cho cả đầu phát bảng tin lẫn thiết bị mạng trước khi mua, không để lại thành việc phát sinh.
Bài cùng mảng đường sắt và đường bộ nằm ở chuyên mục giao thông thông minh; riêng thiết bị cho tủ ven đường có bài giao thông thông minh Advantech cho tủ ven đường. Bản giới thiệu chung về hãng nằm ở chuyên mục Advantech trên IPC247, còn công cụ chọn máy theo nhu cầu lọc được theo số cổng nối tiếp và kiểu gắn.
Câu hỏi thường gặp về giám sát tàu điện ngầm Advantech
Vì sao mạng trong ga ngầm phải có đường dự phòng?
Trong hầm có nhiều tuyến dây điện áp cao cấp cho đoàn tàu, mức nhiễu cao và tuyến cáp tín hiệu phải chạy quãng dài. Một đứt gãy đơn lẻ đủ làm mất liên lạc cả một khu. Vì vậy thiết bị đặt trên tuyến chính đều phải có hai cổng mạng hoặc hai đường nguồn.
Thiết bị nào đưa tín hiệu đo trong hầm về phòng điều độ?
Bộ chuyển đổi nối tiếp sang Ethernet là mắt xích chuẩn. EKI-1524 gom 4 cổng RS-232/422/485 và có hai cổng mạng để dự phòng đường truyền. Một cổng nối tiếp cho tối đa 5 máy chủ cùng đọc, nên phòng điều độ và hệ ghi số liệu lấy chung một nguồn dữ liệu mà không tranh nhau.
Switch nào vừa phục vụ điều độ vừa phục vụ quản trị mạng?
EKI-5524SSI thuộc dòng switch hội tụ, đọc được bằng Modbus/TCP cho phía điều độ và bằng SNMP cho phía quản trị mạng. Thiết bị nhận dải nguồn 8,4–52,8 VDC, có nguồn kép kèm ngõ relay báo lỗi, chống nhiễu mức 3, phát hiện vòng lặp và hỗ trợ khung tin lớn tới 9.216 byte.
Bảng tin hành khách trên ke ga dùng thiết bị gì?
Một đầu phát nội dung không quạt cho mỗi cụm màn hình, nhận lịch chạy tàu từ trung tâm và tự phát lại nội dung đã lưu khi mất kết nối. Advantech có dòng đầu phát DS mỏng, gắn được sau lưng màn hình, phù hợp với ke ga không có chỗ đặt tủ.
Giám sát tàu điện ngầm Advantech đo những gì trong nhà ga?
Thường là bốn nhóm: nhiệt độ và độ ẩm sảnh, dòng và áp của tủ điện, trạng thái quạt thông gió và bơm thoát nước, cùng trạng thái cửa kỹ thuật. Nhóm đo bằng module analog như ADAM-4017+, nhóm trạng thái bằng module vào ra số như ADAM-4051.
Đọc thêm về thiết bị: toàn bộ máy tính công nghiệp Advantech cùng các hãng khác trên ipc247.com.
