鐵路電氣工程中自動化技術的應用

馮華

摘要：隨著我國鐵路尤其是高速鐵路開行規(guī)模和覆蓋范圍的持續(xù)增加，自動化技術在鐵路電氣工程中的應用越來越廣泛，并且發(fā)揮的作用也越來越關鍵。在當前鐵路運行規(guī)模、速度的精度、要求不斷提高的情況下，自動化技術應用面臨的需求也在逐步提高，這就要求深化對自動化技術在鐵路電氣工程中的應用研究，以保證技術的先導性。文章在分析自動化技術在鐵路電氣工程中應用的重要性的基礎上，就自動化技術應用的實際情況進行介紹分析，以明確自動化技術在鐵路電氣工程中的應用方向和價值。

關鍵詞：自動化技術;鐵路;電氣工程;應用

1.鐵路電氣工程中經常涉及的自動化技術

就目前鐵路電氣工程建設與運行的實際情況來看，經常涉及和使用的自動化技術主要有電力自動化技術、測控終端技術、通信技術、鐵路電氣線路自動化技術等，其技術模式和功能可以概括為以下幾方面。

1.1電力自動化技術

電力自動化技術主要應用于電力機車的供電系統(tǒng)，功能在于對供電系統(tǒng)進行嚴格的監(jiān)控。在電力自動化系統(tǒng)中，借助計算機網絡技術對供電系統(tǒng)中的變電所、接觸網回路、電力機車等進行實時監(jiān)控，并實現(xiàn)對系統(tǒng)的遠程控制。例如，電力自動化系統(tǒng)可以通過監(jiān)控設備對變電所內的輸入、輸出回路的功率因素、線電壓、電流等信息進行自動檢測，并將檢測信息通過通信系統(tǒng)上傳到監(jiān)控中心，實現(xiàn)遠程監(jiān)測。同時，當遠程監(jiān)測的數據中表現(xiàn)出系統(tǒng)異常的情況時，監(jiān)控管理軟件可以自動分析故障產生的原因，并快速找到問題所在，借助相應的控制網絡進行遠程的控制，調整參數或控制回路通斷，進而縮短故障處置時間和成本。

1.2測控終端技術

作為鐵路電氣工程中應用優(yōu)勢比較突出的自動化技術類型，測控終端技術是通過遠程測控終端機來進行設備運行信息的采集、控制、傳輸、存儲，并根據鐵路系統(tǒng)的運行壓力對主站、子站的需求進行自動化的分配。當然，在功能上，測控終端技術還有自動檢測故障的功能，一旦鐵路系統(tǒng)運行中出現(xiàn)故障，測控終端就會自動將故障進行有效的隔離，確保整個電氣系統(tǒng)運行的持續(xù)性、穩(wěn)定性和安全性。再者，測控終端技術支持下的終端設備具有良好的穩(wěn)定性，受外界因素的影響比較小，這對于處于惡劣天氣狀態(tài)下的鐵路正常運行來說無疑是最為可靠和安全的。

1.3通信技術

通信技術是將信息從一個點傳送到另外一個點，實現(xiàn)信息交互與反饋的自動化技術類型。在快速發(fā)展的自動化技術中，通信技術發(fā)揮的是基礎和關鍵作用，也是保證鐵路運行速度持續(xù)穩(wěn)定提高的重點技術所在。隨著通信技術的發(fā)展，以光導纖維為載體的通信技術的開發(fā)與應用愈加普遍，而這也是實現(xiàn)自動化技術在長距離運行環(huán)境中有效應用的重要保證。

1.4鐵路電氣線路自動化技術

鐵路電氣自動化技術是實現(xiàn)鐵路電氣線路自動化的技術類型，其在內容上主要包括遠程監(jiān)控線路分段開關、故障信息記錄、定位故障地點3項。作為鐵路電力調度系統(tǒng)的下屬系統(tǒng)，鐵路電氣線路系統(tǒng)是對鐵路電力線路故障進行精準定位，及時進行故障隔離、遠程控制的重要手段。在實際的鐵路電力調度系統(tǒng)運行中，鐵路電氣線路自動化技術可以保障電氣線路系統(tǒng)的故障產生在一定的范圍內，并對故障進行定位，大大提升了故障排查的效率，節(jié)省了故障處理的時間。在應用方面，鐵路電氣線路自動化技術主要應用于短路故障和遠程遙控，其中對短路故障的處理主要有兩種方式：當通信信道良好時，通過網絡進行遠程遙控，對故障發(fā)生區(qū)域進行隔離，對其他區(qū)域恢復供電;當通信信道斷開或者沒有建設的情況下，主要通過現(xiàn)場控制，用電壓-時間的控制方式對故障區(qū)域進行隔離。

