試析鐵路客運專線供電自動化系統的關鍵技術

摘要：文章對現有的鐵路供電方式和模式進行了分析，并運用全新的計算機控制與通信技術對客運專線提出了供電系統自動化的體系結構，以此提高鐵路供電的可靠性，減少因處理故障而浪費的時間，進而能夠實現減員增效的目的。

關鍵詞：鐵路客運專線；供電自動化系統；鐵路供電方式；計算機控制技術；通信技術 文獻標識碼：A

中圖分類號：U223 文章編號：1009-2374（2015）16-0106-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.16.051

武廣和鄭西客運專線在我國已經建成，在此建成的基礎上，我國的客運專線建設的發展已經進入到高速發展的階段，因為客運專線的運行方式是高速、高密度型的，所以運用電力牽引的方式進行驅動是最好的方式。隨著我國科技的不斷進步，電氣化鐵路技術得到了有效的提高，因此，鐵路供電系統的自動化程度也隨之得到提高，鐵路供電系統自動化不僅能夠有效提高其運行的可靠性，還能促進“減員增效”的積極作用。技術不斷的更新，也使得供電系統自動化的設備和技術也不斷的更新，導致了鐵路供電系統自動化的復雜性也越來越來高，使得鐵路供電系統自動化在運輸生產時的安全性和可靠性受到嚴重的影響，并且還越發突出。

1 供電系統的組成構造

隨著鐵路信息化的高速發展和計算機技術通信技術的不斷更新，對新一代的鐵路供電自動化系統的研制已經成為了必然的趨勢。鐵路供電自動化系統以電力的安全性和可靠性為基礎，其中所包含的技術有自動化技術、計算機與通信技術、軟件技術等，通過這些技術來把電力調度系統（SCADA）信息、MIS管理信息、安全監控信息、一次設備在線監測信息和所涉及的各項數據進行連接，使得信息的管理和共享能夠得到統一。通信協議所采用的體系是IEC新標準體系，是通過以IEC61850/61970/61968為主體。

鐵路供電自動化系統中，主要包含的系統有電力調度系統、安全監控系統、MIS系統、變電所綜合自動化系統、一次設備在線監測系統以及試驗車和監測車等。鐵路供電自動化的系統很龐大，并且復雜，而鐵路通過運、機、工、電、輛等專業進行各類的分工運作，在運作的過程中需要上下層以及平行層之間進行協調，運作起來還是有一定的困難，目前我國還沒有一個對此運作完全穩定并且可靠的一種調度模式。為了能夠進一步地完善調度，必須對其進行深度的研究，使其在夠滿足現有的管理制度和工作方式下，不僅能對鐵路運輸各個部門的需求進行滿足，而且又能對資源進行共享，以此來提高鐵路在運輸時的可靠性、實效性以及安全性，充分保障運行的正常。

2 供電系統的可靠性

鐵路自動化供電系統在使用中會受到許多因素的干擾，例如設備的質量、運行時的管理、自然環境以及其他因素等，更重要的是通信系統的結構模型，它在其中起著關鍵的作用。在對可靠性進行研究時，不僅要對設備中的可靠數據進行詳細的分析，而且還要根據數據來對可靠性的指標和薄弱性進行分析，通過分析來對此采取相應的措施和解決的措施。

鐵路供電自動化系統中的數據通常分為子系統與電力調度之間產生的控制流和MIS之間產生的信息流。控制流對鐵路自動化系統的運行起著直接的作用，并且需要進行實時傳輸；信息流由于數據信息量很大，所以要求的實時性并不高。控制流和信息流的網絡需要進行分開傳輸，這樣可以方便控制流的傳輸，并且減少系統的停機時間，使得系統的可靠性能夠得到充分的提升。

鐵路供電自動化系統運用的是IEC61850的無縫通信協議，其中有很多的公共設備與組件。設備中具有自我描述功能，它能使得數據管理的費用減少、數據的維護得到簡化以減少系統的停機時間，從而使得系統的可靠性能夠得到提高。最新的系統協議能夠使得信息技術和自動化設計中的設備數據集成能夠得到顯著的提高，使得供電自動化系統能夠得到有效的利用。

3 引入專家系統

由于工業的發展速度很快，必須記得對供電自動化系統進行及時的更新，以此來跟進當代人們的發展腳步。專家系統能夠有效促進供電自動化系統的發展，因此，需要把專家系統引入到供電自動化系統當中，因為調度的過程也是決策過程。在諸多的運行條件和約束條件中，調度員需要對多方面的因素進行考慮，尤其是在異常的情況下。專家系統能夠將各種知識和經驗加入到本身的數據庫當中，并且根據外來因素對人腦進行模擬思維的方式，對其進行邏輯的推理與判斷，以此來為供電自動化系統提供準確的預案和規章制度。專家系統在智能化程度方面主要側重的是保護個體，智能系統的單一會很難解決問題所帶來的復雜性。運用新技術對子系統原始的信息進行加深與鞏固，例如運用專家知識、計算機技術、數據庫技術等。其中系統中的研制包含許多種系統，例如用于MIS輔助決策系統、故障搶修預案、保護動作的行為評價系統、接觸網檢修管理系統、供電事故遠程診斷系統等，進而使得高速客運專線的供電系統能夠充分滿足需求。

4 系統問題與維護

提高鐵路供電自動化的水平能夠有效地對系統的設計、施工、安裝和維護做出全新的要求。因此，變電所應考慮派專員進行值守，客運專線的維修管理中心應當設置在離客運專線最近的地方，最好是客運專線的中心位置，這樣能夠方便對客運專線的搶修。但是，通信在自動化系統的位置過于特殊，因此，解決這一問題能夠使得供電自動化系統順利的運營，在解決時應充分與相關的部門進行有效的溝通，并且在施工和安裝應用自動化系統能夠降低預算和工期所消耗的時間。在維護上可以調整或者取消一些傳統的檢修，負責維護的工作人員也可以相應減少，以此來實現遠程診斷和事故搶修預案系統的實施。

5 結語

客運專線供電自動化系統的特點是針對客運專線來進行的，通過目前的供電自動化系統來研制出新型的供電自動化系統，應用新型技術來對新型的供電自動化系統進行一體化的管控。各個不同的子系統都給出可靠性的指標來進行要求，各個網絡中的結構以及數據接口的統一標準也要進行要求。為了能夠提升運行時的質量，要充分利用實時信息來對專家系統進行研究，研究出問題并給予解決，使得客運專線的要求能夠進一步得到滿足。同時，供電自動化系統中的運行、管理、設計以及施工都要制定好嚴格的要求，確保系統能夠安全、有效、可靠地運行。

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作者簡介：張亮（1981-），男，河北臨西人，中國鐵建電氣化局集團北方工程有限公司工程師，研究方向：電氣工程及自動化（鐵路）。

（責任編輯：陳 倩）