電氣化鐵路供電調(diào)度自動(dòng)化的探討

【摘 要】鐵路系統(tǒng)采用電力調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)替代傳統(tǒng)的調(diào)度監(jiān)視控制方法，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)展的必然趨勢(shì)。本文主要探討電氣化鐵路供電調(diào)度自動(dòng)化。

【關(guān)鍵詞】電氣化；鐵路；供電調(diào)度；自動(dòng)化

目前有在鐵路的電力調(diào)度中，其自動(dòng)化系統(tǒng)被習(xí)慣的稱作是“電力遠(yuǎn)動(dòng)”系統(tǒng)，在國(guó)際上指的就是SCADA系統(tǒng)，也就是數(shù)據(jù)采集和監(jiān)視控制系統(tǒng)，具體是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)這兩部分組成的。在電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中主要是利用計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)和軟件技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)、控制和自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)，對(duì)鐵路運(yùn)行過程中全部電力系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)，包括信號(hào)電源、變配電所、自閉線路分段開關(guān)等方面的內(nèi)容進(jìn)行控制和自動(dòng)監(jiān)視，從而在為鐵路運(yùn)行提供可靠安全電力保障的同時(shí)確保電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)安全運(yùn)行。

一、供電調(diào)度自動(dòng)化中的硬件系統(tǒng)

（1）主站系統(tǒng)。主站系統(tǒng)安裝在電務(wù)段（或供電段）電力調(diào)度中心，向調(diào)度人員提供圖形化界面，完成基本的遠(yuǎn)程監(jiān)視和控制、變配電所監(jiān)控和管理、信號(hào)電源監(jiān)控及線路故障管理等功能。主站一般由調(diào)度工作站、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、Web服務(wù)器、前置通信處理機(jī)（簡(jiǎn)稱前置機(jī)）、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、多串口服務(wù)器、通信適配器以及打印機(jī)、UPS等外圍設(shè)備組成。（2）站端系統(tǒng)及設(shè)備。站端系統(tǒng)及設(shè)備安裝在監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)，負(fù)責(zé)變配電所、控制柜、信號(hào)電源、車站線路開關(guān)等的監(jiān)控，主要包括變配電所微機(jī)保護(hù)及綜合自動(dòng)化系統(tǒng)、RTU（RemoteTerminal Unit，遠(yuǎn)方終端單元）、STU（Semaphore Terminal Unit，信號(hào)電源終端單元）、FTU（Feeder Terminal Unit，線路終端單元）等。站端設(shè)備負(fù)責(zé)采集現(xiàn)場(chǎng)電力生產(chǎn)數(shù)據(jù)和信息，向主站發(fā)送數(shù)據(jù)，接收并執(zhí)行主站下發(fā)的各種控制命令。（3）通信系統(tǒng)。通信系統(tǒng)是自動(dòng)化數(shù)據(jù)的傳輸通道，是自動(dòng)化系統(tǒng)的重要組成部分。在調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)和產(chǎn)品日益成熟的今天，通信系統(tǒng)的性能優(yōu)劣、可靠與否成為鐵路電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)能否成功的關(guān)鍵。

二、供電調(diào)度自動(dòng)化中的軟件系統(tǒng)

（1）系統(tǒng)軟件。這里主要指的自動(dòng)化系統(tǒng)的操作系統(tǒng)，而就目前國(guó)內(nèi)鐵路系統(tǒng)中最為常用的操作系統(tǒng)主要就是微軟系統(tǒng)專門為企業(yè)用戶以及部門用戶所設(shè)計(jì)的Windows NT以及

