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自动化技术带动电气化铁路发展

行业聚焦点中国仪表网2010年03月08日 09:47人气:4307

  传统的铁路行车指挥系统采用的是以人为主、以设备为辅的集中统一调度方式,随着运量的加大,行车速度的提高,人为因素在行车指挥中所产生的不协调和联络中的失误,对行车的调度与调整将产生严重的影响。尤其是在高速铁路出现后,这种方式已不能很好地适应高速铁路行车指挥的需要。为改变这种状况,许多国家逐步开发出了行车指挥自动化系统。

       行车指挥自动化是指以铁路现代化技术设备为基础,利用信息采集装置收集列车运行的实时信息,由计算机自动进行列车运行追踪和管理,并根据未来运输变化的需要,自动制定列车运行计划,合理配备牵引动力、车辆及乘务员,传达列车运行调整信息,自动完成调度监督,提供列车进路控制手段,自动进行列车运行实迹的统计和分析。行车指挥自动化系统的采用可以显著提高行车安全和正点率、充分发挥车站和线路的通过能力、提高调度水平、提高计划和统计工作质量,进而可以获得较好的经济效益和社会效益。完整的行车指挥自动化系统包括列车运行计划的编制、列车运行管理、运能资源的合理配置和利用以及列车运行实迹的统计分析等几个方面,其中列车运行的管理是行车指挥自动化的关键核心。

  在实现行车指挥自动化系统的各种功能时,列车跟踪和进路控制、列车运行调整及列车运行图的计算机编制是行车指挥自动化系统的技术关键和核心所在。随着通信技术、计算机技术和自动控制的不断发展,不同于传统的列车运行控制理论的移动自动闭塞理论和实践也得到了发展,移动自动闭塞的实现将为铁路行车指挥自动化提供更为有利的条件。

  随着变电所调度自动化技术应用的不断发展和深入,以及计算机技术、通讯技术等领域的发展,新建牵引变电所的自动功能和远动功能都在不断地发展和完善,计算机远动与自动系统已在新建牵引变电所中得到普遍的应用,电气化铁道供电系统的可靠性和现代化程度有了显著的提高。

  铁路车站联锁设备对设置在车站上的信号机、道岔和轨道铁路等信号设备进行相互关联的控制,为在车站行驶的列车建立一条安全的行驶线路。传统的车站联锁设备采用继电器电路实现,称为继电器联锁。计算机联锁采用计算机技术实现铁路车站信号设备联锁关系的运算和控制,是新一代车站联锁设备。车站联锁设备是直接关系到列车行驶安全和运输效率的重要装置。GE Fanuc公司的DS6-20型车站计算机联锁系统,成功的应用于中国铁路车站,它的应用是计算机连锁的成功典例。

  DS6-20系统从1995年开始研究开发,1997年完成,并在中国铁路车站正式应用。1999年通过中国铁道部的技术鉴定,批准推广应用。目前已建成:苏州西站、定西站、呼和浩特站、福州站、邵武站和开封运转场站,共六个车站,取得良好的效果。

  铁路的综合监控系统十分复杂,包括环境监控系统,DCC数据监控系统、公安信号、视频、安防监控设备、消防系统等等。另一方面,铁路监控点分散、难以管理,现场环境复杂等原因成为监控的难点。贝加莱公司的2005系列PCC搭建的基于CAN总线的铁路监控系统可以完美的解决以上矛盾。

  铁路隧道大多地处偏僻,条件艰苦,因此有必要提高其自动化水平,实现少人职守或无人职守。PLC不仅能实现复杂的逻辑运算,而且能实现各种顺序以及PLD调节功能,同时由于其硬件具有可靠性高、编程简单、使用方便;接线容易、通用性好,便于维护,且可连接为控制网络系统等特点,广泛应用于各个领域。西门子公司的S7300系列PLC除了具有以上特点,可满足各种自动控制需要外,还有良好的扩展性、低廉的价格以及强大的指令功能。

  铁路和轨道交通的路轨是在工程现场完成接轨焊接的,最终使一般长50米短钢轨条经焊接成为长距无缝铁轨。现场完成接轨焊接使用的气压焊技术和设备,过去二十几年一直延用手工操作类型的气压焊设备,工艺和工序进程完全凭施工人员经验和眼力判定,顶锻与推凸工步不连贯,顶锻完成后必须将压力泻释方能开始推凸,其弊端是此刻钢轨焊缝处温度仍在1200℃左右,焊缝处金属原子正处于互相扩散而进行再结晶的塑性状态,泻压推凸势必严重影响再结晶效果,降底焊接质量,稍有延迟焊缝处温度快速下降,尤其冬季里施工更为明显,甚至无法推凸或焊缝被拉开,人为因素多并且难以保正焊接参数一致性。台达自动化技术很好的解决了以上问题。

  随着铁路运输系统的快速发展和人们生活水平的不断提 高,无论是工作人员还是旅客,对交通、出行、工作、休息、安全等环境的要求越来越高,对实现铁路的自动化监控程度越来越高,为了满足人们的这些需求, 为了提高铁路企业的安全生产水平,及现代化管理水平,实现节能降耗的目标,铁路大量采用先进的计算机技术、控制技术和通信技术等对它们进行自动监视、控制管理,实现车站行车指挥自动化,最大限度的节省能源、节省人力。

  工业以太网在为铁路实现车站行车指挥自动化甚至无人化奠定了基础,为铁路机车车辆实现自动化监控提供设备的主要企业有,西门子、研华以及国内的正维等企业。

  车号自动识别系统对提高铁路机车、车辆、集装箱的使用率利用率,提高铁路使用效率及运输管理水平有极其重要的作用。系统结构简单,维护方便,便于功能扩展,是实现铁路运输管理和火车车辆管理现代化的重要基础。

  自动识别系统采用国际先进的微波反射调制技术、变型FSK编码技术,与国际标准接轨,将记轴、计辆、测速、测距等技术与车号自动识别技术相结合,实现标签定位。该系统主要由标签、地面识别设备、复示终端设备、中央管理设备、标签编程器等部分组成。

  近两年,自金融危机爆发以来,政府出台的扩大内需十项措施,铁路投资被认为是应对金融危机的有效手段。大力建设集高科技于一体的高速铁路将进一步带动铁路自动化科技产业的兴起,促进自动化技术在高铁建设中的应用。

  铁路运输电气化,是以信息技术为核心的现代科技与传统铁路运输业交融创新而成的一项系统工程,它承载着世界以及中国铁路的未来。信号控制、电力监控、站控系统、线路设备监控、隧道监控、机车车辆和铺装/养路机械设备等相关铁路建设和运营自动化系统的设计应用也必然获得持续的发展空间。

  随着当代铁路的发展,铁路通信信号技术实行了车站、区间和列车控制的一体化,铁路通信信号技术的相互融合,以及行车调度指挥自动化等技术,冲破了功能单一、控制分散、通信信号相对独立的传统技术理念,将继续推动了铁路技术向数字化、智能化、网络化和一体化的方向发展。
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