鐵路電力線路自動(dòng)化技術(shù)探究

范國(guó)峰

摘 要：鐵路作為人們主要的出行方式，在鐵路電力線路中引進(jìn)自動(dòng)化技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)度和監(jiān)控管理，實(shí)現(xiàn)鐵路電力線路自動(dòng)化是鐵路電力線路的發(fā)展趨勢(shì)。本文簡(jiǎn)要介紹了鐵路電力線路自動(dòng)化，分析了鐵路電力線路中的視頻監(jiān)控自動(dòng)化技術(shù)、配電所微機(jī)保護(hù)和綜合自動(dòng)化技術(shù)和調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)。

關(guān)鍵詞：鐵路電力線路 自動(dòng)化技術(shù) 調(diào)度

中圖分類號(hào)：U224 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）05（a）-0117-01

近年來，我國(guó)的鐵路行業(yè)取得了顯著的成就，鐵路電力線路自動(dòng)化是鐵路行業(yè)不斷發(fā)展的重要保障，隨著鐵路向著大密度、高速化的方向快速發(fā)展，人們對(duì)于鐵路出行安全性的要求越來越高，鐵路系統(tǒng)要逐步實(shí)現(xiàn)鐵路電力線路自動(dòng)化。

1 鐵路電力線路自動(dòng)化的簡(jiǎn)介

鐵路電力線路自動(dòng)化是指利用計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)以及微電子技術(shù)，對(duì)鐵路系統(tǒng)中的電力線路進(jìn)行管理、控制和監(jiān)測(cè)，不斷提高鐵路電力系統(tǒng)的管理、調(diào)度、維護(hù)和運(yùn)行水平，推動(dòng)鐵路電力線路的安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。當(dāng)出現(xiàn)自閉貫通電力線路故障時(shí)，通過自動(dòng)化技術(shù)及時(shí)處理故障線路，縮小故障線路范圍，盡快恢復(fù)線路供電，提高鐵路電力線路的運(yùn)行穩(wěn)定性，減少鐵路電力線路系統(tǒng)的損失。

鐵路電力線路自動(dòng)化技術(shù)主要包括：視頻監(jiān)控自動(dòng)化技術(shù)、配電所綜合自動(dòng)化技術(shù)、調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)等[1]，根據(jù)鐵路電力線路的不同情況，自動(dòng)化技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方式也不同。

2 視頻監(jiān)控自動(dòng)化技術(shù)

鐵路電力線路中的視頻監(jiān)控自動(dòng)化系統(tǒng)主要由鐵路通信網(wǎng)絡(luò)、鐵路電力前端設(shè)備和調(diào)度主站組成，系統(tǒng)的編碼格式以H264為標(biāo)準(zhǔn)。鐵路電力線路中的視頻監(jiān)控自動(dòng)化系統(tǒng)主要能夠完成鐵路運(yùn)行環(huán)境監(jiān)控、電子地圖、視頻錄像、實(shí)時(shí)監(jiān)控、視頻調(diào)度以及電力線路報(bào)警等多種功能。視頻監(jiān)控自動(dòng)化系統(tǒng)中的通信網(wǎng)絡(luò)主要采用了2M點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的專線通信方式，鐵路電力前端設(shè)備由環(huán)境監(jiān)控裝置、攝像機(jī)、數(shù)字錄像機(jī)組成，鐵路電力線路中每個(gè)配電所中配置6臺(tái)攝像機(jī)、2臺(tái)數(shù)字錄像機(jī)和多個(gè)報(bào)警器和傳感器，在鐵路控制室配置2臺(tái)可控機(jī)槍，在高壓配電所配置1臺(tái)可控機(jī)槍，在配電所外部配置3臺(tái)智能一體化的快球[2]。鐵路電力線路中的視頻監(jiān)控自動(dòng)化系統(tǒng)主要包括以下幾個(gè)方面。

（1）鐵路電力線路調(diào)度系統(tǒng)和視頻監(jiān)控自動(dòng)化系統(tǒng)的接口方式。

鐵路電力線路調(diào)度系統(tǒng)和視頻監(jiān)控自動(dòng)化系統(tǒng)之間的接口采用了主站接口方式，鐵路電力線路調(diào)度主站和視頻監(jiān)控自動(dòng)化系統(tǒng)中的路由器相連接，相互傳遞數(shù)據(jù)，鐵路電力線路調(diào)度系統(tǒng)和視頻監(jiān)控自動(dòng)化系統(tǒng)協(xié)同工作，可以實(shí)現(xiàn)多種功能，例如，視頻監(jiān)控自動(dòng)化系統(tǒng)可以向調(diào)度系統(tǒng)傳輸鐵路電力線路的圖像數(shù)據(jù)，鐵路調(diào)度系統(tǒng)可以和視頻監(jiān)控自動(dòng)化系統(tǒng)同屏幕顯示出視頻圖像畫面；視頻監(jiān)控自動(dòng)化系統(tǒng)可以將報(bào)警信息傳遞給調(diào)度系統(tǒng)，鐵路調(diào)度主站接到報(bào)警信息后立即進(jìn)行處理；調(diào)度系統(tǒng)通過遙控命令傳達(dá)給視頻監(jiān)控自動(dòng)化系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)同步切換監(jiān)控視頻畫面的功能。

