摘要：隨著我國鐵路尤其是高速鐵路開行規模和覆蓋範圍的持續增加，自動化技術在鐵路電氣工程中的應用越來越廣泛，並且發揮的作用也越來越關鍵。在當前鐵路運行規模、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
自動化技術泛指在人類生產、生活和管理活動中應用的一種憑藉技術裝置減少人工干預，進而達到提高效率、效益和效果的先進技術。從內涵上來講，自動化技術是包括計算機技術、網絡通信技術、信息技術、電子技術、控制技術等技術內容在內的一系列技術的綜合體，是現代化技術中的典型代表。在自動化技術的眾多內容中，計算機技術和控制是自動化技術的核心所在，也是實現自動化功能的關鍵。近年來，隨著我國鐵路尤其是高速鐵路建設工程數量和規模的持續提高，自動化技術在鐵路電氣工程發展中的應用也越來越普遍，而關於自動化技術在鐵路電氣工程中的應用研究也成為適應現代化鐵路建設的科學策略。
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於電力機車的供電系統，功能在於對供電系統進行嚴格的監控。在電力自動化系統中，藉助計算機網絡技術對供電系統中的變電所、接觸網迴路、電力機車等進行實時監控，並實現對系統的遠程控制。例如，電力自動化系統可以通過監控設備對變電所內的輸入、輸出迴路的功率因素、線電壓、電流等信息進行自動檢測，並將檢測信息通過通信系統上傳到監控中心，實現遠程監測。同時，當遠程監測的數據中表現出系統異常的情況時，監控管理軟體可以自動分析故障產生的原因，並快速找到問題所在，藉助相應的控制網絡進行遠程的控制，調整參數或控制迴路通斷，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採集、控制、傳輸、存儲，並根據鐵路系統的運行壓力對主站、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，一旦鐵路系統運行中出現故障，測控終端就會自動將故障進行有效的隔離，確保整個電氣系統運行的持續性、穩定性和安全性。再者，測控終端技術支持下的終端設備具有良好的穩定性，受外界因素的影響比較小，這對於處於惡劣天氣狀態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，實現信息交互與反饋的自動化技術類型。在快速發展的自動化技術中，通信技術發揮的是基礎和關鍵作用，也是保證鐵路運行速度持續穩定提高的重點技術所在。隨著通信技術的發展，以光導纖維為載體的通信技術的開發與應用愈加普遍，而這也是實現自動化技術在長距離運行環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的下屬系統，鐵路電氣線路系統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運行中，鐵路電氣線路自動化技術可以保障電氣線路系統的故障產生在一定的範圍內，並對故障進行定位，大大提升了故障排查的效率，節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於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，對故障發生區域進行隔離，對其他區域恢復供電；當通信信道斷開或者沒有建設的情況下，主要通過現場控制，用電壓-時間的控制方式對故障區域進行隔離。
2.優化自動化技術在鐵路電氣工程中應用的策略
隨著我國鐵路系統尤其是高速鐵路系統的逐步建設和完善，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，採取科學合理的自動化技術研發與應用措施，以適應動態發展變化的需求。具體來說，要從以下4個方面做好自動化技術的應用。
2.1優化鐵路電氣工程自動化運行網絡系統
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，以保證設備控制和技術監管等方面的功能系統能夠被納入到統一的管控體系中，充分保證電氣工程自動化運行網絡系統的功能優勢，並對系統中分散、孤立的電氣設備進行有效的關聯，構建互聯互通的網絡系統。同時，為保證鐵路電氣工程運行中自動化技術應用環境的持續優化，鐵路部門要對信息數據網絡資料庫中的信息進行及時的梳理、更新，去除冗餘的系統設置，保證系統信息處理的高效性、穩定性。
2.2注重鐵路電氣工程專屬自動化技術的開發與應用
雖然自動化技術的內容比較豐富，但並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範疇，以鐵路電氣工程建設和運行為參考開發和應用自動化技術，確保自動化技術開發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與應用要保持足夠的開放性和持續性，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更好的自動化技術。
2.3完善電力自動化網絡系統
保障電力設備及系統運行的安全、可靠、穩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。為發揮網絡技術在電力自動化網絡系統建設方面的優勢，鐵路部門要藉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迴路進行有效的監控管理。例如，可以通過網絡技術對電網中的高壓設備進行線電壓、相電壓的監測與控制，確保電力自動化系統能夠更好地發現和解決電力系統運行中出現的問題。同時，隨著社會經濟的不斷發展，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、結構也越來越複雜，基於此，為保證電網運行的安全性和穩定性，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，也是彰顯自動化技術鐵路電氣工程應用優勢的重要方面。然而，該項功能實現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，主要通過現場控制的方式對故障區域進行隔離，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、發達的網絡系統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揮著基礎性作用。面對持續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的現實情況以外，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與應用，使自動化技術在推動鐵路電氣工程發展方面的優勢功能得到切實發揮。當然，隨著鐵路電氣工程建設規模和進度的持續推進，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與應用也將是鐵路電氣工程建設中的重點項目內容。
