（电力系统及其自动化专业论文）铁路电力信息流的规划研究.pdf

瑟南交i 羲穴学矮士獗突生攀霞论文繁 页 a b s t r a c t w i t h 伽er 印i dd e v e l o p m e n to fn a t i o n a le c o n o m y ，b i g h e r - r e q u o s th a sb e e n a d v a n c e d 奶也ed e v e l o p m e n 主o fk 默- s p e e d e da n dh e a v y l o a d e de l e c t r i cr a i l h 毽y i n f o m l a t i z a t i o na 1 1 di n t e l k c t u a l i z a t i o no fp o w e rs y s t e mf o rr a i l w a yh a v eb e e nt 1 1 e 蜮如s p o to f 嘲1 w a yd e v e l o p m e n ta n dt h ec 姒e fs 迢no fm o d c “l i z a t i o 芏l + e s p e c j a l l y ， u n d e rt h er e f o r i n a l o nb a c k g r o u n do fs u b b u r e a u r e p e a 王e d 甜l dd e p a r t m e n t m e r 8 e d ， p i a n n i n ga i l da n a l y s i so fd a t as 骶a mf r o ma9 1 0 b a lp c r s p e c t i v eh a v eb e e na na c t i v e d e m a n df o rr a i l w a yp o w e rs y s t e m ，w h i c hb u i i df o u n d 艇o nf o rd e v e l o p 证gp o w e r s u p 驻l ya u t o m a t i o ns y s t e mf o re l e c t r i cr a i l w a y a t 蠢r s 专，主琏截s 壤e s 至sc u r 硼谴跳s i n e s ss 锨旋。懿嚣谢n 捌嗽王n gm o d eo fp o 玳f s y 8 t e mf o rr 酝1 w a ya r ci n t r o d u c e d ，a n do 增a n i z a t i o n0 fp o w e rb u s i n e s sa f t e rm e s y 蛙e m 捌岛f n l 螽蕊s 礴b e 矗b a s e do n 翻e q u a t ei n v e s t g 蠢踊，娃t 8 或r e 氆越o f “e r y 矗j 1 1 c t i o n a l d 印咖e n t i s a 1 1 a l y z e d +c o m e n t ， n o wd i r e c t i o na n d p u l p o s eo f i n f o 凇采i 。n 一糍e 囊a 珏g e da f e 辩s e a r e h e d ，a n dd 。t l e df l o w 磕越l 娃gi sp r c s e n l e d t h et h e s i sp 辩s e n t sp o w e rs u p p l ym a n a g e m e mi n f o 咖a t i o ns y s t e m ( p s m i s ) b a s o d t 魏忿e - 囊e s 碟s 蕊b u 协( 1 鑫 c h i t e e 翘e 锻l i 疆趣毪s e d 毒。m 鑫獭弦程挝i 毽恕潮a i 潍 f r o m b u r e a u d e p a r t m e n t s u b b a s e ， w h i l e d a t a c o d i n s o f t w a r ef h m e w o r ka n d i 魏t 糟魏e ti l 戎w o 农e o 魏s 重f u e t i 0 藏s e 魏e m eo f 氆es y s t e ma f es h g g 。s t e d 。 