2.優(yōu)化自動化技術在鐵路電氣工程中應用的策略

隨著我國鐵路系統(tǒng)尤其是高速鐵路系統(tǒng)的逐步建設和完善，自動化技術面臨的技術和功能需求正在發(fā)生明顯的變化。在這樣的情況下，鐵路部門要根據電氣工程建設和運行的實際情況，采取科學合理的自動化技術研發(fā)與應用措施，以適應動態(tài)發(fā)展變化的需求。具體來說，要從以下4個方面做好自動化技術的應用。

2.1優(yōu)化鐵路電氣工程自動化運行網絡系統(tǒng)

在鐵路電氣工程項目建設和運行過程中，鐵路部門要根據實際情況構建符合實際鐵路施工和運行需要的網絡系統(tǒng)，以保證設備控制和技術監(jiān)管等方面的功能系統(tǒng)能夠被納入到統(tǒng)一的管控體系中，充分保證電氣工程自動化運行網絡系統(tǒng)的功能優(yōu)勢，并對系統(tǒng)中分散、孤立的電氣設備進行有效的關聯(lián)，構建互聯(lián)互通的網絡系統(tǒng)。同時，為保證鐵路電氣工程運行中自動化技術應用環(huán)境的持續(xù)優(yōu)化，鐵路部門要對信息數據網絡數據庫中的信息進行及時的梳理、更新，去除冗余的系統(tǒng)設置，保證系統(tǒng)信息處理的高效性、穩(wěn)定性。

2.2注重鐵路電氣工程專屬自動化技術的開發(fā)與應用

雖然自動化技術的內容比較豐富，但并不是所有的技術都適合鐵路電氣工程。因此，要堅持自動化技術應用的鐵路電氣工程范疇，以鐵路電氣工程建設和運行為參考開發(fā)和應用自動化技術，確保自動化技術開發(fā)與應用的實效性和目標性。同時，鐵路電氣工程建設中的自動化技術開發(fā)與應用要保持足夠的開放性和持續(xù)性，既能夠從相關領域自動化技術應用的先進經驗中汲取新思想、新方法，也能夠根據自動化技術在鐵路電氣工程中應用的實際情況開發(fā)更好的自動化技術。

2.3完善電力自動化網絡系統(tǒng)

保障電力設備及系統(tǒng)運行的安全、可靠、穩(wěn)定是鐵路電氣工程建設的重點，也是自動化技術在鐵路電氣工程中應用的側重點。為發(fā)揮網絡技術在電力自動化網絡系統(tǒng)建設方面的優(yōu)勢，鐵路部門要借助網路技術對高壓供電、變電站、接觸網、電力機車的整個電路回路進行有效的監(jiān)控管理。例如，可以通過網絡技術對電網中的高壓設備進行線電壓、相電壓的監(jiān)測與控制，確保電力自動化系統(tǒng)能夠更好地發(fā)現(xiàn)和解決電力系統(tǒng)運行中出現(xiàn)的問題。同時，隨著社會經濟的不斷發(fā)展，科學技術的不斷進步，變電站的電力設備數量和種類變得越來越多、結構也越來越復雜，基于此，為保證電網運行的安全性和穩(wěn)定性，鐵路部門要投入大量的資金、人力、物力來支持電力自動化網絡系統(tǒng)的建設。同時，要加大科研經費的投入，保證鐵路電氣工程中電力系統(tǒng)的電力設備運行的有效性。

2.4完善鐵路通信網絡建構

遠程遙控是自動化技術在鐵路電氣工程中應用的重要體現(xiàn)，也是彰顯自動化技術鐵路電氣工程應用優(yōu)勢的重要方面。然而，該項功能實現(xiàn)的前提和基礎是通信網絡足夠完善，即通信網絡能夠滿足鐵路電氣線路中故障監(jiān)測的需要。在上述分析中明確，當通信信道斷開或者沒有建設的情況下，主要通過現(xiàn)場控制的方式對故障區(qū)域進行隔離，這就突出了通信網絡建設在鐵路電氣自動化技術應用方面的基礎性作用。因此，為保證自動化技術的充分應用，應當不斷完善鐵路通信網絡，通過建構更加完備、發(fā)達的網絡系統(tǒng)來支持自動化技術的廣泛、有效應用。

3.結語

自動化技術作為鐵路電氣工程建設與運行中的重要技術類型，在保證鐵路電氣工程建設精準性和運行科學性等方面發(fā)揮著基礎性作用。面對持續(xù)提高的鐵路電氣工程建設要求，鐵路部門除了要關注自動化技術開發(fā)的現(xiàn)實情況以外，還要根據自動化技術應用的實際情況進行必要的技術研發(fā)與應用，使自動化技術在推動鐵路電氣工程發(fā)展方面的優(yōu)勢功能得到切實發(fā)揮。當然，隨著鐵路電氣工程建設規(guī)模和進度的持續(xù)推進，自動化技術在鐵路電氣工程中應用的逐步推廣，加大自動化新技術的開發(fā)與應用也將是鐵路電氣工程建設中的重點項目內容。

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