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   編者語：2009年，我國鐵路實現(xiàn)了跨越式發(fā)展：大規(guī)模鐵路建設(shè)高效推進(jìn)，一批重點項目相繼建成投產(chǎn)，技術(shù)創(chuàng)新取得一批新的重大成果，高速鐵路建設(shè)及國際合作取得重要進(jìn)展，客貨運輸再創(chuàng)新高。隨著鐵路運輸系統(tǒng)的快速發(fā)展和人們生活水平的不斷提 高，無論是工作人員還是旅客，對交通、出行、工作、休息、安全等環(huán)境的要求越來越高，對實現(xiàn)鐵路的自動化監(jiān)控程度越來越高，為了滿足人們的這些需求， 為了提高鐵路企業(yè)的安全生產(chǎn)水平，及現(xiàn)代化管理水平，實現(xiàn)節(jié)能降耗的目標(biāo)，鐵路大量采用先進(jìn)的計算機技術(shù)、控制技術(shù)和通信技術(shù)等對它們進(jìn)行自動監(jiān)視、控制管理，實現(xiàn)車站行車指揮自動化，最大限度的節(jié)省能源、節(jié)省人力?！?/span>

   乘刺激經(jīng)濟之勢鐵路建設(shè)實現(xiàn)跨越式發(fā)展

　　2009年，我國鐵路實現(xiàn)了跨越式發(fā)展：大規(guī)模鐵路建設(shè)高效推進(jìn)，一批重點項目相繼建成投產(chǎn)，技術(shù)創(chuàng)新取得一批新的重大成果，高速鐵路建設(shè)及國際合作取得重要進(jìn)展，客貨運輸再創(chuàng)新高。

　　這是我國鐵路歷史上投資規(guī)模最大、建成投產(chǎn)最多的一年。全年完成基本建設(shè)投資6000億元，比上一年增加2650億元，增長79%，超過“九五”和“十五”鐵路建設(shè)投資總和，為拉動內(nèi)需、促進(jìn)經(jīng)濟增長發(fā)揮了重要作用。

　　2009年，全國鐵路共完成新線鋪軌5461公里、復(fù)線鋪軌4063公里;投產(chǎn)新線5557公里，其中客運專線2319公里;投產(chǎn)復(fù)線4129公里、電氣化鐵路8448公里。去年底，鐵路營業(yè)里程達(dá)到8.6萬公里，躍居世界第二。

　　“目前，在建新線規(guī)模達(dá)到3.3萬公里，投資規(guī)模達(dá)到2.1萬億元。上海-杭州、南京-杭州、杭州-寧波、南京-安慶、西安-寶雞等客運專線，蘭新鐵路第二雙線、山西中南部鐵路通道等區(qū)際干線，以及貴陽市域快速鐵路網(wǎng)，武漢城市圈、中原城市群城際鐵路等相繼開工建設(shè)。”鐵道部部長劉志軍說。

　　一批重點項目建成投產(chǎn)，寧波-臺州-溫州、溫州-福州、福州-廈門等客運專線相繼建成通車，特別是世界上里程最長、時速350公里的武廣高速鐵路開通運營，成為中國高速鐵路建設(shè)的又一里程碑。武漢、長沙南等104座新客站投入使用，鐵路現(xiàn)代化樞紐建設(shè)取得新成果。

　　按照目前的施工建設(shè)速度，到2012年，中國鐵路營業(yè)里程將達(dá)到11萬公里，電氣化率、復(fù)線率將達(dá)到50%，以“四縱四橫”高速鐵路為骨架的高速鐵路里程達(dá)到1.3萬公里。

　　“高速鐵路將覆蓋全國90%以上人口，連接所有省會及50萬人口以上的大城市。”鐵道部新聞發(fā)言人王勇平說。

　　我國電氣化鐵路突破3萬公里邁進(jìn)世界強國

　　2009年12月26日，京九鐵路北京西至江西樂化段電氣化改造工程全部建成開通，使我國電氣化鐵路總里程已達(dá)3.2萬公里，位居世界第二。

　　從工程的總承包方中國中鐵電氣化局了解到，此次京九線電氣化改造工程北起北京西站，南至江西樂化站，縱貫北京、河北、山東等地，全長1422.2公里，總投資76億多元，是我國鐵路既有線路電氣化改造中一次性投資建設(shè)規(guī)模最大的項目。

