鐵路電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展探討

田成勇 祝寶達(dá) 宋子科

（山東科匯電力自動(dòng)化股份有限公司，山東 濟(jì)南 250101）

1 鐵路電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的功能

鐵路電力系統(tǒng)存在以下幾個(gè)顯著特點(diǎn)：

1）可靠性要求高，尤其是客專運(yùn)輸，對(duì)鐵路供電標(biāo)準(zhǔn)要求非常高；2）監(jiān)控點(diǎn)沿鐵路線分布，非常分散，環(huán)境惡劣，故障多發(fā)；3）鐵路沿線多數(shù)交通不便，出現(xiàn)故障搶修困難比較多；4）運(yùn)行方式具有自身的特殊性、復(fù)雜性。

隨著鐵路里程和規(guī)格的不斷攀升，對(duì)鐵路供電部門的要求也越來越高，而鐵路電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)也隨著這種需求的攀升而不斷改進(jìn)和提高。鐵路電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)又稱鐵路電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)，就是利用計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)、自動(dòng)檢測(cè)和控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，對(duì)鐵路電力供電的各個(gè)環(huán)節(jié)，如變配電所、信號(hào)電源、線路開關(guān)等，進(jìn)行集中監(jiān)視和控制，實(shí)現(xiàn)遙測(cè)、遙信、遙調(diào)、遙控的功能，達(dá)到自動(dòng)化調(diào)度和管理的目的，以提高運(yùn)行管理及維護(hù)水平的系統(tǒng)。

鐵路電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)是一種數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，它的功能主要有以下幾個(gè)方面：鐵路電力設(shè)備運(yùn)行參數(shù)的實(shí)時(shí)采集、實(shí)時(shí)管理、故障判斷、遠(yuǎn)程控制、數(shù)字統(tǒng)計(jì)與計(jì)算、顯示與編輯畫面、報(bào)表、打印、故障告警、線路自動(dòng)化、故障錄波、定值整定、語音報(bào)警、趨勢(shì)曲線、模擬調(diào)度員培訓(xùn)等。

2 鐵路電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀

當(dāng)前我國鐵路電力主站系統(tǒng)供應(yīng)商主要在山東濟(jì)南、北京、南京等幾個(gè)城市。他們所提供的系統(tǒng)各有特色，另外通過實(shí)際運(yùn)行中的應(yīng)用，可以看出這些系統(tǒng)所表現(xiàn)出的水準(zhǔn)均已經(jīng)達(dá)到了國內(nèi)外同類系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)。多數(shù)系統(tǒng)具有開放性、標(biāo)準(zhǔn)化、可擴(kuò)展性等特點(diǎn)。系統(tǒng)多采用當(dāng)今最新的電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、集群技術(shù)、中間件技術(shù)、組件技術(shù)、分布式對(duì)象技術(shù)、JAVA 技術(shù)和INTERNET/XML技術(shù)、遵循IEC870.5-101/104 規(guī)約，按照一體化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想和軟件工程規(guī)范，適用于各級(jí)鐵路電力調(diào)度主站系統(tǒng)的一體化解決方案。

目前我國投運(yùn)的系統(tǒng)主要有KH-8000T，NK6000 等。這些系統(tǒng)多采用Windows+Unix 混合平臺(tái)和國際公認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)；采用前置機(jī)、服務(wù)器、工作站三層結(jié)構(gòu)；數(shù)據(jù)庫接口用SQL 結(jié)構(gòu)化訪問語言；人機(jī)界面遵循人性化、簡(jiǎn)潔化、實(shí)用化；網(wǎng)絡(luò)通信用TCP/IP，X.25；遠(yuǎn)動(dòng)整合能力強(qiáng)；在SCADA 功能的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了定值、告警、故障錄波等傳統(tǒng)高級(jí)功能。

現(xiàn)階段鐵路電力調(diào)度系統(tǒng)的功能主要是監(jiān)視、控制和故障告警功能。對(duì)于日常運(yùn)行數(shù)據(jù)、故障數(shù)據(jù)，系統(tǒng)還沒有提供完善的綜合分析、比較與判斷功能。、調(diào)度人員需要依靠自己的大腦進(jìn)行分析判斷，并主要通過電話等設(shè)備接受信息、發(fā)布命令，智能化水平低。

3 鐵路電力調(diào)度自動(dòng)化主站系統(tǒng)的發(fā)展探討

隨著鐵路里程的逐年增加，鐵路電力自動(dòng)化業(yè)務(wù)也不斷擴(kuò)展，除了常規(guī)的遠(yuǎn)動(dòng)監(jiān)控、故障報(bào)告外，需進(jìn)一步完善系統(tǒng)，提高系統(tǒng)智能化，降低用戶的勞動(dòng)強(qiáng)度，其中一項(xiàng)是要讓系統(tǒng)具有分析管理和預(yù)警功能。主站系統(tǒng)從實(shí)時(shí)庫中提取更為值得關(guān)心的數(shù)據(jù)項(xiàng)，并且自動(dòng)完成統(tǒng)計(jì)、分析、挖掘、預(yù)警，起到一個(gè)專家的作用。主要功能包括：運(yùn)行狀態(tài)統(tǒng)計(jì)與分析，事項(xiàng)分類統(tǒng)計(jì)、故障關(guān)聯(lián)事項(xiàng)統(tǒng)計(jì)分析等，進(jìn)一步給出提醒、預(yù)警等信息，方便管理者對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行有效的管理與維護(hù)。

