接觸網(wǎng)停、送電電子簽認(rèn)系統(tǒng)的研制

楊敏炯 胡開平 許洪峰

【摘 要】本文全面解析了接觸網(wǎng)停送電電子簽認(rèn)系統(tǒng)設(shè)計目的和設(shè)計方法，通過軟件設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)設(shè)計、作業(yè)流程設(shè)計，實現(xiàn)了接觸網(wǎng)停送電簽認(rèn)電子化，停送電安全

【關(guān)鍵詞】接觸網(wǎng)；停電；送電；簽認(rèn)；系統(tǒng)

隨著我國鐵路建設(shè)向高速、重載的方向發(fā)展，電氣化鐵路以其高效率、低能耗的特點，已成為鐵路發(fā)展的必然方向。伴隨著鐵路電氣化的不斷發(fā)展，安全壓力也在大幅度提高。因牽引供電設(shè)備存在檢修頻繁、停送電程序復(fù)雜、作業(yè)結(jié)合部多等特點，造成安全卡控難、安全關(guān)鍵點多等突出問題。其中對人身設(shè)備安全影響最大的就是停送電程序的安全卡控，現(xiàn)有的接觸網(wǎng)停送電程序采用列車調(diào)度員與供電調(diào)度員人工填寫《停送電簽認(rèn)簿》的方式，因書寫習(xí)慣、個人作業(yè)習(xí)慣等因素存在誤停電、誤送電的安全隱患，一旦出現(xiàn)誤停電、誤送電，將直接威脅現(xiàn)場作業(yè)人員人身安全，出現(xiàn)群死群傷、電力機(jī)車誤闖無電區(qū)等事故。為規(guī)范接觸網(wǎng)停送電程序，保證人身、行車、供電安全，防止出現(xiàn)誤停電、誤送電、電力機(jī)車誤闖無電區(qū)等現(xiàn)象。青藏集團(tuán)公司調(diào)度所與西寧睿捷信息科技有限公司合作，共同研制開發(fā)了接觸網(wǎng)停送電電子簽認(rèn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)實現(xiàn)了接觸網(wǎng)停送電過程中列車調(diào)度員與供電調(diào)度員間的電子簽認(rèn)，實現(xiàn)了供電調(diào)度命令自動編制和下達(dá)，實現(xiàn)了天窗自動統(tǒng)計分析功能。填補(bǔ)了路內(nèi)空白。具備安全可靠、準(zhǔn)確高效、操作簡單、維護(hù)便利等特點，同時兼具實用性、安全性和應(yīng)用推廣性。

1.1.系統(tǒng)設(shè)計

1.1.設(shè)計目標(biāo)

針對現(xiàn)有停送電簽認(rèn)手續(xù)任然采用紙質(zhì)人工填寫的現(xiàn)狀，制定了以下設(shè)計目標(biāo)：

1.1.1.按照工作流方式設(shè)計停送電簽認(rèn)流程，采取固定程序引導(dǎo)停送電簽認(rèn)程序辦理，強(qiáng)化標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，杜絕簡化流程的現(xiàn)象。

1.1.2.根據(jù)當(dāng)日施工計劃自動生成簽認(rèn)相關(guān)信息，避免人為錄入錯誤。使接觸網(wǎng)停送電簽認(rèn)規(guī)范化、程序化，防止出現(xiàn)誤停電、誤送電現(xiàn)象。

1.1.3.同一供電臂內(nèi)多項作業(yè)情況下，對未完成作業(yè)或不具備送電條件的單元進(jìn)行軟件識別，通過程序判斷，實現(xiàn)送電卡控功能，閉鎖送電申請。保證現(xiàn)場作業(yè)人員人身安全。

1.1.4.根據(jù)當(dāng)日施工計劃自動生成供電調(diào)度命令，規(guī)范調(diào)度命令管理，避免漏發(fā)、漏銷調(diào)度命令，保證現(xiàn)場作業(yè)人員人身安全。

1.1.5.接觸網(wǎng)停送電電子簽認(rèn)流程中自動嵌套行車限制卡、單元供電范圍等重要信息。

1.1.6.制作后臺數(shù)據(jù)管理模塊，便于后期維護(hù)。

1.1.7.實現(xiàn)天窗自動統(tǒng)計功能，按照不同周期生成天窗統(tǒng)計分析報表。

1.1.8.預(yù)留功能接口，便于后期功能擴(kuò)展和與其他系統(tǒng)聯(lián)接。

1.2.系統(tǒng)研究與開發(fā)

