计算机控制技术在电气化铁路上的应用

摘要：本文主要从电气化铁路供水供电计算机系统、计算机辅助设计中的变电和接触网三方面具体论述了计算机控制技术在电气化铁路上的应用。

关键词：计算机控制技术电气化铁路应用

计算机技术在目前来说可以算是一向比较普及的基本应用技术了，它在各个方面都具备着很强的应用价值，当然这点在电气化铁路上也不例外，计算机控制技术在电气化铁路上的应用很广泛，下面我就以供水供电计算机系统、计算机辅助设计中的变电和接触网三点为例简要论述下其应用。

1电气化铁路供水供电计算机系统

1.1电气化铁路供水供电计算机系统组成

1.1.1变(配)电所系统管理模块

变(配)电所系统管理模块收集各站段所辖的变(配)电所和车站的模拟量、开关量及相关主要运行参数,用户通过这些信息可直观地了解变(配)电所和车站的运行情况。主要数据信息包括遥测部分的电压、电流、功率、功率因数,遥信部分的开关量、故障量、故障记录,历史记录及报表功能。

1.1.2给水系统管理模块

给水系统管理模块主要采集水泵电机设备的电压、电流及保护信息。通过对地区给水管理站实时数据的采集上传,可及时地了解供水系统的供水流量、水位、压力等参数,从而掌握客车及各地区的供水状况。

1.1.3行车电源检测系统管理模块

行车电源检测系统管理模块通过对沿线各站段行车电源上传的遥测、遥信、报警及故障录波等信息的提取,可方便、快捷地了解沿途各分站供电线路运行状况;及时掌握车站供电中断、越限、两电源相序不一致的情况。

1.1.4MIS信息管理模块

MIS信息管理模块从各站段MIS部分提取管理信息,可根据站段和分局、路局的情况进行增删。主要包括:材料管理部分,设备台帐、履历薄部分,人事教育部分,职责、制度、规章;多媒体监视为当现场设备出现严重故障或非法人员闯入段区时,安装在现场的红外线探头立刻启动录像设备对该过程录像,MIS系统保存录像数据,并向铁路分局和铁路局发送报警信号,铁路分局和铁路局可根据需要查阅部分录像数据。

1.1.5视频管理模块

视频管理模块是当人或动物非法闯入监视区时,视频系统自动启动录像机进行全方位、连续地录像,并保存。工作人员查看录像,尽快干预以减少不必要的损失。其主要功能:可实现单路/4路/8路/16路视频输入,正常录像,动态感知录像时,设置动态感知区域,监视运动的人或动物,传感器录像。

1.2电气化铁路供水供电计算机系统通信网络

在实际通信应用中传输的实时性要求较高。为提高通信效率,常采用数据通信多路复用技术。多路复用一般分为码分复用(CDMA)、频分复用(FDMA)、时分复用(TDMA)3种。其中,时分复用根据发送端、接收端时钟提取方式的不同,又分为同步时分复用和统计时分复用两种。它们都是在1条信道上传输多路信息。码分复用采用不同的编码复用信道,常用于移动通信领域,频分复用以频率分割的方式复用信道,广泛运用于模拟通信场合,而时分复用以时间分割的方式(时隙)复用信道,电力、铁路运用较多。统计时分复用是将所有数据源数据,在发送端集中排队,统一处理,按先来先服务的策略,顺序发送含有地址的时隙帧。根据排队理论,这样的数据包具有较小的延迟。在以铁通高速光纤骨干网为基础的铁路通信运用中,每个数据源的数据包到达发送端的时间间隔往往比较长,以致到达的数据包都能立即被处理,后继数据包不需等待,在此情况下,如果采用统计时分复用方式通信,队列中数据包的等待时间方差将增大,由于数据包中含有地址信息,实际的净数据相对较少,而且接收端拆分数据帧、拼装数据的花销较大,因而通信效率较低。因此,铁路局、铁路分局、站段之间采用基于铁通E1(N×64k)信道化分时专线通信方式。铁通E1(N×64k)信道化分时专线,透明连接铁路局、铁路分局、站段的局域网,各局域网在空间上分离,但用户却感知一个“虚拟局域网”。E1专线网络数据包每16帧组成1个复帧,每帧划分为32个时隙,其中,时隙1～15和17～31用于传输数据,时隙0传递同步信息,时隙16传递信令。信道采用PCM编码技术,每样点占8bit,每秒钟采样8000次,故每个时隙带宽为8000×8=64kbit/s,E1信道总带宽2.408Mbit/s。E1信道化分时专线网络采用同步时分复用技术,时隙1～15和17～31全部用于传输净数据,一次通信的数据量较大,但信道分配给每个数据源的时隙(时间片)在1帧中是固定的,所以,收、发双方数据源的时隙顺序和带宽必须一致。否则,接收端就不能正确接收数据。站段如果按SCADA,MIS,KT90,视频时隙顺序发送数据,则分局或铁路局一定也按相同的时隙顺序接收数据.

2变电专业

变压工程设计出图工作量大，CAD主要解决计算机绘图的问题。用于绘制各种变电专业图纸(包括一次线、二次线)的主程序已经完成，并已绘出主接线、总平面等图纸用于郑武线施工设计和大秦线二期工程技术设计。郑武线的运动图纸基本上全部由微机完成。由于微机可运行自动化功能强的通用绘图软件，因此只要针对变电专业二次开发部分功能即可。该软件开发的功能有:①设备表自动统计和有序化排列;②相关图纸的自动或半自动生成(如根据绘出的总平面图，可自动生成断面图、架构基础图、防雷接地图;根据绘出的房屋平面图，可自动生成高压室网栅平面图、高压室母线布置图、高压室墙上孔预埋件位置图;根据二