3.1 運(yùn)行狀態(tài)統(tǒng)計(jì)分析與預(yù)警

根據(jù)用戶需求，對(duì)與運(yùn)行狀態(tài)相關(guān)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并且根據(jù)用戶設(shè)定的預(yù)警門限值及時(shí)對(duì)不正常的數(shù)據(jù)做出概率統(tǒng)計(jì)預(yù)警，提醒用戶提前做好處理措施。初期主要統(tǒng)計(jì)電壓、功率因數(shù)的合格率，統(tǒng)計(jì)時(shí)間可以自由設(shè)定。

表1 統(tǒng)計(jì)樣表（統(tǒng)計(jì)日期：2014.09.01—2014.09.15）

根據(jù)以上統(tǒng)計(jì)，系統(tǒng)可以給出提醒：“測(cè)試配：線路二A 相電壓波動(dòng)較大，請(qǐng)注意檢修”。

3.2 跳閘故障分類統(tǒng)計(jì)分析與預(yù)警

對(duì)系統(tǒng)中既有的事項(xiàng)可以分別按用戶所關(guān)心的幾個(gè)關(guān)鍵字進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，從而可以得到一定時(shí)間段內(nèi)相關(guān)事項(xiàng)的次數(shù)統(tǒng)計(jì)，為生產(chǎn)管理工作者提供分析依據(jù)。

1）所有站點(diǎn)統(tǒng)計(jì)

用戶選擇時(shí)間段（缺省統(tǒng)計(jì)1個(gè)月內(nèi)的），輸入事項(xiàng)關(guān)鍵字（或利用缺省關(guān)鍵字，缺省為跳閘、速斷/過流故障、失壓），然后對(duì)所有站點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，有線路的再按線路分組。

2）選擇站點(diǎn)統(tǒng)計(jì)

用戶選擇時(shí)間段（缺省統(tǒng)計(jì)1個(gè)月內(nèi)的），輸入事項(xiàng)關(guān)鍵字（或利用缺省關(guān)鍵字，缺省為跳閘、速斷/過流故障、失壓），進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。以第一個(gè)關(guān)鍵字為依據(jù)，把統(tǒng)計(jì)完的結(jié)果先按次數(shù)，由多到少對(duì)線路進(jìn)行排序。

3.3 過流統(tǒng)計(jì)分析與預(yù)警

主要統(tǒng)計(jì)各，統(tǒng)計(jì)各條線路的過流故障次數(shù)，并對(duì)經(jīng)常過流的線路給出預(yù)警。

表2 統(tǒng)計(jì)樣表（統(tǒng)計(jì)日期：2014.09.01—2014.09.15）

3.4 網(wǎng)絡(luò)通道管理

鐵路電力遠(yuǎn)動(dòng)通道常見的主要是TMIS 通道、2M 專用通道、專用數(shù)字網(wǎng)絡(luò)通道、光纖通道等幾種形式，但最終還是網(wǎng)絡(luò)的形式，因此網(wǎng)絡(luò)通道的管理也就顯得越來越重要。

主站系統(tǒng)需具備對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理的功能：維護(hù)管理員可以實(shí)時(shí)查詢各車站網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)及其路由器工作狀態(tài)，并且可以通過表格或圖形的方式獲得網(wǎng)絡(luò)通道歷史統(tǒng)計(jì)結(jié)果，方便其維護(hù)、分析、判斷。

3.5 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化

隨著鐵路高速度、高密度發(fā)展，供電段管轄范圍和設(shè)備數(shù)量成倍增長。主站系統(tǒng)各層上前置機(jī)、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器及各調(diào)度工作站傳統(tǒng)的主備模式配置已經(jīng)很難滿足效率和穩(wěn)定性的要求，需要對(duì)系統(tǒng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行完善優(yōu)化。分段管理是一種比較可行的解決方案。

由用戶根據(jù)管理方便的需要，把所監(jiān)控的線路分為n 段（組），各層設(shè)備配置為n+1 臺(tái)（或更多臺(tái)），可通過事先規(guī)劃分組，承擔(dān)所屬監(jiān)控線路站點(diǎn)負(fù)荷。每組之間通過一定的通訊方式相互檢測(cè)其他機(jī)器的工作情況，某組設(shè)備出現(xiàn)問題，備用設(shè)備投入，其他組的設(shè)備可以按照事先規(guī)劃接替出現(xiàn)故障的設(shè)備。這樣即可以保證監(jiān)控的實(shí)時(shí)性，又能提高系統(tǒng)的可靠性。

4 總結(jié)

智能化調(diào)度可以進(jìn)一步深化信息技術(shù)、通信技術(shù)、人工智能技術(shù)等在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，要達(dá)到的目標(biāo)就是具有相當(dāng)高的智能化水平，能夠?yàn)檎{(diào)度人員提供分析統(tǒng)計(jì)結(jié)果，較大程度地提高電力系統(tǒng)調(diào)度的自動(dòng)化水平，減輕調(diào)度人員的工作強(qiáng)度，保證系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行，符合鐵路行車向著高速、大密度方向發(fā)展的客觀需要，也是鐵路電力系統(tǒng)發(fā)展的趨勢(shì)。

［1］中華人民共和國鐵道部.TB-10008-2005 鐵路電力設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國鐵道出版社，2005.

［2］翟純玉，等.鐵路電力自動(dòng)化技術(shù)[M].北京：中國鐵道出版社，2006.