　　這個項目的建成開通，使我國中、東部地區(qū)的電氣化鐵路聯(lián)網(wǎng)成片，對于進(jìn)一步提高我國既有鐵路骨干線路的路網(wǎng)質(zhì)量、促進(jìn)鐵路運輸?shù)沫h(huán)保節(jié)能、有效緩解京九鐵路運力緊張等方面都具有重要意義。

　　1958年，中國電氣化鐵路從零起步，經(jīng)過50年的不懈努力，走過了世界電氣化鐵路發(fā)達(dá)國家百余年的發(fā)展歷程，實現(xiàn)了從無到有、從常速到高速、從低噸位到重載的不斷跨越。目前，中國鐵路電氣化率達(dá)到32.7%，承擔(dān)了全部客貨運量的50%，經(jīng)濟效益和社會效益十分顯著。根據(jù)《綜合交通網(wǎng)中長期發(fā)展規(guī)劃》，到2020年，中國鐵路營業(yè)里程將達(dá)到12萬公里以上，其中電氣化鐵路比重將達(dá)到60%。從1879年世界上有了第一條電氣化鐵路，全世界已有電氣化鐵路承擔(dān)了鐵路總運量的80%以上，電氣化鐵路已成為一個國家現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。

　　電氣化鐵路因節(jié)能環(huán)保、動力性能強，被世界各國列為重點發(fā)展的綠色交通方式。時速達(dá)350公里的京津城際高速鐵路，全程旅客人均耗電僅8度，能效優(yōu)勢明顯;年運量已突破3億噸的大秦單元重載電氣化鐵路，可開行2萬噸級重載列車，大大優(yōu)于其他牽引方式;運輸最繁忙的京廣、京滬等鐵路干線，電氣化改造后成為運能利用率最高的鐵路。中國電氣化鐵路不僅實現(xiàn)了發(fā)展數(shù)量的不斷攀升，而且實現(xiàn)了技術(shù)發(fā)展上的不斷創(chuàng)新。

　　切入電氣化鐵路市場首要研究牽引供電系統(tǒng)

　　我國電氣化鐵路采用工頻單相交流電力牽引制，額定電壓25kV。牽引動力為電能，牽引供電設(shè)備將國家電力系統(tǒng)輸送的電能變換為適合電力機車使用的形式，電力機車則完成牽引任務(wù)，因此牽引供電設(shè)備和電力機車是電氣化鐵路的兩大主要裝備，鐵路其他裝備和基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)與之相適應(yīng)。

　　將電能從電力系統(tǒng)傳送給電力機車的電力裝置的總稱叫電氣化鐵路的供電系統(tǒng)，又稱牽引供電系統(tǒng)，主要由牽引變電所和接觸網(wǎng)兩大部分組成。牽引變電所將電力系統(tǒng)輸電線路電壓從110kV(或220kV)降到27.5kV，經(jīng)饋電線將電能送至接觸網(wǎng);接觸網(wǎng)沿鐵路上空架設(shè)，電力機車升弓后便可從其取得電能，用以牽引列車。牽引變電所所在地的接觸網(wǎng)設(shè)有分相絕緣裝置，兩相鄰牽引變電所之間設(shè)有分區(qū)亭，接觸網(wǎng)在此也相應(yīng)設(shè)有分相絕緣裝置。牽引變電所至分區(qū)亭之間的接觸網(wǎng)(含饋電線)稱供電臂。

　　牽引供電回路是由牽引變電所—饋電線—接觸網(wǎng)—電力機車—鋼軌—回流聯(lián)接—(牽引變電所)接地網(wǎng)組成的閉合回路，其中流通的電流稱牽引電流，閉合或斷開牽引供電回路會產(chǎn)生強烈的電弧，處理不當(dāng)會造成嚴(yán)重的后果。通常將接觸網(wǎng)、鋼軌回路(包括大地)、饋電線和回流線統(tǒng)稱為牽引網(wǎng)。

　　牽引供電設(shè)備的檢修運行由供電段負(fù)責(zé)，牽引供電系統(tǒng)的運行調(diào)度則由供電調(diào)度負(fù)責(zé)。供電調(diào)度通常設(shè)在分局和鐵路局調(diào)度所。

　　牽引變電所的任務(wù)是將電力系統(tǒng)三相電壓降低，同時以單相方式饋出。降低電壓是由牽引變壓器來實現(xiàn)的，將三相變?yōu)閱蜗嗍峭ㄟ^變電所的電氣接線來達(dá)到的。

