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【摘要】随着我国的经济建设水平的不断提高，当前我国不同类型的交通枢纽都在飞速发展。铁路交通在不断的发展过程中也逐渐向着四通八达的方向上发展，无论是铁路的运行速度还是密度都在不断提升。在此背景下，铁路交通在运行过程中对电力的要求也逐渐提升，因此在铁路电力工程建设过程中应重点应用当前比较先进的自动化控制技术，来实现对铁路系统的自动化控制以及远程监控与调度，大幅度提升铁路运输的现代化与智能化水平。本文将主要分析铁路工程自动化控制的特点，并探讨自动化控制在铁路电力工程建设中的应用策略。
【关键词】自动化控制;铁路电力工程;应用研究
引言：
铁路交通在近年来不断的发展与完善的过程中，抓紧呈现出线长、点多的特点，并且由于我国地理规模非常大，因此铁路交通在运行过程中经常会行驶到地形复杂的区域中。因此给铁路运行过程中所需要的电力工程系统的建设与维护带来非常大的困难。一旦电力工程系统在运行过程中出现故障问题，那么将会消耗大量的人力物力才能够使电力工程恢复功能。这种情况对于当前我国铁路发展状态来说已经无法适应当前铁路交通的实际发展需求。因此，为有效实现铁路交通在运输过程中的安全、正点、快速以及舒适的这一发展目标。应在铁路电力工程的建设与运行过程中充分应用自动化控制技术。
一、铁路电力工程自动化控制的特点
在铁路电力工程建设过程中，自动化控制技术对铁路电力工程的要求相对较低，但对电力工程的整体运行具有非常重要的意义。铁路电力工程其最主要的职能是辅助铁路交通顺利运行，因此在铁路工程的自动化系统中其主要是运用计算机软硬件技术、通信技术、实时监控技术以及计算机网络信息技术等，通过以上多种自动控制技术，实现对铁路电力工程在运行过程中的变配电所以及信号电源进行智能化控制。在铁路电力工程中，其主要的组成结构为铁路交通运输沿线的变电所、低压配电网络以及贯通线。自闭线等多个部分组成，该工程在运行过程中最主要的功能是为铁路交通沿线实现夜间照明、并满足铁路交通在运输过程中动力系统、通信系统、交通信号以及高铁内部乘客在运输过程中所产生的电力需求。由可见，在铁路电力工程在运行过程中所应用的电力自动化技术其不仅涵盖普通电力工程自动控制技术的所有特点，并且还具备铁路电力工程独有的供电线路的距离非常长，且负荷相对较低的特点。
二、自动化控制在铁路电力工程建设中的应用策略
2.1案例分析
本文以我国某地一个铁路电力工程系统为例。该铁路是我国铁路网中西南至华南路线的一个非常重要的交通枢纽，该铁路的整个运输线路在日常运行过程中承担着我国多个城市的货物运输。该铁路的线路全场199.9km，铁路全线共有车站8个。该铁路的电力工程主要由沿线地变配电所、10千瓦电力贯通线路以及低压配电网络组成。在该电力工程运行过程中为整个铁力的沿线信号、通信系统、照明系统、动力系统以及铁路运输过程其他方面所需要的电力进行服务。该电力工程在建设过程中加入了多个自动化控制系统，下面将对每个自动化控制系统进行详细阐述。
2.2调度自动化控制系统
铁路电力工程中的调度自动化控制系统的整体结构由调度自动化主站，也被称之为远程调动主站（如图1）。通信通道、站端系统及装置等几个重要结构构成。在该自动化控制系统运行过程中，主要将电力调度中心设定在铁路工程沿线中的供电段中，最终实现调度自动化系统对电力工程中的每个供电环节进行智能调度与监控。在该系统的运行过程中，调度主站其所扮演的角色为整个控制系统的数据枢纽以及指挥中心。该系统在运行过程中最主要的职能是对站端系统以及其他相关设施在运行过程中产生的不同的数据信息进行及时处理与收集。在此过程中，该系统可为不同装置提供相应的人机交互结构以及相关的管理功能，并且会根据每个设施在运行过程中的运行状态发出相应的控制与调节命令，最终有效实现电力系统在运行过程中的实时监控、故障处理以及远程调度的重要功能。
2.3配电所微机保护以及综合自动化