（2）IP調(diào)度電話[3]。

視頻監(jiān)控自動(dòng)化系統(tǒng)中的調(diào)度電話是采用了VoIP技術(shù)的鐵路電力線路電話調(diào)度系統(tǒng)，IP調(diào)度電話改善了傳統(tǒng)鐵路電力線路中調(diào)度電話系統(tǒng)的功能，實(shí)現(xiàn)了靈活的鐵路系統(tǒng)電力線路組網(wǎng)功能，系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)可以靈活擴(kuò)展，并且網(wǎng)絡(luò)維護(hù)比較簡(jiǎn)單。視頻監(jiān)控自動(dòng)化系統(tǒng)中的IP調(diào)度電話能夠利用簡(jiǎn)單的路由技術(shù)，在系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)撥號(hào)、主備切換、迂回呼叫等功能。

（3）通信網(wǎng)絡(luò)方案。

鐵路電力線路系統(tǒng)需要傳輸大量的視頻圖像數(shù)據(jù)，因此對(duì)于通信帶寬有很高的要求，系統(tǒng)可以將視頻監(jiān)控通信網(wǎng)絡(luò)和鐵路系統(tǒng)中遠(yuǎn)動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)分開。視頻監(jiān)控通信網(wǎng)絡(luò)采用2M數(shù)字通信專線和TCP/IP協(xié)議；遠(yuǎn)動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)、IP調(diào)度電話和配電所綜合自動(dòng)系統(tǒng)公用2M數(shù)字通信環(huán)網(wǎng)。

3 配電所微機(jī)保護(hù)和綜合自動(dòng)化技術(shù)

在鐵路電力線路系統(tǒng)中由通信、監(jiān)控、保護(hù)組成微機(jī)保護(hù)一體化裝置，集中組屏、分散監(jiān)控，鐵路電力線路系統(tǒng)中的監(jiān)控單元、直流電源、脈沖電度表、自動(dòng)裝置、微機(jī)保護(hù)等都使用了以太網(wǎng)，系統(tǒng)中的通信介質(zhì)采用5類雙絞線，鐵路電力線路中的自動(dòng)化車站終端和鐵路系統(tǒng)配電所中的自動(dòng)化系統(tǒng)共享一個(gè)專用通信通道，通過光纜和鐵路系統(tǒng)中的以太網(wǎng)接口接連，通過2M數(shù)字銅線專線和鐵路系統(tǒng)主站進(jìn)行通信。

鐵路電力線路配電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了和鐵路系統(tǒng)調(diào)度主站自由通信、通信設(shè)備管理、故障錄波、信號(hào)復(fù)歸、保護(hù)投退、保護(hù)管理方式、SCDAD等多種功能，鐵路電力線路配電所綜合自動(dòng)化技術(shù)可以和視頻監(jiān)控自動(dòng)化系統(tǒng)相互配合，實(shí)現(xiàn)無人操作和監(jiān)控的鐵路電力線路自動(dòng)化運(yùn)行要求。

4 調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)

鐵路電力線路調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)主要包括三個(gè)部分：鐵路站端裝置、通信通道和鐵路主站自動(dòng)化調(diào)度系統(tǒng)，鐵路電力線路調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)主要以水電段和供電段為整個(gè)鐵路電力系統(tǒng)的中心，以車站開關(guān)、信號(hào)電源、變配電所為鐵路控制基本節(jié)點(diǎn)，系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)SCADA、電力線路自動(dòng)化、監(jiān)控車站開關(guān)、監(jiān)控電源線號(hào)、管理和監(jiān)控變配電所等多種功能。

鐵路電力線路調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)以調(diào)度主站作為調(diào)度鐵路電力線路指揮中心和數(shù)據(jù)處理中心，系統(tǒng)可以收集和處理多種鐵路站端系統(tǒng)和設(shè)備傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息，提供多種交互型的人機(jī)接口和監(jiān)控管理功能，并且下鐵路電力線路中其他系統(tǒng)發(fā)送多種控制調(diào)度命令，實(shí)現(xiàn)整個(gè)鐵路電力線路系統(tǒng)的遠(yuǎn)程調(diào)度、故障處理和運(yùn)行監(jiān)控。鐵路站端系統(tǒng)和設(shè)備主要是指FIU、STU、RTU、綜合自動(dòng)化系統(tǒng)和配電所微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)以及鐵路系統(tǒng)中其他自動(dòng)化設(shè)備。鐵路電力線路調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)采用了Unix-Windows2000混合平臺(tái)，通過兩臺(tái)鐵路電力交換機(jī)組成雙以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)冗余設(shè)置、GPS時(shí)鐘、在線UPS、擴(kuò)展接口、交互型視頻子網(wǎng)等結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

5 結(jié)語

鐵路電力線路自動(dòng)化技術(shù)可以提高鐵路電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行穩(wěn)定性，提高鐵路供電的安全可靠性，提高鐵路系統(tǒng)工作人員的工作效率，提高鐵路電力線路自動(dòng)化系統(tǒng)的監(jiān)控和管理水平。自動(dòng)化技術(shù)在鐵路電力線路中的應(yīng)用可以創(chuàng)造更好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)鐵路電力線路自動(dòng)化是鐵路電力系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。

參考文獻(xiàn)

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