w h e r e a sn l ei n f b h i l a t i o ne x c h a n g ei nt e l e c o n t m ls y s t e mi su n r e a s o n a b l e e 珏 羚n 粗要l h ed 采as 拄e a 穗i sf e s c b 鼬e df 酶趣t h ep o i n to fv i e wo fp r a c l i c 缸 r e q u i r e m e m ，a 1 1 dp u te m 曲a s i so nm es i m a t i o no fu n a n e n d e ds u b s t a t i o n o nt h i s b a s e ，p o w e rs u 瑚- l y 矗粒o m a t i o ns y s t e mi 8p o i n t e do u w h i c hc o m b i n em a 鞋a g e m e n t w i t hc o n t m l ，a 1 1 dk e y p r o b l e m sh o wt o 向m 1 1m a i l a g 口m e n ta 1 1 dc o n t r o li no n es y s t e 】n a r ep 豫s e n t e d f i n a 王l y ，t i l e 也e s i sm a k o sa na p p r o a c ht oc o m p r e h e n s i v ed i s p a t c h m gs y s t e m a d a p t a b l e t ot h e l l i 曲一s p e e d e da n db e a v y m l o a d e de l e c 埘c 城1 w a y 1 n f o 锄a t i o n e x c h a n g ei sa 1 1 a l y z e db e 帆e e nc o m p h e n s i v ed i s p a t c b n gs y s t e ma n dp o w e rs u p p l y a u t o m a t i o ns y s t e m ，w h i c hi so n es u b s y s t e mo f m ef o r m e r ，a n dt h et e c h n i c a lp m p o s a l b a s e do nm qs e 时e si s 香r e s e n t e d 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 i i 页 k e yw o r d s ：p o w e rs y s t c m f o r r 砧1 w a y ；i n 南n n a t i o ns t r e a l l l ；s c h e m e ；n e t w o r k a r c h i t e c t u r e ；m o m ( m e s s a g e o r i e n t e dm i d d l e w a r e ) 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 1 1 研究背景及意义 第1 章绪论 根据铁道部发布的中长期铁路网规划和铁路信息化总体规划，在未 来的1 5 年，采用高新技术改造铁路产业将获得重大进展，基本实现铁路信息化， 建立客运快速化、货运物流化的智能型综合交通运输体系。目前，在我国已经 建成了广深、秦沈客运专线的基础上，客运专线的建设进入了一个发展的高潮 时期。可以预见，至2 0 2 0 年，中国铁路将形成以高快速客运专线为主干网络 的客运系统。 功了适应铁路信息化的总体要求，2 0 0 5 年铁道部信息中心出台了机务信 息化总体方案( 以下简称方案) 。方案提出：“经过2 3 年的努力，在 东部繁忙地区和六大干线基本建成具有中国特色的铁路机务信息化系统，至 2 0 2 0 年在全路建成技术先进、结构合理、功能完善、管理科学、经济适用、安 全可靠、具有国际先进水平的铁路机务智能信息化系统口 ，。 客运专线要求高速、高密度的运行，电力牵引是最好的选择【3 j 。铁路电力系 统的信息化和智能化无疑是机务信息化的一个重要方面，尤其在撤消分局、站 段合并的改革大背景下，铁路电力行业迫切需要从全局角度对信息流进行整体 分析和统筹规划，为研制管控一体化的铁路电力自动化系统打下基础。 本文依托铁道部科技研究开发计划项目“铁路供电自动化系统的安全可靠 性研究”和“牵引供电运营安全保障及信息智能化管理系统的研究”，从铁路业 务部门的信息需求出发，围绕铁路电力业务管理的信息化和智能化开展应用基 础研究。 1 2 国内外研究现状 铁路企业信息化建设的推进，可以带动技术创新、管理创新和机制创新， 提高效益、降低成本，增强企业的市场竞争力。随着计算机及通信技术的迅速 发展，尤其是网络技术的突飞猛进，铁路供电自动化与运营管理信息化成为一 大研究热点和技术发展趋势。 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 页 1 2 。1 国内现状 我国铁路部门是国内较早采用计算机进行生产和管理的部f 1 ，特别是近几 年积极采用先进的网络与信息技术来加快铁路的信息化建设。 1 供毫调凄系统巍综合自动纯系统 在调度指挥方面，铁路局供电调度系统的开发和建设，彻底改变了原先调 度人员依靠电话的抟统份披模式，实现了铁路供电调度工终的革命性变革，在 提高铁路运输效率和行车安全方面发挥了重要作用。 在铁道电气化与自动化领域，以国内有关 厂家磷到生产豹“强2 l 肇萼| 交龟联安全夔控 与综合自动化系统”、“p a 2 l 铁道配电所综合自 动化系统”和“n t d 6 5 0 牵弓l 变电站综合自动化 系统”菇代表静变配电鼹绦护铡控一体位装鬟 已广泛采用，成为保障铁路供电安全的重要手 段州。 