Unix等，由于Windows系統(tǒng)具有較好的運(yùn)行性能以及系統(tǒng)穩(wěn)定性，可以很好的勝任嚴(yán)格、繁重以及復(fù)雜的企業(yè)人物，并且可以適用于這種操作系統(tǒng)中的軟件也非常豐富，在操作上比較方便，因此目前在鐵路自動(dòng)化系統(tǒng)中得到了較為廣泛的使用。（2）應(yīng)用軟件。一是SCADA支撐軟件。對(duì)于支撐軟件而言，包括前置機(jī)通信、報(bào)表程序、圖形管理系統(tǒng)以及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫等幾部分組成，主要是負(fù)責(zé)應(yīng)用功能軟件和操作系統(tǒng)之間的連接，依靠這種軟件不僅可以大大降低操作系統(tǒng)在操作上的負(fù)責(zé)性，同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)操作系統(tǒng)服務(wù)功能上的擴(kuò)充和豐富，同時(shí)也為應(yīng)用功能軟件提供更為有效和靈活的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、交換、操作以及處理等內(nèi)容上的綜合服務(wù)機(jī)制。在具體的結(jié)構(gòu)組成中，首先是前置機(jī)通信。前置機(jī)主要負(fù)責(zé)給系統(tǒng)提供各種內(nèi)容上的通信規(guī)約庫，實(shí)現(xiàn)對(duì)常用遠(yuǎn)動(dòng)通信規(guī)約上的支持，包括IEC870.5-101/102/104、1801、CDT等等，同時(shí)可以比較靈活的依照用戶的要求對(duì)規(guī)約進(jìn)行修改或增加，不需要退出程序而可以在線增加；在報(bào)表程序上，包括報(bào)表制作、打印軟件、報(bào)表顯示以及相關(guān)的管理軟件，可以制作各種不同時(shí)期和階段的報(bào)表以及事故追憶報(bào)表，并可以進(jìn)行各類復(fù)雜的計(jì)算和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。此外在報(bào)表程序可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各種文字、曲線以及圖形上的嵌入，對(duì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行形象的顯示，其最后產(chǎn)生的數(shù)據(jù)結(jié)果和html文件或者是Excel文件可以實(shí)現(xiàn)兼容，便于其他軟件的利用。

三、通信系統(tǒng)

既有通信系統(tǒng)多基于鐵路電話網(wǎng)絡(luò)，采用MODEM和電話專線構(gòu)建。這種方式利用了鐵路部門豐富的電話網(wǎng)絡(luò)資源，具有成本低、簡(jiǎn)單易行的特點(diǎn)。但是，基于模擬線路來傳輸數(shù)字信號(hào)的通道穩(wěn)定性差、易受干擾、可靠性不高、帶寬低。隨著鐵路通信的快速發(fā)展，新建線路采用數(shù)字網(wǎng)絡(luò)作為調(diào)度自動(dòng)化通信系統(tǒng)成為主流的發(fā)展趨勢(shì)。沿線建有鐵路專用SDH傳輸網(wǎng)絡(luò)，總帶寬達(dá)到2.5G，調(diào)度中心和鐵路沿線預(yù)留了豐富的E1接口（G.703，2.048M），鐵路電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)完全可以基于E1接口構(gòu)建專用通信網(wǎng)絡(luò)。具體思路是，調(diào)度中心、車站均作為通信節(jié)點(diǎn)，每個(gè)通信節(jié)點(diǎn)向通信專業(yè)申請(qǐng)兩個(gè)E1接口，經(jīng)接入設(shè)備引入，組成2M環(huán)型通道。該通信方案全部采用數(shù)字接口，具有中間轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)少、穩(wěn)定性好、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)；每個(gè)站端設(shè)備都有兩個(gè)數(shù)據(jù)傳輸方向，當(dāng)一個(gè)方向的通道故障時(shí)可以自動(dòng)切換至另一個(gè)方向，在SDH自愈光纖網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步組成基于E1的環(huán)型冗余通道，大大了通信系統(tǒng)的可靠性。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]付宇明.淺談電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品.2009（10）

[2]沈瑞龍.鐵路電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)通信問題分析[J].鐵道通信信號(hào).2008（2）

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