鐵路電氣工程中自動化技術(shù)的應(yīng)用

畢陽

【摘?要】隨著我國鐵路尤其是高速鐵路開行規(guī)模和覆蓋范圍的持續(xù)增加，自動化技術(shù)在鐵路電氣工程中的應(yīng)用越來越廣泛，并且發(fā)揮的作用也越來越關(guān)鍵。在當(dāng)前鐵路運(yùn)行規(guī)模、速度的精度、要求不斷提高的情況下，自動化技術(shù)應(yīng)用面臨的需求也在逐步提高，這就要求深化對自動化技術(shù)在鐵路電氣工程中的應(yīng)用研究，以保證技術(shù)的先導(dǎo)性。

【關(guān)鍵詞】自動化技術(shù);鐵路;電氣工程;應(yīng)用

1.鐵路電氣工程中經(jīng)常涉及的自動化技術(shù)

就目前鐵路電氣工程建設(shè)與運(yùn)行的實際情況來看，經(jīng)常涉及和使用的自動化技術(shù)主要有電力自動化技術(shù)、測控終端技術(shù)、通信技術(shù)、鐵路電氣線路自動化技術(shù)等，其技術(shù)模式和功能可以概括為以下幾方面。

1.1電力自動化技術(shù)

電力自動化技術(shù)主要應(yīng)用于電力機(jī)車的供電系統(tǒng)，功能在于對供電系統(tǒng)進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)控。在電力自動化系統(tǒng)中，借助計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對供電系統(tǒng)中的變電所、接觸網(wǎng)回路、電力機(jī)車等進(jìn)行實時監(jiān)控，并實現(xiàn)對系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制。

1.2測控終端技術(shù)

作為鐵路電氣工程中應(yīng)用優(yōu)勢比較突出的自動化技術(shù)類型，測控終端技術(shù)是通過遠(yuǎn)程測控終端機(jī)來進(jìn)行設(shè)備運(yùn)行信息的采集、控制、傳輸、存儲，并根據(jù)鐵路系統(tǒng)的運(yùn)行壓力對主站、子站的需求進(jìn)行自動化的分配。

1.3通信技術(shù)

通信技術(shù)是將信息從一個點傳送到另外一個點，實現(xiàn)信息交互與反饋的自動化技術(shù)類型。在快速發(fā)展的自動化技術(shù)中，通信技術(shù)發(fā)揮的是基礎(chǔ)和關(guān)鍵作用，也是保證鐵路運(yùn)行速度持續(xù)穩(wěn)定提高的重點技術(shù)所在。隨著通信技術(shù)的發(fā)展，以光導(dǎo)纖維為載體的通信技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用愈加普遍，而這也是實現(xiàn)自動化技術(shù)在長距離運(yùn)行環(huán)境中有效應(yīng)用的重要保證。

1.4鐵路電氣線路自動化技術(shù)

鐵路電氣自動化技術(shù)是實現(xiàn)鐵路電氣線路自動化的技術(shù)類型，其在內(nèi)容上主要包括遠(yuǎn)程監(jiān)控線路分段開關(guān)、故障信息記錄、定位故障地點3項。作為鐵路電力調(diào)度系統(tǒng)的下屬系統(tǒng)，鐵路電氣線路系統(tǒng)是對鐵路電力線路故障進(jìn)行精準(zhǔn)定位，及時進(jìn)行故障隔離、遠(yuǎn)程控制的重要手段。在實際的鐵路電力調(diào)度系統(tǒng)運(yùn)行中，鐵路電氣線路自動化技術(shù)可以保障電氣線路系統(tǒng)的故障產(chǎn)生在一定的范圍內(nèi)，并對故障進(jìn)行定位，大大提升了故障排查的效率，節(jié)省了故障處理的時間。在應(yīng)用方面，鐵路電氣線路自動化技術(shù)主要應(yīng)用于短路故障和遠(yuǎn)程遙控，其中對短路故障的處理主要有兩種方式：當(dāng)通信信道良好時，通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控，對故障發(fā)生區(qū)域進(jìn)行隔離，對其他區(qū)域恢復(fù)供電;當(dāng)通信信道斷開或者沒有建設(shè)的情況下，主要通過現(xiàn)場控制，用電壓-時間的控制方式對故障區(qū)域進(jìn)行隔離。

2.優(yōu)化自動化技術(shù)在鐵路電氣工程中應(yīng)用的策略

鐵路部門要根據(jù)電氣工程建設(shè)和運(yùn)行的實際情況，采取科學(xué)合理的自動化技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用措施，以適應(yīng)動態(tài)發(fā)展變化的需求。具體來說，要從以下4個方面做好自動化技術(shù)的應(yīng)用。