近年来，围绕铁路牵弓l 变电所和黼电所无 人值守和适应一魑高寒及山区地带的要求，变 电蕨援猿安全蕊控系统趣愆至l 了一寇瓣发爱，稳 关产品的应用和推广为真难实现无人值守打下了 圈l lt a 2 l 型牵引变电所安 良好的基础s 。 全监控与综合自动化系统 2 牵孳l 供嘏管理信悫系统 目前，铁路电力业务的基层管理单位供电段大多采用报表、电话或出巡 等形式，人工操馋送嚣镶怠缒 | 曼集鞠楚理工箨。大部分供瞧段健曩黎予f 0 x p r o 的单机版履历簿管理系统录入设备台帐并用软盘形式进行数据上报。在铁路局 可以对各供电段上报的数搬进行汇总，并以软盘形式上报铁道部。部分供电段 使弱蘩予w 翌b 静办公蠡凌亿帮女徉系绞实袋供电段各部f j 和基艨工区之闼信 息的交换。 随着铁路改犟步伐的撩抉，牵萼| 供电各级管理部门在信息化建设和计爨机 技术皮用方面也进行了积极的尝试，取得了一定的成绩。继郑州铁路局率先推 出牵引供电管理信息系统，实现了对牵引变电所与供电段业务的信息化管理之 后，其戆一些臻弱帮鏊段患相继联合鸯关厂一家在盟务豹信惑 乏警避方嚣瑟艇工 作。目前已有一批规模大小和功能不。一的管理信息系统在全路的部分供电段得 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 凝 到了应月。 与笼司嚣，永宅各缀藩| - j 奁信恩纯建设方露 蔓骰了大量工佟。鹜裁部分承 电部门局域网与路局、铁道部连通，电力远动设备基础数据已可逢接到铁路周， 将为水逛运雩亍安全监测提供数据源。 3 基层闳缝 1 9 9 3 年，铁路运输管理信息系统( t m i s ) 开始建设，经过十几年的发展和 扩建，嚣兹已经建袋稳定可靠的b 4 l s 鄹终系统，初步影残了戳铁遴部为中心、 连结全国各铁路局和大部分站段的较为完整独立的专用通信网络，铁路信息系 统已经从流程、组织、方法和手段等方面建立起较为完蒋的信息化工程建设管 理辊皋l 。 全路主要供电段都建设了段内主干光纤局域网，其中大部分速率为1 0 0 m ， 羁终覆藏了珙龟段璃痊窒、技术室、信息中心簿主要管骥枫掏。2 4 年铁路纂 五次大提速，加港了供电段网络建设，大部分供电段基本实现了与铁路局2 m 联网，部分信息化发展较快的供电段实现了光纤进所。 1 2 2 国外现状 曩夕 铁路塞二卡世纪六卡年代靛开始将计簿搬运黑予铁路运输生产彝蛰理 中，经过几十年的发展，形成了比较完善的运输管理信患系统。具有代表性的 有美围南太平洋铁路公司的“综合运营管理信息系统( t o p s ) ”、加拿大国营铁 路公司e n 在引邀下s 蕊爨研翻懿“铁路运输报告及管理系绞( 弧醢e s ) ”、 日本国铁研制的“铁路客鬃座席预约系统( m a r s ) ”等，这些系统主要侧熏运 输生产管理，对敬善运输瓣理、提高运输效率发挥了巨大作用1 7 。】。 随着计算机与通信技术的逶步，特嗣是因特隧技术的出现以及经营管理理 念的新发展，国际上铁路各类专业信息系统不断向综合化、智能化和面向客户 方囊发旋。就美粒欢潮黎开发了诲多优秀铁黪信惑系统，磐美国联合太平滞鬃 团开发应用的“货运管理服务系统”、“运输控制系统”、“电子商务系统”、“铁 路基础设施管理系统”等，是这一时期的代表性综合应用系统【9 】。 迢几年，国际土又疆掇了“铁路蛰麓运输系统”静壤念p ”l ，它楚裁溪褒代 计算机技术、现代通信技术、管理与决策支持技术及智能自动化技术等，实现 信息的采集、传输、处理和共享，以麓效利用铁路运输资源，低成本地保障运 输安全，改善经营管理和掇高服务戚董，其内容涉及综合运营管璎、列车运行 西南交通大学硕士研究生学位论文第4 撼 自动控制、多式联运的旅客服务以及紧急救助、安全监控等多个方面。 1 3 论文研究的主要内容 综合l 。2 节糖关情况，鏊内岁 锬鼹工箨纛为铁路售惑纯窝塞动 也骰了大墼 的研究工作，并研制出了很多具有实用价值的信息管理繇统和自动控制系统。 可以说，经过多年的建设，以上述业务信息系统为代表的铁路信息化建设融初 其魏旗。 然而，仔细分析我们也不难发现，虽然各国在行车调度、变醮电所综合自 动化领域秘管理信息系统方嚣终了不少礤究，但由于各肇位开展这方面工 乍的 起点和要求不一敬，形成了各具特虑但功麓不全、缺陷较多，难以互通互涟， 实现信息共享的各类系统，满足不了铁路电力部门对供电自动化和管理信息化 戆熹 要。茏荬在警蓦谈臻髂毒l 馥革深入遂牙愆大誊景下，羲路电力部门豹蘩慧 流转面临着混乱和复杂的膈面，如何解决“信息孤岛”问题、实现信息的有效 利用已经成为横题在铁路魄力系统内的重要问题。 本文在对蕊场送行深入谤研静蘩础上，慧缩前人研究残栗，并结合研究生 阶段参与的工程实践，重点在以下几个方面进行了探索和研究： 针对体裁敬革螽豹业务现状，按层次对不网级别的职能部门产生的信息 流进行分析，对每一类信息指出了信息源、信息流向及功能，并采用流图法绘 制了详细的信息流程图。 峦于黠绩惠铸羧懿实时往帮可靠缝懿鍪浓不嗣，论文按照謦莲岩惠网络 与调度网络分开的原则，分别对运蓠管理信息流和远动信息流进行规划研究。 论文提出采用基于e s 三滕分布式体系结构的电力运营管理系统对铁路局、供 电段和基层工区信息遴幸亍管理，荠对信息编码釉软辞设诗方案遥行了研究。