试析铁路客运专线供电自动化系统的关键技术

摘要：文章对现有的铁路供电方式和模式进行了分析，并运用全新的计算机控制与通信技术对客运专线提出了供电系统自动化的体系结构，以此提高铁路供电的可靠性，减少因处理故障而浪费的时间，进而能够实现减员增效的目的。

关键词：铁路客运专线；供电自动化系统；铁路供电方式；计算机控制技术；通信技术 文献标识码：A

中图分类号：U223 文章编号：1009-2374（2015）16-0106-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.16.051

武广和郑西客运专线在我国已经建成，在此建成的基础上，我国的客运专线建设的发展已经进入到高速发展的阶段，因为客运专线的运行方式是高速、高密度型的，所以运用电力牵引的方式进行驱动是最好的方式。随着我国科技的不断进步，电气化铁路技术得到了有效的提高，因此，铁路供电系统的自动化程度也随之得到提高，铁路供电系统自动化不仅能够有效提高其运行的可靠性，还能促进“减员增效”的积极作用。技术不断的更新，也使得供电系统自动化的设备和技术也不断的更新，导致了铁路供电系统自动化的复杂性也越来越来高，使得铁路供电系统自动化在运输生产时的安全性和可靠性受到严重的影响，并且还越发突出。

1 供电系统的组成构造

随着铁路信息化的高速发展和计算机技术通信技术的不断更新，对新一代的铁路供电自动化系统的研制已经成为了必然的趋势。铁路供电自动化系统以电力的安全性和可靠性为基础，其中所包含的技术有自动化技术、计算机与通信技术、软件技术等，通过这些技术来把电力调度系统（SCADA）信息、MIS管理信息、安全监控信息、一次设备在线监测信息和所涉及的各项数据进行连接，使得信息的管理和共享能够得到统一。通信协议所采用的体系是IEC新标准体系，是通过以IEC61850/61970/61968为主体。

铁路供电自动化系统中，主要包含的系统有电力调度系统、安全监控系统、MIS系统、变电所综合自动化系统、一次设备在线监测系统以及试验车和监测车等。铁路供电自动化的系统很庞大，并且复杂，而铁路通过运、机、工、电、辆等专业进行各类的分工运作，在运作的过程中需要上下层以及平行层之间进行协调，运作起来还是有一定的困难，目前我国还没有一个对此运作完全稳定并且可靠的一种调度模式。为了能够进一步地完善调度，必须对其进行深度的研究，使其在够满足现有的管理制度和工作方式下，不仅能对铁路运输各个部门的需求进行满足，而且又能对资源进行共享，以此来提高铁路在运输时的可靠性、实效性以及安全性，充分保障运行的正常。

2 供电系统的可靠性

铁路自动化供电系统在使用中会受到许多因素的干扰，例如设备的质量、运行时的管理、自然环境以及其他因素等，更重要的是通信系统的结构模型，它在其中起着关键的作用。在对可靠性进行研究时，不仅要对设备中的可靠数据进行详细的分析，而且还要根据数据来对可靠性的指标和薄弱性进行分析，通过分析来对此采取相应的措施和解决的措施。

铁路供电自动化系统中的数据通常分为子系统与电力调度之间产生的控制流和MIS之间产生的信息流。控制流对铁路自动化系统的运行起着直接的作用，并且需要进行实时传输；信息流由于数据信息量很大，所以要求的实时性并不高。控制流和信息流的网络需要进行分开传输，这样可以方便控制流的传输，并且减少系统的停机时间，使得系统的可靠性能够得到充分的提升。

铁路供电自动化系统运用的是IEC61850的无缝通信协议，其中有很多的公共设备与组件。设备中具有自我描述功能，它能使得数据管理的费用减少、数据的维护得到简化以减少系统的停机时间，从而使得系统的可靠性能够得到提高。最新的系统协议能够使得信息技术和自动化设计中的设备数据集成能够得到显著的提高，使得供电自动化系统能够得到有效的利用。

3 引入专家系统

由于工业的发展速度很快，必须记得对供电自动化系统进行及时的更新，以此来跟进当代人们的发展脚步。专家系统能够有效促进供电自动化系统的发展，因此，需要把专家系统引入到供电自动化系统当中，因为调度的过程也是决策过程。在诸多的运行条件和约束条件中，调度员需要对多方面的因素进行考虑，尤其是在异常的情况下。专家系统能够将各种知识和经验加入到本身的数据库当中，并且根据外来因素对人脑进行模拟思维的方式，对其进行逻辑的推理与判断，以此来为供电自动化系统提供准确的预案和规章制度。专家系统在智能化程度方面主要侧重的是保护个体，智能系统的单一会很难解决问题所带来的复杂性。运用新技术对子系统原始的信息进行加深与巩固，例如运用专家知识、计算机技术、数据库技术等。其中系统中的研制包含许多种系统，例如用于MIS辅助决策系统、故障抢修预案、保护动作的行为评价系统、接触网检修管理系统、供电事故远程诊断系统等，进而使得高速客运专线的供电系统能够充分满足需求。

4 系统问题与维护

提高铁路供电自动化的水平能够有效地对系统的设计、施工、安装和维护做出全新的要求。因此，变电所应考虑派专员进行值守，客运专线的维修管理中心应当设置在离客运专线最近的地方，最好是客运专线的中心位置，这样能够方便对客运专线的抢修。但是，通信在自动化系统的位置过于特殊，因此，解决这一问题能够使得供电自动化系统顺利的运营，在解决时应充分与相关的部门进行有效的沟通，并且在施工和安装应用自动化系统能够降低预算和工期所消耗的时间。在维护上可以调整或者取消一些传统的检修，负责维护的工作人员也可以相应减少，以此来实现远程诊断和事故抢修预案系统的实施。

5 结语

客运专线供电自动化系统的特点是针对客运专线来进行的，通过目前的供电自动化系统来研制出新型的供电自动化系统，应用新型技术来对新型的供电自动化系统进行一体化的管控。各个不同的子系统都给出可靠性的指标来进行要求，各个网络中的结构以及数据接口的统一标准也要进行要求。为了能够提升运行时的质量，要充分利用实时信息来对专家系统进行研究，研究出问题并给予解决，使得客运专线的要求能够进一步得到满足。同时，供电自动化系统中的运行、管理、设计以及施工都要制定好严格的要求，确保系统能够安全、有效、可靠地运行。

参考文献

[1] 葛斌.浅谈铁路客运专线通信系统的维护[J].铁道通信信号，2012，48（1）.

[2] 刘赓然，罗映红.基于IEC61850的高速铁路客运专线AT所综合自动化系统配置研究[J].铁道标准设计，2013，（9）.

[3] 宋志永.铁路客运专线SDH系统支路误码问题分析定位[J].铁路技术创新，2014，（1）.

[4] 刘学宏.自动张拉控制系统在大西铁路客运专线箱梁预制中的应用[J].铁道标准设计，2012，（10）.

[5] 王民.信息通信技术在铁路客运专线的应用[J].城市建设理论研究（电子版），2013，（7）.

[6] 李月明，蒋志勇.铁路客运专线数据网联调联试及其测试[J].中国铁路，2014，（5）.

作者简介：张亮（1981-），男，河北临西人，中国铁建电气化局集团北方工程有限公司工程师，研究方向：电气工程及自动化（铁路）。

（责任编辑：陈 倩）