　　牽引變壓器(主變)是工頻單相交流電力機車上用于改變電源電壓的裝置，是一種特殊電壓等級的電力變壓器，應(yīng)滿足牽引負(fù)荷變化劇烈、外部短路頻繁的要求，是牽引變電所的“心臟”。牽引變壓器的作用原理和普通變壓器相同。牽引變壓器中有：同高壓接觸網(wǎng)相接的繞組，稱為原邊繞組或高壓繞組;向硅整流器或大功率晶閘管和牽引電動機供電的副邊繞組，稱為牽引繞組;向機車上各輔助電機供電或有其他特殊用途的繞組，稱為輔助繞組。我國牽引變壓器采用三相、三相—二相和單相三種類型，因而牽引變電所也分為三相、三相—二相和單相三類。

　　牽引變壓器的工作條件特殊，如在運行中受到振動;空間尺寸和重量受到限制;當(dāng)副邊繞組發(fā)生短路故障時各繞組承受相當(dāng)大的短路作用力。為了適應(yīng)這些條件，牽引變壓器要能承受較高的電磁負(fù)荷，要用油強迫循環(huán)冷卻，它的零部件和支撐件要有足夠的強度。利用牽引變壓器調(diào)壓可以調(diào)節(jié)機車運行速度。調(diào)壓方式有高壓側(cè)調(diào)壓和低壓側(cè)調(diào)壓。近年來通常用晶閘管調(diào)壓來代替牽引變壓器調(diào)壓。

　　以自主創(chuàng)新緊抓牽引變壓器發(fā)展機遇

　　2009年10月21日下午，由特變電工新疆變壓器廠自主研發(fā)生產(chǎn)的世界首批330kV鐵路牽引變壓器在鄭西客運專線姚家寨牽引變電所正式投電，產(chǎn)品一次投電成功，運行一切正常，標(biāo)志著中國鐵路首批330kV鐵路牽引變成功投運，這是目前世界上第一批330kV電壓等級的AT供電方式牽引變壓器。

　　在國家“拉動內(nèi)需，重點建設(shè)一批客運專線、煤運通道項目和西部干線鐵路”政策的指引下，鐵路牽引變壓器生產(chǎn)制造領(lǐng)域迎來了新的機遇。

　　特變電工從1999年開始鐵路牽引變壓器的研制工作，2000年研制成功第一臺平衡牽引變壓器，目前產(chǎn)品穩(wěn)定運行于成都鐵路局。

　　2004年，國家鐵路首條220kV電氣化鐵路膠濟線項目開始實施，國家鐵道部致函特變電工，指定特變電工作為參與研發(fā)制造220kV單相牽引變的廠家之一。特變電工依托國家級企業(yè)技術(shù)中心，加快自主創(chuàng)新和科技攻關(guān)。產(chǎn)品當(dāng)年研制成功并順利通過抗突發(fā)短路試驗，在膠濟線安全可靠運行，開創(chuàng)了220kV單相牽引變壓器由國內(nèi)變壓器企業(yè)制造的先河。同年，鐵道部及設(shè)計院聯(lián)合對特變電工進(jìn)行考察，結(jié)合各鐵路運行路段反饋，特變電工鐵路牽引變產(chǎn)品過負(fù)荷能力高、抗短路能力強、維護(hù)方便，可靠性優(yōu)于國外同類產(chǎn)品。

　　2005年，根據(jù)國家鐵路建設(shè)的更高需求，特變電工再次被國家鐵道部指定為220kV級V/V接線牽引變產(chǎn)品的研制廠家之一。特變電工集中優(yōu)勢技術(shù)資源，全力推進(jìn)技術(shù)攻關(guān)，再次實現(xiàn)當(dāng)年產(chǎn)品研制成功并順利通過抗突發(fā)短路試驗，同時在產(chǎn)品上使用光纖測溫技術(shù)，是國內(nèi)第一家利用光纖測溫技術(shù)通過牽引變?nèi)哆^負(fù)荷溫升試驗的制造廠家。產(chǎn)品在浙—贛線安全可靠運行，受到用戶高度好評。