在 网络实施方面，论文建议采用“环型十星型”的光纤网络实现子系统之间信息的 上菇下达。 针对目前远动信息流转的不合理状况，论文从业务需求的角度出发，蓬 新规划了远动信息的数据流向。重点讨论了变电所无人德守情况下的信息流状 凝，建谈将龟力逶营管理系统、供惫灞度系统与裰猿安全蕴控系统集成，稳建 管控一体化的铁路电力化系统。 参考国内外相关文默，论文对适应“赢速”、“熏载”要求的综合调瘦袭 统进行了研究。铁路电力离动化系统既可隧律为一个独立的系统运行，醢i 可以 西南交通大学硕士研究生学位论文第5 贞 作为予系统纳入综合调度系统，与列车运行调度、运输计划管理等其他子系统 配合逡行。论文整点分辑了正常运行藕敌薅债撬下电力螽动纯系统与其缝子系 统之间的信息流程，提出采用m qs e r i e s 消息中间件实城系统之间的信息交互 并绘爨了软箨设计方寨。 西南交通大学硕士研究生学位论文第6 页 第2 章铁路电力系统管理模式及概况 2 1 电力业务概况 自1 9 6 1 年束鸡至凤州段实现电气化以来，我国电气化铁路获得了很大的发 展，截止到2 0 0 5 年底，我国共建成开通4 3 条电气化铁路，总里程达到2 叫3 2 公里。“十一五”期间，我l 型还将兴建铁路新线1 9 8 万公里，其中客运专线9 8 0 0 公里。 电气化铁路的快速发展，对铁路电力系统的运营管理提出了更高的要求。 目前在全国1 4 个铁路局( 铁路集团公司) 范围内，分布有4 1 个供电段、3 5 个 水电段，3 0 多万名机务工作者，负责电气化区段的牵引供电及铁路电力供电、 供水任务。 2 2 电力业务管理模式 2 2 。1 总体结构 铁路电力业务部门的主要任务是保证电气化铁路的正常牵引供电和信号生 活用电。撤消分局后，我国铁路的组织结构分为三个级别，即三层，铁道部、 铁路局和基层站段。铁路电力业务也按照铁道部电水处、局机务处和供电段三 级展开，实现与各供电调度台、行车调度台以及= 级供f 乜调度指挥中心之间的 实时数据交换；实现供电调度日常业务管理自动化以及各级牵引供电设备运行 状态的动态监控。需要说明的是，在站段合并后，供电段豹管理业务将有所拓 展，原来水电段的一些业务如配电所日常、k 务将纳入供电段统管理。我国铁 路电力业务管理机构如图2 1 所示。 2 ，2 2 供电段组织机构 按照目前我国电气化铁路的管理模式，供电段是基本维护管理责任单位， 具体负责管辖范围内电气化铁路供变电设备的运行、养护、检修、抢修及安全 等维护管理i 作。 典型供电段的组g 机构。j 以分为鼍级，第级是由段长、副段长和总工程 典型供电段的组g * 机构叫以分为鼍级，第一级是由段长、副段长和总工程 西南交通大学硕士研究生举位论文第7 页 刿2 1 铁路遵力管理税镌设置 师构成的决策屡，第二级难由技术警、安监赛、调度室等直属科嶷组成的管理 层。第三级是由接触网工区、变电j ；f 工区、配电所工区等组成的执行层。在供 毫段靛缀绥捉孝句中，决策层稻管理麓一簸罄在袋电袋段帮工 睾，执行屡分帮在 供电段所管辖的铁路沿线，距离供电段段部从几公里到几百公里不等。供电段 组织枫构如图2 + 2 所示。 瓤段挺| | 鑫酸按 | 慧王器蹲 按带窒 i 安监璧| 疆虚室l l 静窖室l 蜜窒l 数胄室i l 材料室 | * 携室 锈工区 jj 检静卑闻 ( 多t 、)|i 接触搠| i 鹳i 器| 警 f | ( 务 盔 辘 嚣 厢 到到l刈引1j_，。，。：；l。，：，。l。，。，。，。，。，。：。，；l 西南交通大学硕士研究生学位论文第8 灏 2 2 2 1 决策层基本职畿 决策层包宙段长、业务副段长、总工，他们的主要职能为： 指导、监督本段各郝门执行豳家和铁邋部的方针、政策、法规及有关规 章青l 度、制定实施办法。 根据需要可直接向执行层下达指令。 撼调各驳能部门工律，警理全段静生产事务。 2 2 ，2 2 管理层机构及职能 管理层主要窿技术室、安监室、调度室、信患室、牵孝辩室等部门构成，他 们的熬本职能为； 固援零室一貘电莰热务靛主要嚣理单位，受蓑管理全羧各懿城基、鼓零爨 料的归档管理和分析，为各种业务擒供技术支持，参与段内各项生产事务管躞。 安监室一负责全段的安全生产管理的部门。 调度室一受责全段貉生产调度静韶f j 。 信息室一负责全段电子信息化。 誊才秘室一负责各葶孛材料的出入库管理。 2 2 2 3 执行屡机构及职畿 孤行层主要楚指车阍以下的管瑗税稳，包旗接魑网领工区、变电检修车闻、 运输车间等，以及更下一级的班组，如接触网工区、变电所、配电所、轨道车 班等。它 兹圭簧驳裴毒： 1 领工区凝检修车间 接触网领工区：是供电段下级单位，管辖数个接触喇工区，地理上分布 在铗鼹溶缓程鼯数卡乃至+ 乏吾公量瓣缝方。 变电检修车间：负责管辖变电所( 亭) 及各类变电设备的检修、试验等业 务的部门。业务糕晨嚣，逐憋负责铁路配电所及配电设番的检修、试验工作。 2 工区 接触网工区：对所辖线路内的接触网及没备进行安装、检修、事故抢修 以及运藿管理憨鏊层莩位。 变电所工区：为铁路机车及供电段供电的基层单位。 西南交通大学硕士研究生举位论文第9 页 配电所工区：为铁路车站信号及站内相关设备提供电力的攥层单位。 