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【摘要】隨著我國的經濟建設水平的不斷提高，當前我國不同類型的交通樞紐都在飛速發展。鐵路交通在不斷的發展過程中也逐漸向著四通八達的方向上發展，無論是鐵路的運行速度還是密度都在不斷提升。在此背景下，鐵路交通在運行過程中對電力的要求也逐漸提升，因此在鐵路電力工程建設過程中應重點應用當前比較先進的自動化控制技術，來實現對鐵路系統的自動化控制以及遠程監控與調度，大幅度提升鐵路運輸的現代化與智能化水平。本文將主要分析鐵路工程自動化控制的特點，并探討自動化控制在鐵路電力工程建設中的應用策略。
【關鍵詞】自動化控制;鐵路電力工程;應用研究
引言：
鐵路交通在近年來不斷的發展與完善的過程中，抓緊呈現出線長、點多的特點，并且由于我國地理規模非常大，因此鐵路交通在運行過程中經常會行駛到地形復雜的區域中。因此給鐵路運行過程中所需要的電力工程系統的建設與維護帶來非常大的困難。一旦電力工程系統在運行過程中出現故障問題，那么將會消耗大量的人力物力才能夠使電力工程恢復功能。這種情況對于當前我國鐵路發展狀態來說已經無法適應當前鐵路交通的實際發展需求。因此，為有效實現鐵路交通在運輸過程中的安全、正點、快速以及舒適的這一發展目標。應在鐵路電力工程的建設與運行過程中充分應用自動化控制技術。
一、鐵路電力工程自動化控制的特點
在鐵路電力工程建設過程中，自動化控制技術對鐵路電力工程的要求相對較低，但對電力工程的整體運行具有非常重要的意義。鐵路電力工程其最主要的職能是輔助鐵路交通順利運行，因此在鐵路工程的自動化系統中其主要是運用計算機軟硬件技術、通信技術、實時監控技術以及計算機網絡信息技術等，通過以上多種自動控制技術，實現對鐵路電力工程在運行過程中的變配電所以及信號電源進行智能化控制。在鐵路電力工程中，其主要的組成結構為鐵路交通運輸沿線的變電所、低壓配電網絡以及貫通線。自閉線等多個部分組成，該工程在運行過程中最主要的功能是為鐵路交通沿線實現夜間照明、并滿足鐵路交通在運輸過程中動力系統、通信系統、交通信號以及高鐵內部乘客在運輸過程中所產生的電力需求。由可見，在鐵路電力工程在運行過程中所應用的電力自動化技術其不僅涵蓋普通電力工程自動控制技術的所有特點，并且還具備鐵路電力工程獨有的供電線路的距離非常長，且負荷相對較低的特點。
二、自動化控制在鐵路電力工程建設中的應用策略
2.1案例分析
本文以我國某地一個鐵路電力工程系統為例。該鐵路是我國鐵路網中西南至華南路線的一個非常重要的交通樞紐，該鐵路的整個運輸線路在日常運行過程中承擔著我國多個城市的貨物運輸。該鐵路的線路全場199.9km，鐵路全線共有車站8個。該鐵路的電力工程主要由沿線地變配電所、10千瓦電力貫通線路以及低壓配電網絡組成。在該電力工程運行過程中為整個鐵力的沿線信號、通信系統、照明系統、動力系統以及鐵路運輸過程其他方面所需要的電力進行服務。該電力工程在建設過程中加入了多個自動化控制系統，下面將對每個自動化控制系統進行詳細闡述。
2.2調度自動化控制系統
鐵路電力工程中的調度自動化控制系統的整體結構由調度自動化主站，也被稱之為遠程調動主站（如圖1）。通信通道、站端系統及裝置等幾個重要結構構成。在該自動化控制系統運行過程中，主要將電力調度中心設定在鐵路工程沿線中的供電段中，最終實現調度自動化系統對電力工程中的每個供電環節進行智能調度與監控。在該系統的運行過程中，調度主站其所扮演的角色為整個控制系統的數據樞紐以及指揮中心。該系統在運行過程中最主要的職能是對站端系統以及其他相關設施在運行過程中產生的不同的數據信息進行及時處理與收集。在此過程中，該系統可為不同裝置提供相應的人機交互結構以及相關的管理功能，并且會根據每個設施在運行過程中的運行狀態發出相應的控制與調節命令，最終有效實現電力系統在運行過程中的實時監控、故障處理以及遠程調度的重要功能。
2.3配電所微機保護以及綜合自動化
