铁路电力调度自动化系统的发展探讨

田成勇 祝宝达 宋子科

（山东科汇电力自动化股份有限公司，山东 济南 250101）

1 铁路电力调度自动化系统的功能

铁路电力系统存在以下几个显著特点：

1）可靠性要求高，尤其是客专运输，对铁路供电标准要求非常高；2）监控点沿铁路线分布，非常分散，环境恶劣，故障多发；3）铁路沿线多数交通不便，出现故障抢修困难比较多；4）运行方式具有自身的特殊性、复杂性。

随着铁路里程和规格的不断攀升，对铁路供电部门的要求也越来越高，而铁路电力远动系统也随着这种需求的攀升而不断改进和提高。铁路电力远动系统又称铁路电力调度自动化系统，就是利用计算机软硬件技术、自动检测和控制技术、计算机通信和网络技术，对铁路电力供电的各个环节，如变配电所、信号电源、线路开关等，进行集中监视和控制，实现遥测、遥信、遥调、遥控的功能，达到自动化调度和管理的目的，以提高运行管理及维护水平的系统。

铁路电力调度自动化系统是一种数据处理系统，它的功能主要有以下几个方面：铁路电力设备运行参数的实时采集、实时管理、故障判断、远程控制、数字统计与计算、显示与编辑画面、报表、打印、故障告警、线路自动化、故障录波、定值整定、语音报警、趋势曲线、模拟调度员培训等。

2 铁路电力调度自动化系统应用现状

当前我国铁路电力主站系统供应商主要在山东济南、北京、南京等几个城市。他们所提供的系统各有特色，另外通过实际运行中的应用，可以看出这些系统所表现出的水准均已经达到了国内外同类系统的标准。多数系统具有开放性、标准化、可扩展性等特点。系统多采用当今最新的电子技术、计算机及网络技术、数据库技术、集群技术、中间件技术、组件技术、分布式对象技术、JAVA 技术和INTERNET/XML技术、遵循IEC870.5-101/104 规约，按照一体化系统的设计思想和软件工程规范，适用于各级铁路电力调度主站系统的一体化解决方案。

目前我国投运的系统主要有KH-8000T，NK6000 等。这些系统多采用Windows+Unix 混合平台和国际公认标准；采用前置机、服务器、工作站三层结构；数据库接口用SQL 结构化访问语言；人机界面遵循人性化、简洁化、实用化；网络通信用TCP/IP，X.25；远动整合能力强；在SCADA 功能的基础上，实现了定值、告警、故障录波等传统高级功能。

现阶段铁路电力调度系统的功能主要是监视、控制和故障告警功能。对于日常运行数据、故障数据，系统还没有提供完善的综合分析、比较与判断功能。、调度人员需要依靠自己的大脑进行分析判断，并主要通过电话等设备接受信息、发布命令，智能化水平低。

3 铁路电力调度自动化主站系统的发展探讨

随着铁路里程的逐年增加，铁路电力自动化业务也不断扩展，除了常规的远动监控、故障报告外，需进一步完善系统，提高系统智能化，降低用户的劳动强度，其中一项是要让系统具有分析管理和预警功能。主站系统从实时库中提取更为值得关心的数据项，并且自动完成统计、分析、挖掘、预警，起到一个专家的作用。主要功能包括：运行状态统计与分析，事项分类统计、故障关联事项统计分析等，进一步给出提醒、预警等信息，方便管理者对电力系统进行有效的管理与维护。

3.1 运行状态统计分析与预警

根据用户需求，对与运行状态相关的关键数据进行统计分析，并且根据用户设定的预警门限值及时对不正常的数据做出概率统计预警，提醒用户提前做好处理措施。初期主要统计电压、功率因数的合格率，统计时间可以自由设定。

表1 统计样表（统计日期：2014.09.01—2014.09.15）

根据以上统计，系统可以给出提醒：“测试配：线路二A 相电压波动较大，请注意检修”。

3.2 跳闸故障分类统计分析与预警

对系统中既有的事项可以分别按用户所关心的几个关键字进行统计，从而可以得到一定时间段内相关事项的次数统计，为生产管理工作者提供分析依据。

1）所有站点统计

用户选择时间段（缺省统计1个月内的），输入事项关键字（或利用缺省关键字，缺省为跳闸、速断/过流故障、失压），然后对所有站点进行统计，有线路的再按线路分组。

2）选择站点统计

用户选择时间段（缺省统计1个月内的），输入事项关键字（或利用缺省关键字，缺省为跳闸、速断/过流故障、失压），进行统计。以第一个关键字为依据，把统计完的结果先按次数，由多到少对线路进行排序。

3.3 过流统计分析与预警

主要统计各，统计各条线路的过流故障次数，并对经常过流的线路给出预警。

表2 统计样表（统计日期：2014.09.01—2014.09.15）

3.4 网络通道管理

铁路电力远动通道常见的主要是TMIS 通道、2M 专用通道、专用数字网络通道、光纤通道等几种形式，但最终还是网络的形式，因此网络通道的管理也就显得越来越重要。

主站系统需具备对整个网络运行情况进行实时监控和管理的功能：维护管理员可以实时查询各车站网络节点及其路由器工作状态，并且可以通过表格或图形的方式获得网络通道历史统计结果，方便其维护、分析、判断。

3.5 系统结构优化

随着铁路高速度、高密度发展，供电段管辖范围和设备数量成倍增长。主站系统各层上前置机、数据库服务器及各调度工作站传统的主备模式配置已经很难满足效率和稳定性的要求，需要对系统机构进行完善优化。分段管理是一种比较可行的解决方案。

由用户根据管理方便的需要，把所监控的线路分为n 段（组），各层设备配置为n+1 台（或更多台），可通过事先规划分组，承担所属监控线路站点负荷。每组之间通过一定的通讯方式相互检测其他机器的工作情况，某组设备出现问题，备用设备投入，其他组的设备可以按照事先规划接替出现故障的设备。这样即可以保证监控的实时性，又能提高系统的可靠性。

4 总结

智能化调度可以进一步深化信息技术、通信技术、人工智能技术等在电力系统中的应用，要达到的目标就是具有相当高的智能化水平，能够为调度人员提供分析统计结果，较大程度地提高电力系统调度的自动化水平，减轻调度人员的工作强度，保证系统安全、经济、稳定运行，符合铁路行车向着高速、大密度方向发展的客观需要，也是铁路电力系统发展的趋势。

［1］中华人民共和国铁道部.TB-10008-2005 铁路电力设计规范[S].北京：中国铁道出版社，2005.

［2］翟纯玉，等.铁路电力自动化技术[M].北京：中国铁道出版社，2006.