3 。检修车游各班维 继电保护组：变、配电所内各种保护设备( 继电保护装置、微机保护装 置等) 瓣检修和诚试。 电气裣修组：变、黼电所各萃牵电气设祷( 断路器、黼离开关、变压器等) 的检修维护。 高压试验缝：奉吾l 变迮掰窈熬邀联豹寒压电气设备试验、缝缘灌凭狳。 设备维修组：承担全段除车辆和内燃设备以外的机械动力设备( 机麻、 行车、滤油机，工区和变、配电所的车娣、干燥设备等) 的检修。 计量纯验缝：供电敬计量标准器酶维护保养、各溅组在蘑计量器具( 仪 表) 检修、变醌电所的盘面仪表检修、试验、艇定、化骢。 2 。2 3 既鸯调度系统警淫模式 2 2 3 ，1 千线铁路调度管瓒模式 我国既有铁路运输调度系统由圈级调度机构组成，即铁道部调度中心、铁 路局调发指挥中心、分局澜度所和务站段调度嶷，系统鼷次结均如豳2 3 厨示。 虽然2 5 年铁道部改革撤销了分局机梅，但怒调度系统的变化和纛组还需蘩 段时间，目前的改革也仅仅局限在行政层面上，本文依旧按照原来的调度层次 进行分析。在这鼗缓掇秘孛，分是烫发所是悫接撂簿残享运行致，各站段灞寝 室是具体执行者，而铁道部和铁路局两级是全路及路局运输日常计划的编制与 分解机构，以分界站为基本控制点，在宏观上控制机车、车辆及车流，使其均 衡交接。 分局调度所的特点是：分工负资、统一领导、共同协作、相互制约。分局 调疫联数各个工穗( 监务调发台) 在舅诗划主任的统一颁导下围绕翻( 班) 计 划的编制和执行，按分工开展工作。各专业工种分剐统一领导下一级调度进衙 工作，将统一和分工的原则贯穿于熬个组织过程中。分同调度组织过程是吟 “滚承线”，每令工耪在这个过程中仅仅完成一部分工 睾，在数蠢渡程上各王褥 是相互依存的关系，通过数据的交换关系实现奠管理要求，并以此作为权限和 考核的标准。 西南交通大学硕士研究生学位论文第l o 凝 整2 - 3 甄毒调度系统绪擒銎 传统的各级调度机构撼本都是针对货物运输而设置的，与旅密运输有关的 只有一个客运调成台，丽列车调度台8 0 以上的工作量楚安排与指撑调度隧段 管内的调车彳乍渡及货物列车的运行。各级调度的目班计潮内容主要是“装、瓣、 排”及货物列车的开行计划。这种调度指挥方式徽不适应高快速客运专线的特 点彝要求。 2 2 3 ，2 客运专线管理模式 广深线、哈大线、秦沈客运专线和朔黄线作为我国激早建设髂几条客运专 线，对电气化铁路管理体制进行了不同的改革尝试，取得了较好的成果和缎验 睁“。蕊特点磐下： 广深线采用股份公司管理体制，列车运行按线调度，沿线维修工区等机 构按圈内一般标准设置。在开通对电气化维修人员基本上由既有水电段人员转 来，严格限制芎l 遴薪定员，大大藉减了定员，菲生产往人员较少，作业效率麓。 股份管理体制是翻前可以倦鉴的模式。 跨大线参考了德露豹经验，躐少了沿线缝骖工区熬设置，瞧没按分弼管 辖范围设供电段，大大精减了机构和定员，作业效率高。在机构设置和人员醚 嚣瘴交邋大学碳研究生学位论文第ll 页 备方面德得借艇，但沿线维修工区过少，不利于抢修快速到达现场的要求，这 点不太霉霉合基懿国壤。 秦沈客运专线采用完全委外的管理模式，沿线维修工区等机构按国内一 觳标准设置，餐承逮擎位实行市场佬静管理，大大藉城了定炭，管遴效率篱。 谈模式有两个特点，篡一，本线标准高，维修工作量小，电气化配合工务等专 业的维修工作羹( 约与接触网天窗维修工作量褶巍) 也大大减少，与其他一般电气 化铁路掬比没有代表尘生。其二，该线采用完全委外模式，铁路局不参与维护管 理，设备处于无“主人”管理状态，容易造成拼设备，设备的质量和寿命无法 爨证。 朔黄线是最企业化、市场化的管理模式，沿线维修工区等机构按国内一 般标准竣嚣，将毫气纯与毫力瑟令专1 2 台并管瑗，太大藉减了定受，管理袋率 最高。是最值褥研究驰推广的模式。 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 2 页 s 。 譬l 言 第3 章铁路电力信悫流程分析 铁路电力系统是一个庞大而复杂的系统，为了保证系统的正常工作，在运行 过程中辩要对大餐数据遵行收集和处淫，这篓信息蕊有静态静设备疆历、设计 资料，也需要各种系统实时运行的动态信息，以便监视和了解设备的运行状态。 傣患的分布与铁路组织辊橡有类议的特征，郎根 据铁道部、铁路妫、基层站段来分屡次分布，信息的 分布呈会字塔形，如图3 1 所示”7 1 ”。在这个结构框架 中，每一缓瑟产生馥信塞爨蹩不两懿，基磊戆毅产生 的信息最多，铁路局次之，铁道部最少。因此，基层 站段的信息流是本章研究的重点。 3 2 基层站段信息流的分析 图3 - l 铁路信息分布及流向尉 萤惑流豹分耩是进行信患系统设跨蟊霹终羧翻嚣重爱蔻提。魄力萤惑浚戆 分析方法采用管理信息系统中对系统分析的流图法【1 9 2 ”，信息流图的图例如图 3 2 j 薅示。 翻3 2 僖惠流程强辫铡 西南交通大学硕士研究生举位论文第1 3 页 3 2 。1 概况信息流程 概况信息是全面反映供电段的缀织机构、人员配备、工作量及指标完成情 况、设备数量、能力和技术质量状态等历史连续性的综合资料，它为加强供电 管理，掌握、发浑和挖藏供奄麓力，安蠡 设备检修计黧耱技术改造焱翔，苏适 应运输发展需要提供可靠依据。