鐵路電力調(diào)度自動化系統(tǒng)的發(fā)展探討

田成勇 祝寶達 宋子科

（山東科匯電力自動化股份有限公司，山東 濟南 250101）

1 鐵路電力調(diào)度自動化系統(tǒng)的功能

鐵路電力系統(tǒng)存在以下幾個顯著特點：

1）可靠性要求高，尤其是客專運輸，對鐵路供電標準要求非常高；2）監(jiān)控點沿鐵路線分布，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）運行方式具有自身的特殊性、復雜性。

隨著鐵路里程和規(guī)格的不斷攀升，對鐵路供電部門的要求也越來越高，而鐵路電力遠動系統(tǒng)也隨著這種需求的攀升而不斷改進和提高。鐵路電力遠動系統(tǒng)又稱鐵路電力調(diào)度自動化系統(tǒng)，就是利用計算機軟硬件技術(shù)、自動檢測和控制技術(shù)、計算機通信和網(wǎng)絡技術(shù)，對鐵路電力供電的各個環(huán)節(jié)，如變配電所、信號電源、線路開關等，進行集中監(jiān)視和控制，實現(xiàn)遙測、遙信、遙調(diào)、遙控的功能，達到自動化調(diào)度和管理的目的，以提高運行管理及維護水平的系統(tǒng)。

鐵路電力調(diào)度自動化系統(tǒng)是一種數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，它的功能主要有以下幾個方面：鐵路電力設備運行參數(shù)的實時采集、實時管理、故障判斷、遠程控制、數(shù)字統(tǒng)計與計算、顯示與編輯畫面、報表、打印、故障告警、線路自動化、故障錄波、定值整定、語音報警、趨勢曲線、模擬調(diào)度員培訓等。

2 鐵路電力調(diào)度自動化系統(tǒng)應用現(xiàn)狀

當前我國鐵路電力主站系統(tǒng)供應商主要在山東濟南、北京、南京等幾個城市。他們所提供的系統(tǒng)各有特色，另外通過實際運行中的應用，可以看出這些系統(tǒng)所表現(xiàn)出的水準均已經(jīng)達到了國內(nèi)外同類系統(tǒng)的標準。多數(shù)系統(tǒng)具有開放性、標準化、可擴展性等特點。系統(tǒng)多采用當今最新的電子技術(shù)、計算機及網(wǎng)絡技術(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)的設計思想和軟件工程規(guī)范，適用于各級鐵路電力調(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 混合平臺和國際公認標準；采用前置機、服務器、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；人機界面遵循人性化、簡潔化、實用化；網(wǎng)絡通信用TCP/IP，X.25；遠動整合能力強；在SCADA 功能的基礎上，實現(xiàn)了定值、告警、故障錄波等傳統(tǒng)高級功能。

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。對于日常運行數(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行分析判斷，并主要通過電話等設備接受信息、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，鐵路電力自動化業(yè)務也不斷擴展，除了常規(guī)的遠動監(jiān)控、故障報告外，需進一步完善系統(tǒng)，提高系統(tǒng)智能化，降低用戶的勞動強度，其中一項是要讓系統(tǒng)具有分析管理和預警功能。主站系統(tǒng)從實時庫中提取更為值得關心的數(shù)據(jù)項，并且自動完成統(tǒng)計、分析、挖掘、預警，起到一個專家的作用。主要功能包括：運行狀態(tài)統(tǒng)計與分析，事項分類統(tǒng)計、故障關聯(lián)事項統(tǒng)計分析等，進一步給出提醒、預警等信息，方便管理者對電力系統(tǒng)進行有效的管理與維護。

3.1 運行狀態(tài)統(tǒng)計分析與預警

根據(jù)用戶需求，對與運行狀態(tài)相關的關鍵數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，并且根據(jù)用戶設定的預警門限值及時對不正常的數(shù)據(jù)做出概率統(tǒng)計預警，提醒用戶提前做好處理措施。初期主要統(tǒng)計電壓、功率因數(shù)的合格率，統(tǒng)計時間可以自由設定。

表1 統(tǒng)計樣表（統(tǒng)計日期：2014.09.01—2014.09.15）

根據(jù)以上統(tǒng)計，系統(tǒng)可以給出提醒：“測試配：線路二A 相電壓波動較大，請注意檢修”。

3.2 跳閘故障分類統(tǒng)計分析與預警

對系統(tǒng)中既有的事項可以分別按用戶所關心的幾個關鍵字進行統(tǒng)計，從而可以得到一定時間段內(nèi)相關事項的次數(shù)統(tǒng)計，為生產(chǎn)管理工作者提供分析依據(jù)。

1）所有站點統(tǒng)計

用戶選擇時間段（缺省統(tǒng)計1個月內(nèi)的），輸入事項關鍵字（或利用缺省關鍵字，缺省為跳閘、速斷/過流故障、失壓），然后對所有站點進行統(tǒng)計，有線路的再按線路分組。

2）選擇站點統(tǒng)計

用戶選擇時間段（缺省統(tǒng)計1個月內(nèi)的），輸入事項關鍵字（或利用缺省關鍵字，缺省為跳閘、速斷/過流故障、失壓），進行統(tǒng)計。以第一個關鍵字為依據(jù)，把統(tǒng)計完的結(jié)果先按次數(shù)，由多到少對線路進行排序。

3.3 過流統(tǒng)計分析與預警

主要統(tǒng)計各，統(tǒng)計各條線路的過流故障次數(shù)，并對經(jīng)常過流的線路給出預警。

表2 統(tǒng)計樣表（統(tǒng)計日期：2014.09.01—2014.09.15）

3.4 網(wǎng)絡通道管理

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

主站系統(tǒng)需具備對整個網(wǎng)絡運行情況進行實時監(jiān)控和管理的功能：維護管理員可以實時查詢各車站網(wǎng)絡節(jié)點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)絡通道歷史統(tǒng)計結(jié)果，方便其維護、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備數(shù)量成倍增長。主站系統(tǒng)各層上前置機、數(shù)據(jù)庫服務器及各調(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，需要對系統(tǒng)機構(gòu)進行完善優(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），各層設備配置為n+1 臺（或更多臺），可通過事先規(guī)劃分組，承擔所屬監(jiān)控線路站點負荷。每組之間通過一定的通訊方式相互檢測其他機器的工作情況，某組設備出現(xiàn)問題，備用設備投入，其他組的設備可以按照事先規(guī)劃接替出現(xiàn)故障的設備。這樣即可以保證監(jiān)控的實時性，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)中的應用，要達到的目標就是具有相當高的智能化水平，能夠為調(diào)度人員提供分析統(tǒng)計結(jié)果，較大程度地提高電力系統(tǒng)調(diào)度的自動化水平，減輕調(diào)度人員的工作強度，保證系統(tǒng)安全、經(jīng)濟、穩(wěn)定運行，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。

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

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