　　鄭西線12臺330AT牽引變產(chǎn)品被特變電工新疆變壓器廠列入2009年最重要的新產(chǎn)品研制項目之一，這也是工廠目前電壓等級最高、生產(chǎn)臺數(shù)最多的牽引變產(chǎn)品。該項目的研發(fā)得到了鐵道部客專部、科技司、鑒定中心、鄭西客運公司、中鐵第一勘察設(shè)計院等單位的大力支持，鐵道部科技司還給予特變電工新疆變壓器廠在鄭西線330kV牽引變專項研發(fā)資金支持。在330kV牽引變研發(fā)過程中，鐵道部客專部、科技司、鑒定中心、設(shè)計院和特變電工新變廠共同起草了該產(chǎn)品的技術(shù)條件。

　　鄭西線12臺330kV等級牽引變產(chǎn)品的特點與難點在于牽引負(fù)荷大、負(fù)載波動劇烈、頻繁發(fā)生短路(要求有足夠的抗短路強度和耐沖擊能力)、百分電抗匹配性要求高、絕緣電氣性能高，并且330kV全絕緣電力變壓器在國內(nèi)尚未生產(chǎn)過。特變電工新疆變壓器廠在沒有任何經(jīng)驗可參考的條件下，借鑒330kV電力變壓器和牽引變壓器的絕緣電氣強度、牽引變抗短路、抗沖擊和高可靠性研究成果，不斷優(yōu)化設(shè)計，打破常規(guī)設(shè)計思路，推出陳新，開發(fā)出產(chǎn)品的具體設(shè)計方案，并與之相配套地制定了詳盡的工藝保證措施和試驗研究方案，并結(jié)合專業(yè)分析和仿真軟件進(jìn)行了技術(shù)可行性驗證，從而開發(fā)拓展出這個新的技術(shù)領(lǐng)域。為了保證產(chǎn)品的設(shè)計質(zhì)量和便于生產(chǎn)，設(shè)計人員對各個部件進(jìn)行審核時從不放過任何細(xì)節(jié)，經(jīng)過項目負(fù)責(zé)人審核、專家審定、領(lǐng)導(dǎo)批復(fù)等各環(huán)節(jié)的把關(guān)，技術(shù)部門在最短的時間內(nèi)將圖紙下發(fā)到車間組織生產(chǎn)，并且總工、專家值班、設(shè)計人員全程跟班的跟蹤服務(wù)機制，為生產(chǎn)提供全方位的技術(shù)服務(wù)，隨時解決生產(chǎn)中出現(xiàn)的各種技術(shù)難題，確保了生產(chǎn)的順利推進(jìn)。

　　2009年4月17日，由特變電工新疆變壓器廠自主研發(fā)的330kV AT供電牽引變壓器，一次性通過國家變壓器質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心突發(fā)短路試驗和三倍過負(fù)荷光纖測溫試驗，標(biāo)志著世界第一臺330kV等級AT供電方式高端牽引變產(chǎn)品在特變電工新疆變壓器廠研制成功，為我國鐵路牽引變壓器生產(chǎn)制造向高電壓等級牽引變的發(fā)展翻開了嶄新一頁。

　　該項目的成功研發(fā)，填補了國內(nèi)330kV AT供電方式牽引變壓器的空白，也填補了我國330kV級牽引變壓器突發(fā)短路試驗的空白，同時也為中國鐵路建設(shè)的快速發(fā)展提供了堅實的電力設(shè)備保障。

　　2009年10月21日下午，首批4臺330kV鐵路牽引變壓器在姚家寨牽引變電所正式投電，運行一切正常，一次試驗成功，標(biāo)志著中國鐵路首批330kV牽引變正式成功投運，這也是目前世界上投運的首批330kV AT供電方式鐵路牽引變產(chǎn)品。

　　自耦變壓器將是鐵路牽引變壓器的發(fā)展方向

　　如前所述，電氣化鐵路采用工頻單相交流電力牽引制，單相交流負(fù)荷在接觸網(wǎng)周圍空間產(chǎn)生交變電磁場，從而對附近通信設(shè)施和無線電裝置產(chǎn)生一定的電磁干擾。我國早期電氣化鐵路(如寶成線、陽安線)建設(shè)時，處于山區(qū)，地方通信技術(shù)不發(fā)達(dá)，鐵路通信采用高屏蔽性能的同軸電纜，接觸網(wǎng)產(chǎn)生的電磁干擾影響極小，不用采取特殊防護(hù)措施，因此上述單邊供電方式亦稱為直接供電方式(簡稱TR供電方式)。隨著電氣化鐵路向平原和大城市發(fā)展，電磁干擾矛盾日顯突出，于是在接觸網(wǎng)供電方式上采取不同的防護(hù)措施，便產(chǎn)生不同的供電方式。目前有所謂的BT、AT和DN供電方式。從以下的介紹中可以看出這些供電方式有一個共同特點，即在接觸網(wǎng)支柱田野側(cè)，與接觸懸掛同等高度處都掛有一條附加導(dǎo)線。電力牽引時，附加導(dǎo)線中通過的電流與接觸網(wǎng)中通過的牽引電流，理論上講(或理想中)大小相等、方向相反，從而兩者產(chǎn)生的電磁干擾相互抵消。但實際上是做不到的，所以不同的供電方式有不同的防護(hù)效果。