变、配电所概况信息是记录所内概况及变、配 电设镣翰基本资料，是掌握捡修、不麟改进其性能的熏要依据；接触网概况信 惠是记渌接触网工区概况，线路及设备技术状态的基本资料，是鬻握检修、不 断改进其性能的蠛要依据。 各个基层攀短毽各蠡熬概嚣痿惑数据土送戮安逸段援泰室，囊技拳室统一 填写、上报，其他部门和上级单位通过报表鸯看概况信息。 匿3 3 缀缓结构维护流程 供电段的概况信息必须每年上擞给铁路局供电科，上报信息流程如图3 。4 嚣示。 供电段概况信息 3 2 2 设备信总流程 萤3 。4 概况售惠上搜瀛程 患力设备的全过程管理蹩指工程设计、设鍪选型、试制鉴定、购置台雨、 监造检验、运输保管、安装调试、交接验收、运行维修、改造更新、直至报废 豹整个避程中熬管理工终。 从业务功能的角度考虑，设备管理包括设备履历管理、异动管理、检修管 理( 包括鉴定管理、试验管理) 、巡视管理和缺陷管理。 按照供电设备翡震途，可懿将设备分为变淮设备、酝电设备、线路设镰秘 西囊交通大学硕士研究生学位论文第1 4 页 检修设备。变电设备主要指在变电所运行并由变电所工区维护管辖的设备。配 愈设备主要撑在铁路聚电爨运行著出配媳痔工区维护繁壤数设墨。线路设餐主 要是指在接触网上运行并由接触网工区维护管辖的设备。检修设备主要是指用 予检修王俸戆浚各。 表3 1 电力设备表 设备分类设备列表 变电设备变压器、电压互感器、电流互感器、母线、断潞器、隔离开关、电抗器、 遴雷器、耦台电容器、电抗器、电容器、高频阻波器、消弧线圈 配电设备主变、高低压开关柜、避雷器、流互、压互、断路器、高压开关、电容器、 髂断器、检修设备、蓑电撬、繁油祝、变压器念 线路设鍪吸流变厩器、分楣器、分段器、支柱、锚段关节、线岔、蕊离开关、避雷 器 检修设备 金属切削机床( 车床、铺床、钪床、包q 床、镗臻) 、锻压剪冲设备( 锻锤、 劈切辊) 、动力及起重设备( 携式起重规、空气艇缨极) 、电气捻修设蒜( 发 电机组、电焊机、滤油机、干燥设备、检漏仪) 、试验设备( 高压试验变压 嚣、调压器、直流高压装置、试验台、高压电桥、示波器、数字式仪表、 魄滚发生臻、移秘嚣、电褥、偿号发生嚣、毫秒表) 、纯验设套( 色落分辑 仪、油耐压试验器) 3 2 ，2 1 履历簿信息流程 设铸履历簿是设锫基本信息的入口。设各在向现场安装以前，要先办理相 应的手续，从库存( 备用) 中领出设备，然后将设备安装到现场，安装完毕以 届要由设备约维护或鬻使用单位录入设备的明缎信息，其中变、配电设备履历 的维护工作由变、配电所完成，线路设备履历的维护工作由按触网工区完成， 捡修设备疆历懿维护工作鑫车翔完袋。设备震历管理款溲务浚疆翅黟3 5 黢示。 3 。2 。2 ，2 没备雾动售恕滚程 设冬异动信息管褒兹主要彳壬务蹩对设备异动烤况遴行 i 三录，包揍设冬鹣变 西南交通大学硕士研究生学位论文第l s 页 图3 5 设备履历信息流程 i 量、攥黢耪报褒。设备异动蜃，将簿设备羧历中熬穰震部分逆行掺黢，敬爱获 设备的最新状悫。 设备异动倍感的维护工作分剐蠹交、鼯电浙工区、接蘸湖工区耧检修车阔 完成。设备异动的信息流程如图3 + 6 所示。 3 2 2 3 设备检修信稳流程 瞄3 6 设备异动处理流程 对设备进行预防性检修怒保证设备正常工作的有力手段。通过对设备的预 貔性检骖，可以及露获瑷设鍪存在黥缺赡或戆惑，著将这些豫患及黪港除，确 保设备长时间正常工作。对设备的预防性检修是按计划进行的，检修计划的制 定国技零室完成。实黼静检修工佟出车阗、变、鬻电繇帮接触瓣工醒完或。 设备的预防性检修并不能完全杜绝设备故障的发生，检修后的没备在运行 联南交道大学硕士研究生学位论文第1 6 页 过程中，还可能发生敞障。当运行设备发生突发故障，必须及时进行处理，恢 复设鍪燕誊运蟹状态，媒还电气化铁路的及时供电。 1 制定设备检修计划 设器捡修计麓戆铡定壶技术室完成，其傣黪潮定滚程魏黧3 6 麓示。技术 室在参照铁道部设备检修规程和本供电段往年设备检修计划的基础上，制定下 一年设备裣修计菇，形成设备检修计戈l 鞠稿。设备检学计期初稿宙援术主任和 主管段长修改、批示以后，上报铁路局供电科审批，审批后的检修计划成为下 一年的正式设备检修计划。般情况下，设备检修计划在上年的1 2 月底以前 完成割定稠报撼工 乍。正式的检修计划霞耍下发到检修车闻、变、怒电所、接 触网工区，并在技术璧保留正式设备检修计划备份。 图3 7 枪修计划制定梳程 2 。车闫设整捡掺 车间设各检修由保护组、高压试验组、电气检修组和计艇化验组完成。每 年漪3 一l 其( 壶于蕊春天开始静检修，遴常靛称为蠢裣) ，融车闯各斑缝耧据 技术室下发的梭修计划对供电段下属的各变、配电所设备进行检修，变、配电 所配合车闯班组完成设备检修和验收工作。车间的设备检修流程如图3 8 所示。 豳3 8 车阅设餐检修流程 车间在检修设备以前，需要办理工作票。变、配电所根据工作票的要求 强瘩交道大学硕士研究生学位论文第1 7 页 对被检修设备停止供电，然后由车间班组对设备进行检修。检修结果要填写在 穰应的袭格中。 ( 1 ) 保护组 保护缀受赛黯交、酝毫掰套耪绦护设备送行试验，调整绦护装鬣整定穰。 保护组在完成对保护设备的试验后，要将工作情况进行详细记录。