鐵路施工中的電氣工程及其自動化技術(shù)探討

（洛陽鐵路信息工程學(xué)校，河南洛陽市，471000）杜盟盟

隨著科技的發(fā)展，鐵路施工過程，電氣工程建設(shè)應(yīng)用自動化技術(shù)能夠提高鐵路的運行安全和效率。在技術(shù)的支持下，我國鐵路項目電氣工程相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用也向更為先進(jìn)的領(lǐng)域發(fā)展。由于電氣自動化的應(yīng)用方式便捷，且效率較高，在鐵路項目建設(shè)過程應(yīng)用廣泛，能夠加速鐵路系統(tǒng)安全性和智能化發(fā)展。所以，為了發(fā)揮電氣工程、自動化技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢，需要探索其實踐應(yīng)用之路，才能促進(jìn)鐵路施工過程的順利進(jìn)行。

1 鐵路供電特點分析

從鐵路的電力系統(tǒng)視角分析，其屬于終端負(fù)荷形式供電，因此對于電壓沒有過高要求。部分變電所供電系統(tǒng)大多配置35kV以下的低壓，少部分變電所需要配置110kV高壓。因為鐵路的供電系統(tǒng)大多選擇串聯(lián)方式接電，從而組成單一輻射電網(wǎng)，變電所能夠沿著鐵路均勻分布，而且相互之間連接，共同協(xié)作完成供電。連接線種類有一級負(fù)荷、綜合負(fù)荷等兩種貫通接線方式。在鐵路干線，可同時存在以上兩種形式負(fù)荷貫通線，且此類線路供電系統(tǒng)為信號雙電源控制。線路可與相鄰變電所之間連接，按自動化將信號供電閉塞。

2 鐵路施工過程電氣工程自動化建設(shè)問題

2.1 技術(shù)獨立性不足

當(dāng)前，我國鐵路項目的電氣工程建設(shè)，自動化技術(shù)大多應(yīng)用在綜合施工方面，獨立施工環(huán)節(jié)可能受到限制。處于此環(huán)境之下，上一工程施工結(jié)束以后，后續(xù)項目的施工人員只能夠利用當(dāng)前施工條件完成相關(guān)作業(yè)，使得電氣工程建設(shè)和自動化技術(shù)應(yīng)用受到限制，還會增加工程建設(shè)成本。所以，無論是電氣工程，還是自動化技術(shù)的應(yīng)用，獨立性缺乏是影響鐵路施工質(zhì)量、效率和成本的關(guān)鍵因素[1]。

2.2 技術(shù)應(yīng)用效率低

部分鐵路項目建設(shè)，在自動化工程施工過程，存在建設(shè)效率不高的問題，施工作業(yè)銜接不合理，導(dǎo)致施工過程諸多負(fù)面問題出現(xiàn)。施工隊伍未運用因地制宜理念，對于工程建設(shè)階段自動化技術(shù)進(jìn)行合理選擇和應(yīng)用，導(dǎo)致技術(shù)和電氣系統(tǒng)使用需求不符，影響施工效益發(fā)揮。

2.3 數(shù)據(jù)安全性不高

鐵路電氣工程建設(shè)，自動化技術(shù)的運用最終目的是輔助信息的快速傳輸。由于工程建設(shè)環(huán)節(jié)不同部門信息傳輸設(shè)備、應(yīng)用技術(shù)存在不合理之處，特別是自動化技術(shù)的應(yīng)用，使得信息通信質(zhì)量受到影響，信息傳輸過程安全性難以得到保證。

3 鐵路施工環(huán)節(jié)電氣自動化技術(shù)應(yīng)用策略

3.1 保證技術(shù)獨立性

鐵路工程自動化建設(shè)，電氣工程、自動化技術(shù)的獨立性十分重要，在工程施工階段，相關(guān)人員要從全局出發(fā)，尋找系統(tǒng)穩(wěn)定性提升的重要措施，保證系統(tǒng)模型、管理結(jié)構(gòu)的應(yīng)用和時代發(fā)展需求相符。對此，鐵路部門參與施工過程，應(yīng)該根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)發(fā)展情況需求，建立統(tǒng)一化和獨立化的技術(shù)平臺，提高技術(shù)應(yīng)用實效，讓自動化能夠有效應(yīng)用。施工人員還需分析工程建設(shè)速度、運維效率等方面提升方式，在具體施工階段，技術(shù)方案確認(rèn)以后，對于建設(shè)成本、運行時間等方面進(jìn)行綜合考量，讓電氣工程的自動化運行效率和完整度不斷提高，縮減項目成本，為技術(shù)應(yīng)用的獨立性提供支持[2]。