　　這種供電方式，在接觸網(wǎng)上每隔一段距離裝一臺吸流變壓器(變比為1:1)，其原邊串入接觸網(wǎng)，次邊串入回流線(簡稱NF線，架在接觸網(wǎng)支柱田野側(cè)，與接觸懸掛等高)，每兩臺吸流變壓器之間有一根吸上線，將回流線與鋼軌連接，其作用是將鋼軌中的回流“吸上”去，經(jīng)回流線返回牽引變電所，起到防干擾效果。

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　　由于大地回流及所謂的“半段效應(yīng)”，BT供電方式的防護(hù)效果并不理想，加之“吸—回”裝置造成接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，機車受流條件惡化，近年來已很少采用。

　　采用AT供電方式時，牽引變電所主變輸出電壓為55kV，經(jīng)AT(自耦變壓器，變比2:1)向接觸網(wǎng)供電，一端接接觸網(wǎng)，另一端接正饋線(簡稱AF線，亦架在田野側(cè)，與接觸懸掛等高)，其中點抽頭則與鋼軌相連。AF線的作用同BT供電方式中的NF線一樣，起到防干擾功能，但效果較前者為好。此外，在AF線下方還架有一條保護(hù)(PW)線，當(dāng)接觸網(wǎng)絕緣破壞時起到保護(hù)跳閘作用，同時亦兼有防干擾及防雷效果。

　　顯然，AT供電方式接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜，田野側(cè)掛有兩組附加導(dǎo)線，AF線電壓與接觸網(wǎng)電壓相等，PW線也有一定電位(約幾百伏)，增加故障幾率。當(dāng)接觸網(wǎng)發(fā)生故障，尤其是斷桿事故時，更是麻煩，搶修恢復(fù)困難，對運輸干擾極大。但由于牽引變電所饋出電壓高，所間距可增加一倍，并可適當(dāng)提高末端網(wǎng)壓，在電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)比較薄弱的地區(qū)有其優(yōu)越性。

　　這種供電方式實際上就是帶回流線的直接供電方式，NF線每隔一定距離與鋼軌相連，既起到防干擾作用，又兼有PW線特性。由于沒有吸流變壓器，改善了網(wǎng)壓，接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)簡單可靠。近年來得到廣泛應(yīng)用。

　　綜上所述，早期電氣化鐵路均采用直接供電方式，為避免和減少對外部環(huán)境的電磁干擾，研發(fā)了BT、AT和DN供電方式，就防護(hù)效果來看，AT方式優(yōu)于BT和DN方式，就接觸網(wǎng)的結(jié)構(gòu)性能來講，DN方式最為簡單可靠。隨著通信技術(shù)的快速發(fā)展，光纜的普遍應(yīng)用，通信設(shè)施及無線電裝置自身的防干擾性能大為增強，考慮到接觸網(wǎng)的運行可靠性對電氣化鐵路的安全運行至關(guān)重要，所以通常認(rèn)為，一般情況下DN供電方式為首選，在電力系統(tǒng)比較薄弱的地區(qū)，經(jīng)過經(jīng)濟技術(shù)比較，可采用AT供電方式，BT供電方式則盡量少采用或不采用。

　　調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)于電氣化鐵路不容忽視

　　隨著技術(shù)水平的提高，我國干線電氣化鐵路已推廣使用集中監(jiān)視及控制的遠(yuǎn)動系統(tǒng)，牽引變電所將逐步實現(xiàn)無人值班，直接由供電調(diào)度實行遙控運行。

　　此次京九線鐵路電氣化改造工程調(diào)度通信系統(tǒng)采用的是佳訊MDS3400調(diào)度指揮系統(tǒng)。作為京九鐵路電氣化改造的工程重要的一部分，京九線調(diào)度通信系統(tǒng)工程起著不容忽視的關(guān)鍵性作用。佳訊飛鴻MDS3400調(diào)度指揮系統(tǒng)成功保障了京九鐵路電氣化改造工程的順利實施。