站端系統以及相關的設備裝置其主要指的是變配電所運行過程所應用的微機保護以及綜合自動化系統。其中微機保護其主要運用的設備為集配電保護、智能化監控以及通信系統為一體的一個綜合裝置，整個系統有一體化裝置、集中組屏、自動裝置、脈沖電度表、直流電源監控單元等設備構成。在整個系統運行過程中需要運用工業以太網對所有設備進行有效的連接，在連接過程中需要運用5類雙絞線對所有設備進行互聯。在微機保護開啟以后，變配電所內部的自動化控制系統可與鐵路交通中的車站中的自動化運行終端共同運用一個通信通道，在其開啟保護以后，系統將運用光纜接到鐵路車站內的以太網，在經過2M環網來實現與調度自動化主站實現實時溝通與通信工作。變配電所在運行過程中所應用的綜合自動化控制紫銅，其主要的職能是完成調度自動化主站的相應指令、保護方式字管理、保護投退、信號復歸、故障錄波、設備管理、與主站通信等功能。該系統在運行過程中可實現與主站進行實時通信。與視頻監控系統進行有機結合，最終實現變配電所在運行過程中，相關工作人員只需要對變配電所進行實時的遠程監控即可，無需安排相應的工作人員在變配電所進行值班。在此需要注意的是，由于該條線路處于剛開通試運行的狀態，并且由于地形結構相對比較復雜，因此鐵路交通在運行過程中對該條線路的運行經驗相對比較薄弱，因此在這一階段相關的配電所在運行過程中應安排相應的工作人員對其進行值班與協調，待整個鐵路交通電力工程中所有監控功能都實現以后，且該條鐵路線路也具有了一定的運行經驗，這時方可將變配電所的管理改為遠程監控。
2.4視頻監控系統視頻監控系統
其主要由調度主站控制，通過在鐵路交通線路的各個位置上安裝當前最先進的視頻監控設備進行數據收集，并通過通信網絡將視頻監控設備收集的數據實時反饋到調度主站中。在此過程中，視頻監控系統在運行過程中所運用的編碼格式為H264。并且其主要的運行職能是對鐵路交通進行視頻調度，對鐵路交通的運輸沿線以及電力工程中的相關設施進行實時監控，將自己所收集的數據進行錄像、制作周圍環境的電子地圖，對周圍交通環境的監控以及在出現突發事件的報警等功能。在監控系統與調度主站進行通信的過程中，其主要是運用2M點對點的專線方式來實現（如圖2）。其中監控系統中的每個前端設備都是由一臺相應的錄像機、攝像機以及不同類型的環境監控設備構成。在變配電所中的視頻監控則是由1臺DVR、5臺攝像機以及若干傳感器以及相應的報警器組成，使其能夠對變配電站的運行過程以及運行狀態進行全面檢測。在高壓室內設置2組可控槍機，控制室一臺即可，在室外需要設置2臺一體化智能快球。
1.視頻系統與調度自動化系統之間的接口。視頻系統與調度自動化之間的接口其主要運用的是主站接口方式，在兩個系統進行對接過程中，需將兩個系統之間安裝一個轉換信號的路由器，方能夠實現兩個系統的順利對接。使兩個系統能夠在運行過程中實現數據的實時交換。在兩個系統運行過程中，兩個系統需具備一定的協同能力，使兩個系統共同協作完成以下功能：視頻系統在運行過程中會將周圍環境的數據進行收集，并形成相應的視頻圖像數據傳送給調度主站。調度主站在收到數據信息以后，可實現同屏顯示相應的視頻畫面，并且一旦鐵路沿線的交通環境出現應急事故，那么視頻監控系統在運行過程中會及時將報警信息傳統到調度主站中，在調度主站收到報警信息以后，工作人員將第一時間進行處理。另一方面，調度自動化系統可將相應的遙控指令傳輸至視頻監控系統，并能夠對視頻監控系統進行遠程調控，如切換視頻畫面，更換視頻角度等等。
2.IP調度電話。IP調度電話其主要是以VoIP技術為載體的電力調度電話交換系統，這類電話交換系統在運行過程中將傳統調度電話運行中所產生的缺點全部規避。在其運用過程中體現出了十分靈活的組網功能，并且在節點擴充功能上也表現出了非常明顯的優勢。與此同時，在其對該設備進行網絡維護的環節也非常簡單有效。可實現運用簡單的路由技術來完成相對比較復雜的呼叫迂回，主備用切換等多種撥號功能。
3.通信方案。在監控系統的運行過程中，由于該系統需要將所拍攝的視頻信息傳輸到調度主站，由于視頻數據較大，因此對寬帶的要求相對較高。在此背景下，可將鐵路電力工程中所需要的遠動通信網絡以及視頻通信網絡進行分別設置。其中，遠動終端通信網絡在設置過程中。車站STU、FTU、調度電話以及變配電所運用的自動化系統在運行過程中運用2M數字環網，而視頻監控系統則需要運用2M數字專線。在其運行過程中。需要運用相應型號的協議轉換器將其轉換成IP協議，使調度自動化控制系統與視頻監控系統形成專門的點對點通信。另一方面，在鐵路車站中運用的通信系統需音樂工業以太網。網絡通信交換機在選擇的過程中，也需要運用以太網交換機。
三、結束語
綜上所述，鐵路電力工程在建設過程中，運用自動控制技術，能夠切實降低電力工程的運行強度，提升電力生產與運輸效率。使其在發展過程中能夠適應鐵路交通的井噴式發展局面，為我國社會發展打下良好基礎。
作者：虞金濤 單位：中鐵第五勘察設計院集團有限公司