站端系统以及相关的设备装置其主要指的是变配电所运行过程所应用的微机保护以及综合自动化系统。其中微机保护其主要运用的设备为集配电保护、智能化监控以及通信系统为一体的一个综合装置，整个系统有一体化装置、集中组屏、自动装置、脉冲电度表、直流电源监控单元等设备构成。在整个系统运行过程中需要运用工业以太网对所有设备进行有效的连接，在连接过程中需要运用5类双绞线对所有设备进行互联。在微机保护开启以后，变配电所内部的自动化控制系统可与铁路交通中的车站中的自动化运行终端共同运用一个通信通道，在其开启保护以后，系统将运用光缆接到铁路车站内的以太网，在经过2M环网来实现与调度自动化主站实现实时沟通与通信工作。变配电所在运行过程中所应用的综合自动化控制紫铜，其主要的职能是完成调度自动化主站的相应指令、保护方式字管理、保护投退、信号复归、故障录波、设备管理、与主站通信等功能。该系统在运行过程中可实现与主站进行实时通信。与视频监控系统进行有机结合，最终实现变配电所在运行过程中，相关工作人员只需要对变配电所进行实时的远程监控即可，无需安排相应的工作人员在变配电所进行值班。在此需要注意的是，由于该条线路处于刚开通试运行的状态，并且由于地形结构相对比较复杂，因此铁路交通在运行过程中对该条线路的运行经验相对比较薄弱，因此在这一阶段相关的配电所在运行过程中应安排相应的工作人员对其进行值班与协调，待整个铁路交通电力工程中所有监控功能都实现以后，且该条铁路线路也具有了一定的运行经验，这时方可将变配电所的管理改为远程监控。
2.4视频监控系统视频监控系统
其主要由调度主站控制，通过在铁路交通线路的各个位置上安装当前最先进的视频监控设备进行数据收集，并通过通信网络将视频监控设备收集的数据实时反馈到调度主站中。在此过程中，视频监控系统在运行过程中所运用的编码格式为H264。并且其主要的运行职能是对铁路交通进行视频调度，对铁路交通的运输沿线以及电力工程中的相关设施进行实时监控，将自己所收集的数据进行录像、制作周围环境的电子地图，对周围交通环境的监控以及在出现突发事件的报警等功能。在监控系统与调度主站进行通信的过程中，其主要是运用2M点对点的专线方式来实现（如图2）。其中监控系统中的每个前端设备都是由一台相应的录像机、摄像机以及不同类型的环境监控设备构成。在变配电所中的视频监控则是由1台DVR、5台摄像机以及若干传感器以及相应的报警器组成，使其能够对变配电站的运行过程以及运行状态进行全面检测。在高压室内设置2组可控枪机，控制室一台即可，在室外需要设置2台一体化智能快球。
1.视频系统与调度自动化系统之间的接口。视频系统与调度自动化之间的接口其主要运用的是主站接口方式，在两个系统进行对接过程中，需将两个系统之间安装一个转换信号的路由器，方能够实现两个系统的顺利对接。使两个系统能够在运行过程中实现数据的实时交换。在两个系统运行过程中，两个系统需具备一定的协同能力，使两个系统共同协作完成以下功能：视频系统在运行过程中会将周围环境的数据进行收集，并形成相应的视频图像数据传送给调度主站。调度主站在收到数据信息以后，可实现同屏显示相应的视频画面，并且一旦铁路沿线的交通环境出现应急事故，那么视频监控系统在运行过程中会及时将报警信息传统到调度主站中，在调度主站收到报警信息以后，工作人员将第一时间进行处理。另一方面，调度自动化系统可将相应的遥控指令传输至视频监控系统，并能够对视频监控系统进行远程调控，如切换视频画面，更换视频角度等等。
2.IP调度电话。IP调度电话其主要是以VoIP技术为载体的电力调度电话交换系统，这类电话交换系统在运行过程中将传统调度电话运行中所产生的缺点全部规避。在其运用过程中体现出了十分灵活的组网功能，并且在节点扩充功能上也表现出了非常明显的优势。与此同时，在其对该设备进行网络维护的环节也非常简单有效。可实现运用简单的路由技术来完成相对比较复杂的呼叫迂回，主备用切换等多种拨号功能。
3.通信方案。在监控系统的运行过程中，由于该系统需要将所拍摄的视频信息传输到调度主站，由于视频数据较大，因此对宽带的要求相对较高。在此背景下，可将铁路电力工程中所需要的远动通信网络以及视频通信网络进行分别设置。其中，远动终端通信网络在设置过程中。车站STU、FTU、调度电话以及变配电所运用的自动化系统在运行过程中运用2M数字环网，而视频监控系统则需要运用2M数字专线。在其运行过程中。需要运用相应型号的协议转换器将其转换成IP协议，使调度自动化控制系统与视频监控系统形成专门的点对点通信。另一方面，在铁路车站中运用的通信系统需音乐工业以太网。网络通信交换机在选择的过程中，也需要运用以太网交换机。
三、结束语
综上所述，铁路电力工程在建设过程中，运用自动控制技术，能够切实降低电力工程的运行强度，提升电力生产与运输效率。使其在发展过程中能够适应铁路交通的井喷式发展局面，为我国社会发展打下良好基础。
作者：虞金涛 单位：中铁第五勘察设计院集团有限公司