　　京九線是我國第五條南北鐵路干線，它北起首都北京西客站，南至香港九龍，途經(jīng)九個省市，全長2536公里。京九鐵路全線實現(xiàn)電氣化改造后，我國中、東部地區(qū)的電氣化鐵路聯(lián)網(wǎng)成片，將進(jìn)一步提升我國既有骨干鐵路的路網(wǎng)質(zhì)量，促進(jìn)鐵路運輸?shù)沫h(huán)保節(jié)能，有效緩解京九大通道運力緊張局面，使我國南北鐵路通道的運輸能力大大提高。北京段轄區(qū)內(nèi)正是祖國首都北京的所在地，其政治、經(jīng)濟、文化地位決定了對鐵路調(diào)度通信系統(tǒng)提出了更高的要求。

　　MDS3400調(diào)度指揮通信系統(tǒng)是由北京佳訊飛鴻電氣股份有限公司自主研發(fā)的具有國內(nèi)領(lǐng)先水平的調(diào)度通信系統(tǒng)。此系統(tǒng)采用大容量數(shù)字調(diào)度交換網(wǎng)，提高了大話務(wù)量的處理能力，呼損小于十萬分之一。采用電路/IP雙網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，系統(tǒng)由單化音業(yè)務(wù)提供向多媒體指揮調(diào)度通信演進(jìn)，并提供不同網(wǎng)絡(luò)條件下的安全備份機制。特有的雙中心數(shù)字環(huán)組網(wǎng)方式，各個調(diào)度臺均支持雙接口，分別與兩個專用電話主系統(tǒng)連接。當(dāng)控制中心主用專用電話主系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，車輛段的備用專用電話主系統(tǒng)會自動切換為主用，確保鐵路專用電話系統(tǒng)的正常運營。出于必要的安全考慮，此系統(tǒng)具有三級防雷防強電保護(hù)，機箱機柜的工藝、電路板的布線等都采用防護(hù)設(shè)計，使系統(tǒng)具備較強的防電磁干擾能力，更好的適應(yīng)了復(fù)雜多變的通信環(huán)境，從而保障了鐵路通信的安全暢通。

　　作為國內(nèi)領(lǐng)先的調(diào)度通信系統(tǒng)廠商，佳訊飛鴻一直專注于調(diào)度通信系統(tǒng)的研發(fā)與生產(chǎn)并堅持將自主創(chuàng)新和行業(yè)應(yīng)用相結(jié)合的原則。迄今為止，佳訊飛鴻調(diào)度通信系統(tǒng)和應(yīng)急通信系統(tǒng)已經(jīng)裝備了中國鐵路6000多個車站中的4000多個車站和18個鐵路局中的15個鐵路局的調(diào)度指揮中心，成功應(yīng)用在雪域高原第一鐵路——青藏線、中國第一條調(diào)度數(shù)字化電氣化鐵路——哈大線項目、中國第一條數(shù)字化快速客運示范專線——秦沈高速客運專線等多個具有代表示范性意義的鐵路線上。

　　自動化技術(shù)將使電氣化鐵路不斷發(fā)展和深入

　　傳統(tǒng)的鐵路行車指揮系統(tǒng)采用的是以人為主、以設(shè)備為輔的集中統(tǒng)一調(diào)度方式，隨著運量的加大，行車速度的提高，人為因素在行車指揮中所產(chǎn)生的不協(xié)調(diào)和聯(lián)絡(luò)中的失誤，對行車的調(diào)度與調(diào)整將產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。尤其是在高速鐵路出現(xiàn)后，這種方式已不能很好地適應(yīng)高速鐵路行車指揮的需要。為改變這種狀況，許多國家逐步開發(fā)出了行車指揮自動化系統(tǒng)。行車指揮自動化是指以鐵路現(xiàn)代化技術(shù)設(shè)備為基礎(chǔ)，利用信息采集裝置收集列車運行的實時信息，由計算機自動進(jìn)行列車運行追蹤和管理，并根據(jù)未來運輸變化的需要，自動制定列車運行計劃，合理配備牽引動力、車輛及乘務(wù)員，傳達(dá)列車運行調(diào)整信息，自動完成調(diào)度監(jiān)督，提供列車進(jìn)路控制手段，自動進(jìn)行列車運行實跡的統(tǒng)計和分析。行車指揮自動化系統(tǒng)的采用可以顯著提高行車安全和正點率、充分發(fā)揮車站和線路的通過能力、提高調(diào)度水平、提高計劃和統(tǒng)計工作質(zhì)量，進(jìn)而可以獲得較好的經(jīng)濟效益和社會效益。完整的行車指揮自動化系統(tǒng)包括列車運行計劃的編制、列車運行管理、運能資源的合理配置和利用以及列車運行實跡的統(tǒng)計分析等幾個方面，其中列車運行的管理是行車指揮自動化的關(guān)鍵核心。

