淺論自動化在鐵路中的應(yīng)用

鄢菱豫

摘要：自動化技術(shù)是一種多學(xué)科綜合性技術(shù)，是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的代表性產(chǎn)物，可以大幅度提高辦公、工程效率。鐵路是交通運(yùn)輸系統(tǒng)的重要組成部分，完整高效的鐵路系統(tǒng)需要各單位、各環(huán)節(jié)緊密配合。本文介紹了自動化技術(shù)的發(fā)展及突出特點(diǎn)，列舉了其在跌路系統(tǒng)中的具體應(yīng)用，并結(jié)合現(xiàn)今科學(xué)技術(shù)的優(yōu)秀成果和發(fā)展趨勢，對進(jìn)一步擴(kuò)大自動化技術(shù)在鐵路中的應(yīng)用做出了一點(diǎn)思考。

關(guān)鍵字：自動化；鐵路；鐵路指揮

一、自動化的發(fā)展及其特點(diǎn)

自動化技術(shù)是順應(yīng)時(shí)代需求的產(chǎn)物，在原始的農(nóng)耕時(shí)代，人類利用一些簡單的工具就可以完成所有的社會生產(chǎn)。第一次工業(yè)革命后，機(jī)器進(jìn)入了生活，蒸汽機(jī)的出現(xiàn)極大地方便了人們的生活，新技術(shù)的出現(xiàn)也刺激了人們的想象力，為了追求更高的生產(chǎn)效率，工業(yè)產(chǎn)品如輪船、汽車、機(jī)床越來越復(fù)雜。到了二戰(zhàn)之后，有了技術(shù)的積累，人們開始將各種復(fù)雜技術(shù)結(jié)合在一起來實(shí)現(xiàn)更高的目標(biāo)。自動化技術(shù)就隨著對軍事設(shè)備的控制和航天事業(yè)的需要應(yīng)運(yùn)而生了。在1947年于美國誕生了第一個(gè)生產(chǎn)自動化研究部門，迪博爾德在1952年出版了第一本以自動化命名的著作—《自動化》。自動化技術(shù)誕生之后先是在小范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)局部自動化，到了上世紀(jì)60年代，現(xiàn)代控制理論開始在自動化中應(yīng)用，產(chǎn)生了如自適應(yīng)和隨機(jī)控制、系統(tǒng)辨識等新的控制方法和結(jié)構(gòu)，在航空航天領(lǐng)域等高精尖產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)了局部自動化。到了70年代中期，隨著人工智能和模式識別技術(shù)的出現(xiàn)，自動化技術(shù)開始在電力系統(tǒng)，交通運(yùn)輸系統(tǒng)，國民經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)這些大規(guī)模的復(fù)雜系統(tǒng)中應(yīng)用，人類開始綜合利用計(jì)算機(jī)、人工智能和傳感技術(shù)等新技術(shù)解決新的農(nóng)業(yè)自動化、醫(yī)療自動化以及工廠自動化之類的工業(yè)、社會問題，走向綜合自動化時(shí)代。

自動化技術(shù)作為現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，具有很多優(yōu)勢：高度自動化的程序，不需要人工操作，極大地解放了人力資源；提高企業(yè)和工廠的生產(chǎn)效率；整個(gè)自動化生產(chǎn)流程穩(wěn)定，適合大批量生產(chǎn)，產(chǎn)品具有較強(qiáng)的一致性，提高產(chǎn)品質(zhì)量，減小生產(chǎn)成本。此外使用自動化技術(shù)能夠進(jìn)行一些人工很難測試或不可能進(jìn)行的測試，還能優(yōu)化社會資源的利用，將復(fù)雜繁瑣的任務(wù)自動化，可以提高準(zhǔn)確性和測試人員的積極性，將技術(shù)人員從枯燥的操作中解脫出來，進(jìn)行別的共有創(chuàng)造性的事物。

二、 自動化技術(shù)在鐵路中的具體應(yīng)用

（1）自動化在鐵路電力建設(shè)中的應(yīng)用

鐵路電路系統(tǒng)是由公共電網(wǎng)供電、鐵路部門自行管理的電力網(wǎng)絡(luò)，主要由電源線路、鐵路沿線配電室、低壓配電網(wǎng)絡(luò)等組成，具有所需電壓等級低，系統(tǒng)的接線結(jié)構(gòu)單一化，形式相對較簡單，供電線路長、負(fù)荷小的特點(diǎn)，它不僅要為鐵路沿線運(yùn)輸生產(chǎn)和生活供電，更是保障鐵路設(shè)施安全供電的基礎(chǔ)，電力系統(tǒng)的安全與鐵路運(yùn)行中的安全問題密切相關(guān)。鐵路電力自動化是保障鐵路電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的一項(xiàng)主要技術(shù)手段，主要是利用目前先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動檢測和控制技術(shù)、通信技術(shù)以及監(jiān)控技術(shù)等，對鐵路電力系統(tǒng)中變配電所、信號的電源等采取自動監(jiān)控。這種技術(shù)還能夠提高電力系統(tǒng)的管理與維護(hù)水平，通過快速處理故障，迅速恢復(fù)供電，減少停電損失，對減少大面積停電，降低電力故障發(fā)生率十分有利。