1.2.1.搭建接觸網(wǎng)停送電電子簽認(rèn)平臺，實現(xiàn)接觸網(wǎng)停送電過程中列車調(diào)度員與供電調(diào)度員間的電子簽認(rèn)，簽認(rèn)過程按照流程化設(shè)計，按照固定程序引導(dǎo)停送電簽認(rèn)程序辦理，避免簡化流程的問題發(fā)生，簽認(rèn)過程中系統(tǒng)按照當(dāng)日施工計劃自動生成簽認(rèn)信息，避免人為錯誤。同一供電臂內(nèi)多項作業(yè)情況下，對未完成作業(yè)進(jìn)行軟件識別，閉鎖送電申請，實現(xiàn)送電卡控功能。通過流程化辦理和簽認(rèn)信息自動生成功能，使接觸網(wǎng)停送電簽認(rèn)規(guī)范化、程序化，防止出現(xiàn)誤停電、誤送電現(xiàn)象。

1.2.2.搭建供電調(diào)度命令平臺，實現(xiàn)公司供電調(diào)度對供電段生產(chǎn)調(diào)度、網(wǎng)工區(qū)、變電所等處所的調(diào)度命令下達(dá)，調(diào)度命令下達(dá)過程中系統(tǒng)按照當(dāng)日施工計劃自動生成調(diào)度命令，避免錯發(fā)、漏發(fā)調(diào)度命令，實現(xiàn)調(diào)度命令管理規(guī)范化、統(tǒng)一化，保證現(xiàn)場作業(yè)人員人身安全。

1.2.3.搭建基礎(chǔ)信息管理平臺，制作方便高效的后臺數(shù)據(jù)管理模塊，對行車限制卡、單元供電范圍、越區(qū)供電限制等基礎(chǔ)信息進(jìn)行集中管理，實現(xiàn)供電類基礎(chǔ)信息的統(tǒng)一化、標(biāo)準(zhǔn)化。并在接觸網(wǎng)停送電電子簽認(rèn)流程中自動嵌套行車限制卡、單元供電范圍等重要信息，進(jìn)一步確保接觸網(wǎng)停送電安全。

1.2.4.實現(xiàn)天窗自動統(tǒng)計分析功能，按照不同周期生成天窗統(tǒng)計分析報表，為設(shè)備檢修、設(shè)備變更改造提供數(shù)據(jù)支持，針對不同故障類型的發(fā)生時間、頻率，提出針對性的設(shè)備檢修巡視意見。

1.3.網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計

接觸網(wǎng)停送電電子簽認(rèn)系統(tǒng)采取依托辦公網(wǎng)進(jìn)行通訊，獨立服務(wù)器數(shù)據(jù)管理，統(tǒng)一時鐘授時，多用戶同時登陸的方式組件網(wǎng)絡(luò)。

1.4.作業(yè)流程

針對接觸網(wǎng)作業(yè)、變電所作業(yè)、非停電作業(yè)、小單元作業(yè)四種作業(yè)方式，分別設(shè)計作業(yè)流程：

1.4.1.主流程

1.4.2.接觸網(wǎng)作業(yè)流程

1.4.3.變電所作業(yè)流程

1.4.4.非停電作業(yè)流程

1.4.5.小單元作業(yè)流程

1.5.系統(tǒng)測試

在研制過程中，為驗證系統(tǒng)功能和系統(tǒng)可靠性、穩(wěn)定性，進(jìn)行了為期一年的測試工作，分別對流程運行準(zhǔn)確性、單流程運行穩(wěn)定性、多流程運行穩(wěn)定性、多用戶運行穩(wěn)定性、后臺基礎(chǔ)信息維護(hù)可靠性、數(shù)據(jù)保存可靠性、系統(tǒng)掉電記憶功能、批量數(shù)據(jù)導(dǎo)入功能、歷史數(shù)據(jù)查閱和檢索功能進(jìn)行了長期的測試工作。

1.6.技術(shù)創(chuàng)新點

1.6.1.以工作流進(jìn)行單流程作業(yè)管理，將一項施工作業(yè)的所有相關(guān)業(yè)務(wù)流程和信息進(jìn)行單流程統(tǒng)一管理，做到了操作界面簡潔、作業(yè)流程統(tǒng)一、數(shù)據(jù)保存統(tǒng)一，即避免了操作界面內(nèi)出現(xiàn)多種作業(yè)進(jìn)程誤導(dǎo)操作人員，又固化了作業(yè)流程，實現(xiàn)單項作業(yè)流程自開始至終止過程中的的單一化操作方式，使系統(tǒng)操作更加簡單方便。

1.6.2.對未完成作業(yè)采取軟件識別方式進(jìn)行送電功能閉鎖，在同一供電臂內(nèi)多項作業(yè)情況下，對未完成作業(yè)或不具備送電條件的流程進(jìn)行程序閉鎖，通過程序判斷，實現(xiàn)送電卡控功能，閉鎖送電申請，保證現(xiàn)場作業(yè)人員人身安全。

1.6.3.實現(xiàn)行車限制自動嵌套入作業(yè)流程，便于參與流程的用戶及時查閱行車限制內(nèi)容。

1.6.4.實現(xiàn)流程內(nèi)信息自動化，在流程中為不同用戶在不同流程節(jié)點設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化信息模板，通過標(biāo)準(zhǔn)化信息模板自動套用流程基礎(chǔ)信息的方式生成發(fā)送（簽收）內(nèi)容，有效減少了用戶錄入工作量。