　　在實現(xiàn)行車指揮自動化系統(tǒng)的各種功能時，列車跟蹤和進(jìn)路控制、列車運行調(diào)整及列車運行圖的計算機編制是行車指揮自動化系統(tǒng)的技術(shù)關(guān)鍵和核心所在。隨著通信技術(shù)、計算機技術(shù)和自動控制的不斷發(fā)展，不同于傳統(tǒng)的列車運行控制理論的移動自動閉塞理論和實踐也得到了發(fā)展，移動自動閉塞的實現(xiàn)將為鐵路行車指揮自動化提供更為有利的條件。

　　隨著變電所調(diào)度自動化技術(shù)應(yīng)用的不斷發(fā)展和深入，以及計算機技術(shù)、通訊技術(shù)等領(lǐng)域的發(fā)展，新建牽引變電所的自動功能和遠(yuǎn)動功能都在不斷地發(fā)展和完善，計算機遠(yuǎn)動與自動系統(tǒng)已在新建牽引變電所中得到普遍的應(yīng)用，電氣化鐵道供電系統(tǒng)的可靠性和現(xiàn)代化程度有了顯著的提高。

　　鐵路車站聯(lián)鎖設(shè)備對設(shè)置在車站上的信號機、道岔和軌道鐵路等信號設(shè)備進(jìn)行相互關(guān)聯(lián)的控制，為在車站行駛的列車建立一條安全的行駛線路。傳統(tǒng)的車站聯(lián)鎖設(shè)備采用繼電器電路實現(xiàn)，稱為繼電器聯(lián)鎖。計算機聯(lián)鎖采用計算機技術(shù)實現(xiàn)鐵路車站信號設(shè)備聯(lián)鎖關(guān)系的運算和控制，是新一代車站聯(lián)鎖設(shè)備。車站聯(lián)鎖設(shè)備是直接關(guān)系到列車行駛安全和運輸效率的重要裝置。GE Fanuc公司的DS6-20型車站計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)，成功的應(yīng)用于中國鐵路車站，它的應(yīng)用是計算機連鎖的成功典例。

　　DS6-20系統(tǒng)從1995年開始研究開發(fā)，1997年完成，并在中國鐵路車站正式應(yīng)用。1999年通過中國鐵道部的技術(shù)鑒定，批準(zhǔn)推廣應(yīng)用。目前已建成：蘇州西站、定西站、呼和浩特站、福州站、邵武站和開封運轉(zhuǎn)場站，共六個車站，取得良好的效果。

　　鐵路的綜合監(jiān)控系統(tǒng)十分復(fù)雜，包括環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，DCC數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)、公安信號、視頻、安防監(jiān)控設(shè)備、消防系統(tǒng)等等。另一方面，鐵路監(jiān)控點分散、難以管理，現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜等原因成為監(jiān)控的難點。貝加萊公司的2005系列PCC搭建的基于CAN總線的鐵路監(jiān)控系統(tǒng)可以完美的解決以上矛盾。

　　鐵路隧道大多地處偏僻，條件艱苦，因此有必要提高其自動化水平，實現(xiàn)少人職守或無人職守。PLC不僅能實現(xiàn)復(fù)雜的邏輯運算，而且能實現(xiàn)各種順序以及PLD調(diào)節(jié)功能，同時由于其硬件具有可靠性高、編程簡單、使用方便;接線容易、通用性好，便于維護(hù)，且可連接為控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等特點，廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。西門子公司的S7300系列PLC除了具有以上特點，可滿足各種自動控制需要外，還有良好的擴展性、低廉的價格以及強大的指令功能。