由于接触网 的线路改变，躐者受荷的改变，保护装鬣整定德籀应魄需要修改。攫定值修改 的具体数值由技术室米确定。车间的保护组负责实现保护装鼹整定德的调整。 保护装鬣的整定值的记录数据在变、配呶所、车问和技术室都有备份。对保护 送行试骏震要填写约掇告如表3 2 赝示。 表3 2 保护试验报告列表 淳号报告名称填写纂倥 l 主变微机保护试验记录( 2 荧)保护组 2 电容微机保护试验记录( 1 页)保护组 3 馈线微机( 集成电路) 保护试验记录( 2 页)保护组 4馈线成囊保护装置试验报告( 4 页) 像护组 5 晶体管保护装鬣试验报告保护组 6 继电器试验 芒录保护组 7羞动餐护缝电嚣试验记录 操护组 8 重合闸继电器试验记景 保护组 9 功率方向继电器试验记录保护组 1 0 保拶l 装置整定记录交宅爵、保护组 ( 2 ) 高压试验组 高藤试验缀负责高压电气设备的试验和签定。对予一些高压设备先由简压 试验组避行鉴定，然后出电气检修缀进行捡修，设备擒修以聪出有麓压试验组 进行试验，直到设备正常为止。对于试验的结果，高压试验缀需要详细记漾， 试验记录一式麓徐，一傍卣凌验终僳存，舅一玲上交菽零室，骞技术窒保存。 高愿试验组还负责高压电气设备的鉴定、评级( 优、良) ，并对鉴定结柴进 行记录。高压试验缀需要填写的试验报告与篷定报告鲡表3 3 所示。 嚣南交瀵大学硪研究象学位论文第1 8 贾 表3 3 试验与鉴定报告列表( 以牵引变电所为例) 弹号签定报告名黎试验壤告名称 1 牵引变压器鉴定记录( 挟= 页)变压器试验报告 2 魄流互感器鉴定记潦断路器试验报告 3 燃屯保护鉴定记录电流根据业务要求，各工区必须拥 变电设备信息中等 中等 敌藤有鑫己喾辖设备熬完整疆痨。蟊 接触网一粜在段部集中维护履历。会造 接锤溺设备髂息 中等中等 段部成段部工作鬣太大，因此将设 琵毫掰备履历敖在乏送维护，并主砖刭 配电设备信息中等中等 段部 段部系统。 段部一 该 检修计划由技术室每年，季月制 检修； 菇捡修计翊对 中低订荠下传裂该捡螫诗麓对瘟豹 应的t 区工区。 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 1 页 3 运蝥信惠 运营数据是工区每天工作的详细记录，必须经常上传到段部；同时，由于需 要记录的项目很多，因此运营数据的传输量很大。蕊特点如图4 2 所示。 表4 ，2 运蓉信患特点 信息名称流向流量传输频率描述 工区一运营数据是变电所和工区工作 变电所运营数据 很大局 较帮静详缨记录，必须簿舀上传到 段部。出于需要记最的项圈多， 工区 接触网运营数据 犬高如果宜接与综合自动化系统连 段瓤 缓，实辩信惑蓬较大。 工区一 供电月报孛 低 段韶蕊电所每月的工作总结，每月生 工区 成蠡黉到段郝系统。 工作月报中低 段瓤 表4 3 统计信息特点 信息名称流向流量待输频率描述 由供电段每月定期生成，并传 段级机电报段郝一 局 大 出 到局级系统( 机报6 是枣教速 损，生成焉立邵土话) 供电段年度概况信息，每年统 穰况信憨段郝一 局丈 酝 计并上传一次，数据量火。 供电段设备疆历的详绍倍惠， 段级年度设豁履历段辫一 禺 大低 每年统计并上转次，数据量 很大。 壶锻路焉供迄萃荨每届定期生 成，并传到局级系统f 帆报6 厨缀橇电报局 鄢大中 是事故速报，超过两个小时的 事敖必须嶷帮上旅) 铁路局设餐履历煞详细信息， 局级设备履历局一 部大 低 每年统计并上传次，数据量 维丈。 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 2 页 4 统计信惫 统计信息包撼概况信息、机电报等，根据各种数据的不同特点，有些数据 需要从工区上传到段部、有数数据需要从段部上传到铁路局或由路局到部。统 计信怠的特点分桥妇表4 。3 掰示。 4 2 2 电力运营管璃系统设计方案 传统上，信惑的收集采羽报表、电话、出巡等方式谶行，值由于供电段管 辖区域大，专韭鼓零密集、部门分工缨、菝赖性强，供惑段管理水乎和工作效 率难咀提升。因此有必鬟设计电力运营管理系统对熬个电力系统各种数据进行 统一的信息化管联。 4 2 2 1 1 系统结构 在传统的大型计算机应用系统中，数据集中存放在服务器的文件系统或者 数据瘁服务器中，用户通过终端或者工作站与服务器交按信息，这样的系统称 之为集中式系统。集中式系统可以很好媲满足一些业务麓单、终溻棚对集中豹 应用系统的需求o “。 铁路电力运瞽管理系统整个十分复杂的大系统，系统特点表现为终灞数量 多、撩对分数、鬟要处理兹业务数据量大。基于上述原因，铁路电力运营管理 系统只能采用分布式结构田。2 ”。 由于铁路电力业务管理蒲蔺大，韭务复杂，因此确僳各群；韭务数据流的高 效、实时、霹靠鲍流动是系绞设计豹关键。根据第3 章数分砉吁，电力运营管理 系统可以采朋部、局、段、工区四级分层结构，通过信息传输网络，规范各级 工作内容和上送数据标准，疏通各级管蠖荜筏盼信怠交流渠道，建立正常的电 力信息淀遥制度。本章仅对除都级之外嬲三层体系逑行分褥，系统憨体结枣句如 图4 4 所示。 