3.2 完善網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

電氣工程、自動化技術(shù)等應(yīng)用都需要依托信息化技術(shù)完成，因此，信息化技術(shù)的應(yīng)用對于鐵路項目運維機制的完善有重要影響，所以，在項目施工過程，需要對具體問題合理分析，讓系統(tǒng)的控制方式不斷優(yōu)化、構(gòu)建完善的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，為電氣工程使用安全和自動化技術(shù)的通用提供支持。施工企業(yè)需要重點落實資源優(yōu)化與調(diào)整工作，保證電氣工程的控制模型、控制結(jié)構(gòu)和鐵路自動化施工需求相契合。

與此同時，施工人員參與鐵路自動化相關(guān)建設(shè)的時候，還需要搭建網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，為設(shè)備使用和技術(shù)監(jiān)管的一體化提供支持，建立統(tǒng)一化的管理和控制體系，關(guān)聯(lián)運維系統(tǒng)、操作系統(tǒng)。在鐵路施工方面，自動化項目建設(shè)需要以信息數(shù)據(jù)網(wǎng)的建設(shè)為依據(jù)，根據(jù)建設(shè)時期和建設(shè)情況，對于工程建設(shè)內(nèi)容系統(tǒng)化梳理，保證處理機制逐步完善，為鐵路建設(shè)效率、運行質(zhì)量的提升提供支持。

3.3 選用自動化技術(shù)

3.3.1 分布控制

在電氣自動化領(lǐng)域，分布控制為自動化領(lǐng)域技術(shù)之一，技術(shù)有兩種，一是電壓時間型；二是電流技術(shù)型。技術(shù)原理為借助開關(guān)、自動終端共同組成分段器，擁有重疊功能。技術(shù)運用時，應(yīng)該將故障處理和供電恢復(fù)方面問題重點考慮，一旦分布控制耗時長，即會沖擊供電系統(tǒng)，為于鐵路電氣系統(tǒng)使用者安全造成影響。同時，還需關(guān)注變電站重合閥動作、保護(hù)定值的方式改變，才能讓控制工作順利完成。除此之外，由于故障檢測需要劃分多個分段，導(dǎo)致配合施工難度大，動作選擇合理性有待考察，所以該技術(shù)不適合應(yīng)用在鐵路的供電系統(tǒng)當(dāng)中。

3.3.2 集中控制

所謂集中控制就是利用現(xiàn)場自動化配電終端，完成故障信息的收集，并向主站當(dāng)中傳輸，所有故障信息接收后，系統(tǒng)能夠自動化完成數(shù)據(jù)計算，并給出排查方案，自動完成故障排除，還可向終端發(fā)送排查指令，便于終端設(shè)備快速執(zhí)行。集中控制共有三層：第一層，配電終端負(fù)責(zé)傳遞信息，向主站傳輸故障信息；第二層，由配電子站輔助故障區(qū)管控；第三層，優(yōu)化故障處理方案。運用技術(shù)時，通訊系統(tǒng)穩(wěn)定性保證至關(guān)重要，以便高效傳達(dá)信息指令，輔助系統(tǒng)完成故障處理。通常而言，集中控制這項技術(shù)適合應(yīng)用在鐵路系統(tǒng)功能強的主站之內(nèi)，配置高級模塊，快速處理網(wǎng)絡(luò)故障，讓主站內(nèi)部控制系統(tǒng)能夠高效運行[3]。

3.4 合理設(shè)計通信結(jié)構(gòu)

鐵路自動化系統(tǒng)建設(shè)目的主要是保證供電安全穩(wěn)定，系統(tǒng)建設(shè)需要利用計算機通訊、軟件以及自動化等領(lǐng)域技術(shù)，應(yīng)用多學(xué)科技術(shù)的融合對于電力信息進(jìn)行調(diào)度，并對監(jiān)控信息展開安全管理，讓通信系統(tǒng)的各個組成部分能夠有效連接，統(tǒng)一化管理供電信息。具體包括MIS管理、安全控制、電力調(diào)度、信息檢測等系統(tǒng)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計，可以利用IEC新標(biāo)準(zhǔn)輔助系統(tǒng)運行，不斷提高通訊效率。

當(dāng)前，高速鐵路工程建設(shè)由于系統(tǒng)未配置通信設(shè)施，因此，需要利用鐵路系統(tǒng)內(nèi)部已有通訊系統(tǒng)，輔助通訊數(shù)據(jù)傳輸。但是，公共通信對整個鐵路部門提供服務(wù)，常規(guī)條件下調(diào)度端、RTU之間信息傳輸速率2Mbit/s，而遠(yuǎn)程終端系統(tǒng)、調(diào)度端二者之間的信息傳遞速率是64Kbit/s，因此，需要將鐵路的通信系統(tǒng)設(shè)計不斷優(yōu)化。

4 結(jié)語

綜上所述，為了加速鐵路工程的建設(shè)和發(fā)展，帶動區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展。鐵路建設(shè)施工過程必然要考慮電氣工程，自動化技術(shù)的運用存在的各類問題可影響電氣工程功能的發(fā)揮，因此，需要尋找施工過程存在的不足，將具體措施有效落實，為鐵路建設(shè)的長遠(yuǎn)發(fā)展提供支持。