2.1優(yōu)化鐵路電氣工程自動化運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

在鐵路電氣工程項目建設(shè)和運(yùn)行過程中，鐵路部門要根據(jù)實際情況構(gòu)建符合實際鐵路施工和運(yùn)行需要的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，以保證設(shè)備控制和技術(shù)監(jiān)管等方面的功能系統(tǒng)能夠被納入到統(tǒng)一的管控體系中，充分保證電氣工程自動化運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的功能優(yōu)勢，并對系統(tǒng)中分散、孤立的電氣設(shè)備進(jìn)行有效的關(guān)聯(lián)，構(gòu)建互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

2.2注重鐵路電氣工程專屬自動化技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用

雖然自動化技術(shù)的內(nèi)容比較豐富，但并不是所有的技術(shù)都適合鐵路電氣工程。因此，要堅持自動化技術(shù)應(yīng)用的鐵路電氣工程范疇，以鐵路電氣工程建設(shè)和運(yùn)行為參考開發(fā)和應(yīng)用自動化技術(shù)，確保自動化技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用的實效性和目標(biāo)性。同時，鐵路電氣工程建設(shè)中的自動化技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用要保持足夠的開放性和持續(xù)性，既能夠從相關(guān)領(lǐng)域自動化技術(shù)應(yīng)用的先進(jìn)經(jīng)驗中汲取新思想、新方法，也能夠根據(jù)自動化技術(shù)在鐵路電氣工程中應(yīng)用的實際情況開發(fā)更好的自動化技術(shù)。

2.3完善電力自動化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

保障電力設(shè)備及系統(tǒng)運(yùn)行的安全、可靠、穩(wěn)定是鐵路電氣工程建設(shè)的重點，也是自動化技術(shù)在鐵路電氣工程中應(yīng)用的側(cè)重點。為發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在電力自動化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)方面的優(yōu)勢，鐵路部門要借助網(wǎng)路技術(shù)對高壓供電、變電站、接觸網(wǎng)、電力機(jī)車的整個電路回路進(jìn)行有效的監(jiān)控管理。例如，可以通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對電網(wǎng)中的高壓設(shè)備進(jìn)行線電壓、相電壓的監(jiān)測與控制，確保電力自動化系統(tǒng)能夠更好地發(fā)現(xiàn)和解決電力系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)的問題。同時，隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，變電站的電力設(shè)備數(shù)量和種類變得越來越多、結(jié)構(gòu)也越來越復(fù)雜，基于此，為保證電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性，鐵路部門要投入大量的資金、人力、物力來支持電力自動化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的建設(shè)。同時，要加大科研經(jīng)費(fèi)的投入，保證鐵路電氣工程中電力系統(tǒng)的電力設(shè)備運(yùn)行的有效性。

2.4完善鐵路通信網(wǎng)絡(luò)建構(gòu)

遠(yuǎn)程遙控是自動化技術(shù)在鐵路電氣工程中應(yīng)用的重要體現(xiàn)，也是彰顯自動化技術(shù)鐵路電氣工程應(yīng)用優(yōu)勢的重要方面。然而，該項功能實現(xiàn)的前提和基礎(chǔ)是通信網(wǎng)絡(luò)足夠完善，即通信網(wǎng)絡(luò)能夠滿足鐵路電氣線路中故障監(jiān)測的需要。在上述分析中明確，當(dāng)通信信道斷開或者沒有建設(shè)的情況下，主要通過現(xiàn)場控制的方式對故障區(qū)域進(jìn)行隔離，這就突出了通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)在鐵路電氣自動化技術(shù)應(yīng)用方面的基礎(chǔ)性作用。因此，為保證自動化技術(shù)的充分應(yīng)用，應(yīng)當(dāng)不斷完善鐵路通信網(wǎng)絡(luò)，通過建構(gòu)更加完備、發(fā)達(dá)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)來支持自動化技術(shù)的廣泛、有效應(yīng)用。

3.結(jié)語

自動化技術(shù)作為鐵路電氣工程建設(shè)與運(yùn)行中的重要技術(shù)類型，在保證鐵路電氣工程建設(shè)精準(zhǔn)性和運(yùn)行科學(xué)性等方面發(fā)揮著基礎(chǔ)性作用。面對持續(xù)提高的鐵路電氣工程建設(shè)要求，鐵路部門除了要關(guān)注自動化技術(shù)開發(fā)的現(xiàn)實情況以外，還要根據(jù)自動化技術(shù)應(yīng)用的實際情況進(jìn)行必要的技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用，使自動化技術(shù)在推動鐵路電氣工程發(fā)展方面的優(yōu)勢功能得到切實發(fā)揮。當(dāng)然，隨著鐵路電氣工程建設(shè)規(guī)模和進(jìn)度的持續(xù)推進(jìn)，自動化技術(shù)在鐵路電氣工程中應(yīng)用的逐步推廣，加大自動化新技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用也將是鐵路電氣工程建設(shè)中的重點項目內(nèi)容。

（作者單位：上海建科工程咨詢有限公司）