　　鐵路和軌道交通的路軌是在工程現(xiàn)場完成接軌焊接的，最終使一般長50米短鋼軌條經(jīng)焊接成為長距無縫鐵軌?，F(xiàn)場完成接軌焊接使用的氣壓焊技術(shù)和設(shè)備，過去二十幾年一直延用手工操作類型的氣壓焊設(shè)備，工藝和工序進(jìn)程完全憑施工人員經(jīng)驗和眼力判定，頂鍛與推凸工步不連貫，頂鍛完成后必須將壓力瀉釋方能開始推凸，其弊端是此刻鋼軌焊縫處溫度仍在1200℃左右，焊縫處金屬原子正處于互相擴散而進(jìn)行再結(jié)晶的塑性狀態(tài)，瀉壓推凸勢必嚴(yán)重影響再結(jié)晶效果，降底焊接質(zhì)量，稍有延遲焊縫處溫度快速下降，尤其冬季里施工更為明顯，甚至無法推凸或焊縫被拉開，人為因素多并且難以保正焊接參數(shù)一致性。臺達(dá)自動化技術(shù)很好的解決了以上問題。

　　隨著鐵路運輸系統(tǒng)的快速發(fā)展和人們生活水平的不斷提 高，無論是工作人員還是旅客，對交通、出行、工作、休息、安全等環(huán)境的要求越來越高，對實現(xiàn)鐵路的自動化監(jiān)控程度越來越高，為了滿足人們的這些需求， 為了提高鐵路企業(yè)的安全生產(chǎn)水平，及現(xiàn)代化管理水平，實現(xiàn)節(jié)能降耗的目標(biāo)，鐵路大量采用先進(jìn)的計算機技術(shù)、控制技術(shù)和通信技術(shù)等對它們進(jìn)行自動監(jiān)視、控制管理，實現(xiàn)車站行車指揮自動化，最大限度的節(jié)省能源、節(jié)省人力。

　　工業(yè)以太網(wǎng)在為鐵路實現(xiàn)車站行車指揮自動化甚至無人化奠定了基礎(chǔ)，為鐵路機車車輛實現(xiàn)自動化監(jiān)控提供設(shè)備的主要企業(yè)有，西門子、研華以及國內(nèi)的正維等企業(yè)。

　　車號自動識別系統(tǒng)對提高鐵路機車、車輛、集裝箱的使用率利用率，提高鐵路使用效率及運輸管理水平有極其重要的作用。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)方便，便于功能擴展，是實現(xiàn)鐵路運輸管理和火車車輛管理現(xiàn)代化的重要基礎(chǔ)。

　　自動識別系統(tǒng)采用國際先進(jìn)的微波反射調(diào)制技術(shù)、變型FSK編碼技術(shù)，與國際標(biāo)準(zhǔn)接軌，將記軸、計輛、測速、測距等技術(shù)與車號自動識別技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)標(biāo)簽定位。該系統(tǒng)主要由標(biāo)簽、地面識別設(shè)備、復(fù)示終端設(shè)備、中央管理設(shè)備、標(biāo)簽編程器等部分組成。

　　近兩年，自金融危機爆發(fā)以來，政府出臺的擴大內(nèi)需十項措施，鐵路投資被認(rèn)為是應(yīng)對金融危機的有效手段。大力建設(shè)集高科技于一體的高速鐵路將進(jìn)一步帶動鐵路自動化科技產(chǎn)業(yè)的興起，促進(jìn)自動化技術(shù)在高鐵建設(shè)中的應(yīng)用。

　　鐵路運輸電氣化，是以信息技術(shù)為核心的現(xiàn)代科技與傳統(tǒng)鐵路運輸業(yè)交融創(chuàng)新而成的一項系統(tǒng)工程，它承載著世界以及中國鐵路的未來。信號控制、電力監(jiān)控、站控系統(tǒng)、線路設(shè)備監(jiān)控、隧道監(jiān)控、機車車輛和鋪裝/養(yǎng)路機械設(shè)備等相關(guān)鐵路建設(shè)和運營自動化系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)用也必然獲得持續(xù)的發(fā)展空間。

　　隨著當(dāng)代鐵路的發(fā)展，鐵路通信信號技術(shù)實行了車站、區(qū)間和列車控制的一體化，鐵路通信信號技術(shù)的相互融合，以及行車調(diào)度指揮自動化等技術(shù)，沖破了功能單一、控制分散、通信信號相對獨立的傳統(tǒng)技術(shù)理念，將繼續(xù)推動了鐵路技術(shù)向數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化和一體化的方向發(fā)展。