（2）自動化在鐵路行車指揮中的應(yīng)用

自動化技術(shù)在鐵路的售票系統(tǒng)和企業(yè)管理方面也有重要應(yīng)用。鐵路網(wǎng)絡(luò)售票系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)是通過網(wǎng)絡(luò)信息的交換技術(shù)和各地分散的計(jì)算機(jī)終端，分擔(dān)各地區(qū)的購票壓力，分散購買車票的人群，實(shí)現(xiàn)對車票的合理調(diào)配。鐵路客流調(diào)查和分析工作一直是鐵路部門需要完成的重要工作之一，其目的是通過對旅客旅游的時(shí)間、客流結(jié)構(gòu)分析為客流狀況分析提一定的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，同時(shí)也為相關(guān)部門針對客流調(diào)配和乘車方案等方面的決策提供重要依據(jù)。

（3）自動化技術(shù)在鐵路監(jiān)測中的應(yīng)用

目前新興的自動化檢測技術(shù)可以高效地保障鐵路的安全運(yùn)行。傳統(tǒng)的人工上線測量受到諸如上線困難、作業(yè)時(shí)間短等諸多限制，難以進(jìn)行高頻、高精度的監(jiān)測。采用遠(yuǎn)程、全自動監(jiān)測系統(tǒng)可以解決這一難題。將監(jiān)測成果通過網(wǎng)絡(luò)的方式展現(xiàn)，可以方便管理部門對鐵路形變情況的及時(shí)掌控，明確之后施工能否繼續(xù)和已有鐵路的安全運(yùn)營。自動化監(jiān)測系統(tǒng)由機(jī)器人自動化監(jiān)測系統(tǒng)、靜力水準(zhǔn)儀自動化監(jiān)測系統(tǒng)、短信自動報(bào)警功能三部分組成。在布設(shè)監(jiān)測點(diǎn)時(shí)，要以不破壞鐵路設(shè)施為前提，對鐵路鋼軌及接觸網(wǎng)桿的形變監(jiān)測，可以通過特制的鐵質(zhì)卡件來連接監(jiān)測棱鏡與鐵軌和接觸網(wǎng)桿。為了更方便快捷呈現(xiàn)監(jiān)測成果，目前已開發(fā)了自動化監(jiān)測成果網(wǎng)上查詢系統(tǒng)。該系統(tǒng)允許通過電腦、手機(jī)等通訊設(shè)備實(shí)時(shí)查詢監(jiān)測點(diǎn)形變情況。自動化監(jiān)測系統(tǒng)很好地解決了既有鐵路運(yùn)營線人工上線測量困難的問題，利用網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)查詢自動化監(jiān)測成果，可及時(shí)掌握鐵路路基、鐵軌幾何形態(tài)的變化信息，分析和判斷施工影響區(qū)既有鐵路線安全狀況。

三、關(guān)于自動化技術(shù)在鐵路中的進(jìn)一步應(yīng)用的思考

鐵路是一個(gè)復(fù)雜度很高的系統(tǒng)，鐵路的勘探、修建、售票、運(yùn)行、安全監(jiān)測各個(gè)方面都需要多個(gè)部門人力和儀器的合作。自動化技術(shù)可以節(jié)約人力資源，提高產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，將來可能直接在工廠中將鋼鐵加工成鐵軌，然后運(yùn)往現(xiàn)場組裝成一段段鐵軌。并且通過在鐵路沿線安裝監(jiān)控點(diǎn)，實(shí)時(shí)監(jiān)控鐵軌的狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全隱患，快速消除隱患。隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)和機(jī)械工程技術(shù)的發(fā)展，相信自動化技術(shù)在鐵路系統(tǒng)中會有更廣泛的應(yīng)用。

結(jié)語：

自動化技術(shù)涵蓋了我們高中學(xué)習(xí)的數(shù)學(xué)、物理、計(jì)算機(jī)等各方面知識，是一種綜合性的技術(shù)。自動化技術(shù)可以應(yīng)用到鐵路系統(tǒng)的建設(shè)、指揮和監(jiān)測等多個(gè)方面中，能夠極大地提高鐵路系統(tǒng)的運(yùn)行效率與安全性，具有很強(qiáng)的實(shí)際價(jià)值。

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