鐵路電力線路自動化技術(shù)探究

范國峰

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)自動化技術(shù)，可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)度和監(jiān)控管理，實現(xiàn)鐵路電力線路自動化是鐵路電力線路的發(fā)展趨勢。本文簡要介紹了鐵路電力線路自動化，分析了鐵路電力線路中的視頻監(jiān)控自動化技術(shù)、配電所微機(jī)保護(hù)和綜合自動化技術(shù)和調(diào)度自動化技術(shù)。

關(guān)鍵詞：鐵路電力線路 自動化技術(shù) 調(diào)度

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

近年來，我國的鐵路行業(yè)取得了顯著的成就，鐵路電力線路自動化是鐵路行業(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，人們對于鐵路出行安全性的要求越來越高，鐵路系統(tǒng)要逐步實現(xiàn)鐵路電力線路自動化。

1 鐵路電力線路自動化的簡介

鐵路電力線路自動化是指利用計算機(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)，對鐵路系統(tǒng)中的電力線路進(jìn)行管理、控制和監(jiān)測，不斷提高鐵路電力系統(tǒng)的管理、調(diào)度、維護(hù)和運行水平，推動鐵路電力線路的安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運行。當(dāng)出現(xiàn)自閉貫通電力線路故障時，通過自動化技術(shù)及時處理故障線路，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。

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

2 視頻監(jiān)控自動化技術(shù)

鐵路電力線路中的視頻監(jiān)控自動化系統(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)控自動化系統(tǒng)主要能夠完成鐵路運行環(huán)境監(jiān)控、電子地圖、視頻錄像、實時監(jiān)控、視頻調(diào)度以及電力線路報警等多種功能。視頻監(jiān)控自動化系統(tǒng)中的通信網(wǎng)絡(luò)主要采用了2M點對點的專線通信方式，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配電所中配置6臺攝像機(jī)、2臺數(shù)字錄像機(jī)和多個報警器和傳感器，在鐵路控制室配置2臺可控機(jī)槍，在高壓配電所配置1臺可控機(jī)槍，在配電所外部配置3臺智能一體化的快球[2]。鐵路電力線路中的視頻監(jiān)控自動化系統(tǒng)主要包括以下幾個方面。

（1）鐵路電力線路調(diào)度系統(tǒng)和視頻監(jiān)控自動化系統(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)控自動化系統(tǒng)協(xié)同工作，可以實現(xiàn)多種功能，例如，視頻監(jiān)控自動化系統(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)控自動化系統(tǒng)同屏幕顯示出視頻圖像畫面；視頻監(jiān)控自動化系統(tǒng)可以將報警信息傳遞給調(diào)度系統(tǒng)，鐵路調(diào)度主站接到報警信息后立即進(jìn)行處理；調(diào)度系統(tǒng)通過遙控命令傳達(dá)給視頻監(jiān)控自動化系統(tǒng)，可以實現(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)點可以靈活擴(kuò)展，并且網(wǎng)絡(luò)維護(hù)比較簡單。視頻監(jiān)控自動化系統(tǒng)中的IP調(diào)度電話能夠利用簡單的路由技術(shù)，在系統(tǒng)中實現(xiàn)全網(wǎng)撥號、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)動通信網(wǎng)絡(luò)、IP調(diào)度電話和配電所綜合自動系統(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化車站終端和鐵路系統(tǒng)配電所中的自動化系統(tǒng)共享一個專用通信通道，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化系統(tǒng)實現(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化技術(shù)可以和視頻監(jiān)控自動化系統(tǒng)相互配合，實現(xiàn)無人操作和監(jiān)控的鐵路電力線路自動化運行要求。

4 調(diào)度自動化技術(shù)

鐵路電力線路調(diào)度自動化系統(tǒng)主要包括三個部分：鐵路站端裝置、通信通道和鐵路主站自動化調(diào)度系統(tǒng)，鐵路電力線路調(diào)度自動化系統(tǒng)主要以水電段和供電段為整個鐵路電力系統(tǒng)的中心，以車站開關(guān)、信號電源、變配電所為鐵路控制基本節(jié)點，系統(tǒng)可以實現(xiàn)SCADA、電力線路自動化、監(jiān)控車站開關(guān)、監(jiān)控電源線號、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，實現(xiàn)整個鐵路電力線路系統(tǒng)的遠(yuǎn)程調(diào)度、故障處理和運行監(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)中其他自動化設(shè)備。鐵路電力線路調(diào)度自動化系統(tǒng)采用了Unix-Windows2000混合平臺，通過兩臺鐵路電力交換機(jī)組成雙以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了系統(tǒng)冗余設(shè)置、GPS時鐘、在線UPS、擴(kuò)展接口、交互型視頻子網(wǎng)等結(jié)構(gòu)設(shè)計。

5 結(jié)語

鐵路電力線路自動化技術(shù)可以提高鐵路電力系統(tǒng)的安全運行穩(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化系統(tǒng)的監(jiān)控和管理水平。自動化技術(shù)在鐵路電力線路中的應(yīng)用可以創(chuàng)造更好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益，實現(xiàn)鐵路電力線路自動化是鐵路電力系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳義雄，劉敬軍.鐵路10kV電力遠(yuǎn)動系統(tǒng)[J].中國鐵道科學(xué)，2002（4）.

[2] 劉云.鐵路自閉線故障區(qū)段定位與隔離的研究[D].華中科技大學(xué)，2006.

[3] 趙寧.鐵路電力配電網(wǎng)智能監(jiān)控系統(tǒng)的研究[D].河北工業(yè)大學(xué)，2005.endprint