作者：劉晉武 單位：中鐵電氣化局集團有限公司北京電氣化公司
關鍵詞：自動化技術；鐵路；電氣工程；應用
自動化技術泛指在人類生產、生活和管理活動中應用的一種憑藉技術裝置減少人工干預，進而達到提高效率、效益和效果的先進技術。從內涵上來講，自動化技術是包括計算機技術、網絡通信技術、信息技術、電子技術、控制技術等技術內容在內的一系列技術的綜合體，是現代化技術中的典型代表。在自動化技術的眾多內容中，計算機技術和控制是自動化技術的核心所在，也是實現自動化功能的關鍵。近年來，隨著我國鐵路尤其是高速鐵路建設工程數量和規模的持續提高，自動化技術在鐵路電氣工程發展中的應用也越來越普遍，而關於自動化技術在鐵路電氣工程中的應用研究也成為適應現代化鐵路建設的科學策略。
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於電力機車的供電系統，功能在於對供電系統進行嚴格的監控。在電力自動化系統中，藉助計算機網絡技術對供電系統中的變電所、接觸網迴路、電力機車等進行實時監控，並實現對系統的遠程控制。例如，電力自動化系統可以通過監控設備對變電所內的輸入、輸出迴路的功率因素、線電壓、電流等信息進行自動檢測，並將檢測信息通過通信系統上傳到監控中心，實現遠程監測。同時，當遠程監測的數據中表現出系統異常的情況時，監控管理軟體可以自動分析故障產生的原因，並快速找到問題所在，藉助相應的控制網絡進行遠程的控制，調整參數或控制迴路通斷，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採集、控制、傳輸、存儲，並根據鐵路系統的運行壓力對主站、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，一旦鐵路系統運行中出現故障，測控終端就會自動將故障進行有效的隔離，確保整個電氣系統運行的持續性、穩定性和安全性。再者，測控終端技術支持下的終端設備具有良好的穩定性，受外界因素的影響比較小，這對於處於惡劣天氣狀態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，實現信息交互與反饋的自動化技術類型。在快速發展的自動化技術中，通信技術發揮的是基礎和關鍵作用，也是保證鐵路運行速度持續穩定提高的重點技術所在。隨著通信技術的發展，以光導纖維為載體的通信技術的開發與應用愈加普遍，而這也是實現自動化技術在長距離運行環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的下屬系統，鐵路電氣線路系統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運行中，鐵路電氣線路自動化技術可以保障電氣線路系統的故障產生在一定的範圍內，並對故障進行定位，大大提升了故障排查的效率，節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於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，對故障發生區域進行隔離，對其他區域恢復供電；當通信信道斷開或者沒有建設的情況下，主要通過現場控制，用電壓-時間的控制方式對故障區域進行隔離。
2.優化自動化技術在鐵路電氣工程中應用的策略
隨著我國鐵路系統尤其是高速鐵路系統的逐步建設和完善，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，採取科學合理的自動化技術研發與應用措施，以適應動態發展變化的需求。具體來說，要從以下4個方面做好自動化技術的應用。
2.1優化鐵路電氣工程自動化運行網絡系統
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，以保證設備控制和技術監管等方面的功能系統能夠被納入到統一的管控體系中，充分保證電氣工程自動化運行網絡系統的功能優勢，並對系統中分散、孤立的電氣設備進行有效的關聯，構建互聯互通的網絡系統。同時，為保證鐵路電氣工程運行中自動化技術應用環境的持續優化，鐵路部門要對信息數據網絡資料庫中的信息進行及時的梳理、更新，去除冗餘的系統設置，保證系統信息處理的高效性、穩定性。
2.2注重鐵路電氣工程專屬自動化技術的開發與應用
雖然自動化技術的內容比較豐富，但並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範疇，以鐵路電氣工程建設和運行為參考開發和應用自動化技術，確保自動化技術開發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與應用要保持足夠的開放性和持續性，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更好的自動化技術。
2.3完善電力自動化網絡系統
保障電力設備及系統運行的安全、可靠、穩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。為發揮網絡技術在電力自動化網絡系統建設方面的優勢，鐵路部門要藉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迴路進行有效的監控管理。例如，可以通過網絡技術對電網中的高壓設備進行線電壓、相電壓的監測與控制，確保電力自動化系統能夠更好地發現和解決電力系統運行中出現的問題。同時，隨著社會經濟的不斷發展，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、結構也越來越複雜，基於此，為保證電網運行的安全性和穩定性，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，也是彰顯自動化技術鐵路電氣工程應用優勢的重要方面。然而，該項功能實現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，主要通過現場控制的方式對故障區域進行隔離，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、發達的網絡系統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揮著基礎性作用。面對持續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的現實情況以外，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與應用，使自動化技術在推動鐵路電氣工程發展方面的優勢功能得到切實發揮。當然，隨著鐵路電氣工程建設規模和進度的持續推進，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與應用也將是鐵路電氣工程建設中的重點項目內容。
作者：劉晉武 單位：中鐵電氣化局集團有限公司北京電氣化公司
收藏