1.6.5.實現(xiàn)后臺數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理，為后期數(shù)據(jù)維護(hù)提供便利。根據(jù)用戶分類需要，分別建立部門管理、角色管理、用戶管理、功能權(quán)限分配功能。根據(jù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分類需要，分別建立變電所、車站、線別、行別、停電單元、行車限制、命令模板等功能。

1.7.成果驗收

1.7.1.本系統(tǒng)采用技術(shù)通過青海省科技查新檢索咨詢中心查新認(rèn)證，通過檢索，論證了該系統(tǒng)在作業(yè)全程管控，采用工作流技術(shù)，實現(xiàn)流程化辦理停送電作業(yè)，將列車調(diào)度員、供電調(diào)度員、現(xiàn)場作業(yè)組納入同一流程中，在國內(nèi)未見采用工作流技術(shù)對鐵路接觸網(wǎng)停送電作業(yè)進(jìn)行全程管控的報道。同一供電臂內(nèi)多項作業(yè)情況下，對未完成作業(yè)進(jìn)行軟件識別和提醒，閉鎖不安全送電申請，經(jīng)對比，國內(nèi)未見相關(guān)報道。對調(diào)度命令智能管理和生成，經(jīng)對比未見針對鐵路接觸網(wǎng)停送電研究調(diào)度命令智能管理和生成的報道。對接觸網(wǎng)停送電電子簽認(rèn)流程中自動嵌套作業(yè)相關(guān)行車限制卡和單元供電范圍等重要信息，經(jīng)對比未見針對鐵路接觸網(wǎng)停送電，研究調(diào)度指揮輔助信息集成的報道。國內(nèi)具有新穎性。

1.7.2.2018年9月29日成功申請了軟件著作權(quán)。

1.8.預(yù)留擴(kuò)展能力

雖然該系統(tǒng)已完成了接觸網(wǎng)停送電過程中的作業(yè)流程設(shè)計，并能夠?qū)崿F(xiàn)同一供電臂內(nèi)多項作業(yè)情況下，對未完成作業(yè)進(jìn)行軟件識別和閉鎖送電申請功能，但外部數(shù)據(jù)的錄入依然需要人工導(dǎo)入或判別，例如：一、供電調(diào)度員停送電操作結(jié)果無法參與到停送電簽認(rèn)過程中。接觸網(wǎng)停送電操作依賴供電調(diào)度員在SCADA系統(tǒng)中進(jìn)行遠(yuǎn)動操作，但供電調(diào)度員在完成停送電操作后，任然依賴供電調(diào)度員人為判斷操作結(jié)果，無法實現(xiàn)程序卡控。二、接觸網(wǎng)停送電對鐵路運輸?shù)挠绊戧P(guān)系無法直接在列車調(diào)度相關(guān)系統(tǒng)中進(jìn)行及時、直觀的顯示。列車調(diào)度員接到供電調(diào)度員的停送電通知后，任然需要人為確認(rèn)停電范圍和行車限制內(nèi)容并在列車運行圖中標(biāo)注，并通過口頭布置或記憶安排列車運行，無法實現(xiàn)列車運行圖自動標(biāo)注功能、行車限制要求自動下達(dá)和列車運行經(jīng)路自動閉鎖功能。

為此，在本次系統(tǒng)設(shè)計中，提前預(yù)留了與CTC、ITCS、SCADA等系統(tǒng)的功能接口。保證后期功能擴(kuò)展和與其他相關(guān)系統(tǒng)融合聯(lián)接。

1.9.結(jié)語

雖然本系統(tǒng)的研制開發(fā)成功實現(xiàn)了接觸網(wǎng)停送電作業(yè)流程電子化，將列車調(diào)度員、供電調(diào)度員、現(xiàn)場作業(yè)組納入同一流程，實現(xiàn)了同一供電臂內(nèi)多項作業(yè)情況下，對未完成作業(yè)進(jìn)行軟件識別，并閉鎖送電申請功能，實現(xiàn)了供電調(diào)度命令智能管理和生成功能，很大程度上保證了接觸網(wǎng)停送電作業(yè)安全，規(guī)范了接觸網(wǎng)停送電作業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化。但任然存在數(shù)據(jù)庫獨立，造成外部數(shù)據(jù)無法自動采集的問題，因此與其他相關(guān)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫的融合任然需要繼續(xù)攻關(guān)和探索，一旦實現(xiàn)與CTC、ITCS、SCADA等系統(tǒng)的融合聯(lián)通，將會進(jìn)一步提高接觸網(wǎng)停送電作業(yè)安全卡控能力，切實保障作業(yè)人員人事安全和鐵路運輸安全。

（作者單位：中國鐵路青藏集團(tuán)有限公司）