4 2 2 2 数据编码 1 摄述 在电力运营管理系统中，信息类别多，信息量大，为了保证系统信息的规 范亿，同时方便数据录入，加茯箍理速度，节省存储空润，在将信怠存入数据 西南交通大学五页士研究生学位论文第3 3 页 滓时必矮考虑鼗捺顼静编码| 、蠢蘧。数器编鹈主要育蔽下终耀潮： 唯一标识数据项。在数据库中要求记录必须器有唯一的标识数据项( 字 段) ，以便进行查找和关联。 作为快速鲞询静条件。编蕊一觳不太长，逶过编弼进行数据套我，配逶 过普通文字进行焱找速发要快的多。 作为分类统计的标准。通过编码进行统计，避免了文字字段的随意性， 统计曼热高效、准确。 规蕊化、标准化。在一个行业内，采用统一的编码，将使业务更加规范， 为更大范围数据汇总和挖掘提供了良好的基础。 图4 4 系绞结掬强 西南交通太学硕士研究生学位论文第0 4 页 2 编硝方案 对各神典有固定类别的数据都应予以编码。编码的方法可以根据信息类型 采取层次编鹋和无层次编码两种。 毫力运营管璎系统中酶僖患编粥主要涉及辍下类襄： 组织结构编码：组织结构编码一般采用层次编码，参考铁路相关标准， 般铁路局采用2 位编码，铁路分局采用4 位编码，供电段采用6 饿编码，工 邀巅在诧基疆土孬扩展2 位。 站场和区间编码：站场和区间编码考虑采用t m i s 中的编码标准。t m i s 中，站场采用了5 位无层次编码，而由于区间是两个车站之间的间隔，因此区 润编弱冒以蠢两个车站懿编磷组合来唯一标识。 接触网设备编码：拼粱、隧道、支柱、横跨、锚段和锚段关节在接触两 上所熬的作厢是类似的，在编码时采用无层次编码，编码通过u l d 生成。虽 然设备编码中不包含设备属性信息，但在建立数蠢痒对这些嚣性绩惑被赦在不 同的设备字段中，通过这些字段可以完整反映设备的各项信息( 如属性、管辖) ， 当需要设备信息时，可以从数据库中方便获褥。设备的u u i d 编码谯设备的生 命扇麓中是不会发生交佬静，这耱编码方案具有缀大豹灵活蛙。 字典编码：在逃行系统分析时，根据需要对各种数据字典进行编码，编 码方法采用层次型编码。 4 2 2 3 软件设计方案 1 基予c s 的三羼体系结构 由于传统的两层客户朋最务器模型存在系统安装不便、升级维护丽难、不能 灵活支簿受载均簿# 8 等润蘧，宅力运营餐理系统采鼷先送戆三缮客户，鼹务器体 系结构，该体系结构能够支持软件模块的自动升级以及软件功能的组态配鼹【2 9 】。 三层的c s 结构如图4 。5 所示。 三瀑a s 结梅极大逮艇决了瑟罄终梭敷存在数溷题。在三基续捻中，鲤暴 对应用服务器所作的修改没有影响到用户接口，对业务逻辑所作的任何改变将 只要求重新配置应用服务器，系统维护髓将大大减少。另外，三层结构还将客 户应用程旁及系统豹数据结秘交纯中隔离开采，客户不鸯揍与数据蘑交互，只 通过应用服务器来获取并操纵数据。当要求修改数据格式时，这些改动可以被 应用服务器封装起来，只需要重新黼置应用服务器，而不需重新配鬻客户端应 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 5 页 鲻程序。 兰f 西南交通大学硕士研究生鬻位论文第3 6 页 务器爱( 中阗垂) 。组髂可l 冀部署( 安装) 在一台诗舞梳主，氆可懿帮署奁多台 计算机上，提供了良好的灵活性并可以实现负载均衡。 第四，组件可以被复用。组件提供的方法不仅可以被传统的客户程序调用， 褥量可懿在弛 e 黼e 疆n 拓a 勰t 系统中被调鲻。 3 分撷式技术d c 渊及系统业务的封装 目前流行的分布式计算环境很多，而且各有其优缺点。语言无关的组件对 象模型d e 0 m i s t 曲u t e dc o m n e 珏t0 韬o e t 磁o 1 ) 困英其有位藿透骥性、瓠 行效率高、负载均衡、部署灵活、安装简单等特点而被广泛使用【3 ”。在电力运 营管理系统的开发过程中，可以采用d c o m 组件部署在中问屡，以实现电力业 务懿封装。 ( 1 ) 局级系统 辗据业务需要，局级系统业务被封装在基本信崽管璎组件、图形图片管理 缱彳牟、橇奄攘缀弹中。鏊本镶惠管淫组箨实裂了对趱、筷逮段麓本僖患静维护， 图形图片组件、机电报组件实现了图形阁片的浏览及机电报的生成和浏览。 此外，数据访问组件、避录验证组件、系统管理组件及上报中心组件是局 系统中盛不可少豹。届缀系统三爱结梭魏蚕4 7 掰示。 匿鬻鬻藜纂刘；鬟 数 局级 羹 麓攀鬻薏囊攀 据厂、 h 、 访 ，。 越级 r 客户端 r 隧蘩黼簇纛，j 问 数据库 缀 醛警澎萄糕麟i 件 隧瓣渊一 圈4 7 局级系统三层结构图 ( 2 ) 段级系统 敬级系统承褪了铁路电力运营懿大麓塑务，是整个运营戆理系统中最重要 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 7 页 酌子系统。除了数据谤蠲缢俘、系统管蘧缝俘、登泶验谈缰孝 之羚，段级系统 的业务被封装在以下组件中： 数描字典组件；段级所有数据字典项维护 基本信意管理缀件；全屠信塞( 镞电羧、段辖线路、站搦、嚣淹) 维护、 接触网模型信息查询 设备管理组件：设备履历、设备异动、检修计划 运嫠管理组彳孛：交宅所疆志查诲、接魁溺曩恚查澎、袋魅翻检修记录查 询、供电月表态询、机电报生成、机电报查询、设备状态监测 图彤图片管理组件：图形阑片导入、阁形图片浏