铁路电力及自动化系统组网方式研究核心探索

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摘 要：随着经济和社会的快速发展，我国的铁路行业也获得了快速的发展。对于铁路运输而言，铁路电力系统的供电是非常重要的。然而随着时代的进步，传统的电力系统监控方法已经不能满足时代的要求了。所以为了更好地确保铁路的行车安全，就应该选择电力自动化技术，这样才能确保供电的可靠性。因此该文将会对铁路电力及自动化系统组网方式进行一个探讨。
关键词：铁路电力 自动化 组网 核心
中图分类号：F407 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）01（b）-00-02
铁路电力系统的安全对于铁路运输的工作有着重要的影响，如果电力系统出现问题，必然会影响到铁路运输的时间，造成不必要的经济损失。而信息技术的快速发展，使得传统的电力系统表现出较多的问题，不利于铁路运输的安全。因此采用电力自动化系统是很有意义的，它可以有效地确保铁路运输的安全。
铁路电力自动化系统主要是借助于计算机技术来运行工作的，其中包括硬件技术、软件技术、自动检测与控制技术以及通信技术等。这些计算机技术存在的意义就是给铁路电力系统的运行工作提供电源、检测和控制系统工作情况、及时对系统的运行工作进行适当的调整和管理。有了计算机技术的加持，就可以快速发现系统的故障原因，并及时采取措施解决问题。避免造成大范围的停电，影响了系统的正常工作，造成不必要的经济损失。从而可以有效地提高铁路电力自动化系统的管理质量，确保整个电力自动化系统的正常运作。
1 铁路电力自动化系统的组网方式研究
1.1 现场总线方式
现场总线方式，其实就是一种在生产作业里的全数字化以及具有实时、多个节点等特点的数字通信系统。它主要是为变配电所各内部单元和部分范围提供通信的。现场总线控制系统和以前的控制系统不一样，它可以有效地解决以前系统中存在的模拟数字通信混合、系统过于封闭等问题。由于现场总线控制系统能够较好地满足当前的控制网络的需求，所以其在控制网络行业有着不错的发展前景。现场总线控制系统处于现场设备前端的位置，主要就是为了现场的一个管理工作而服务的。它可以同时支持多种电缆材料，如双绞线、同轴电缆、射频电缆以及红外线等。有着比较强的抗干扰能力，可以让多种电缆同时工作。除此之外，现场总线控制系统是利用两线制来完成送电和通信工作的，所以具有较高的安全性。而现场总线在布局上比较简单，有着较高的可靠性和实时性。但不足之处就是由于现场总线的标准比较多，并且不能相互兼容，从而影响了现场总线的发展。
1.2 音频专线方式
音频专线方式指的是在音频传输接入系统的基础上建立起来的一种铁路专用网络，主要包含了音频共线的专用通道以及铁路路程控制的电话交换网络两种。在铁路的沿线干道地区都会设有多个火车站，而每个火车站自身都有自己的信号电源和自主的车站开关等。因为铁路路线的分布主要是呈线状分布的，所以就可以在环形组网中增加一个通信中继器。这个通信中继器可以有效地将音频数据一个单元一个单元地传递下去。这样就可以在很大程度上节约设备建设的费用，避免不必要的浪费。当终端设备一旦接收到相关的报文时，它们会按照报文地址信息来选择有用的数据。如果确定数据是属于该报文地址的，那么终端设备就会自动接收并对数据进行处理。如果确定数据不属于该报文地址，终端设备则不会对其进行处理。
音频专线环形组网的方式主要有以下特点：一是可以有效地节省信道建設资源，减少资源浪费。但是节省信道建设资源的同时，也会造成信号的延时，导致信号实时性比较差。二是当通信线路发生了问题之后，信号数据可以在另外一个方向进行传输，确保系统的正常运行。然而由于当前的铁路通信行业的发展快速，音频专线的环形组网已经不能满足当前的发展需求了，已经处于弃用的状态中。
1.3 数字通道方式
数字通道方式主要是借助于通信传输接入系统提供的数字接口的方式，来完成电力自动化系统的组网工作。而其中的数字接口主要是采用RS-232/V.24等型号的。数学通道的组网方式和音频专线中的星型组网方式比较相像，不过数字通道的组网方式还需要有一个多路串口机。但也正是多路串口机的存在，导致了一些弊端的产生。当接口选用串口的形式时，那么通信之间的距离就会被缩短。而在直连的情况下，规定通信设备和电力设备两端的间距是不允许超过16m。如果超过了这个规定的间距，就需要用MODEM来使得传输距离变长。然而接口的传输速率是有限的，不能超过64kibt/s。在这样的情况下，铁路电力化系统没有再将这些组网方式纳入使用范围内了。即使一些地区在以前采用了这种组网方式，也会在这几年里进行慢慢的改造和升级。
1.4 以太网方式
以太网作为铁路电力自动化系统组网方式之一，在信息网络领域有着广泛的应用。目前，正以高速的速度发展着，准备遍布数据通信的任何一个地方。当然，也包括类似于铁路电力自动化系统这种工业自动化领域。在工业自动化领域，工业以太网在技术上是和以太网标准相互兼容的，而至于设计方面则是按照工业的相关要求来设计的。而铁路电力化系统的以太网方式则是用这个原理来解决的。就是借助于工业交换机和通信系统中的通道形成了一个组网，这个组网可以让信号数据在各个设备之间进行传输。这种以太网方式主要有以下几个特点。
（1）宽带大，传输速度快，因为有了以太网构架的帮助，所以组网中的传送带宽是和以太网一样的。所以带宽大，传输速度也快。
（2）可靠性高。在铁路电力自动化系统组网中，使用工业以太网，就可以有效地组成一个环形冗余的网络。这样操作起来就会更方便，可以快速地解决问题，系统的恢复时间也比较短，有着较高的可靠性。
（3）扩展性能好。在其他的系统组网中，只能用于信号数据的传输。而在以太网方式中，还可以用于视频和语音的传输。语音、视频等可以借助于编码器转换的帮助，变成相关的信息数据被接入网络中。从而可以突破以前的传统，形成一个“视频、语音、数据”的三者合一。
（4）鉴于TCP应用层的协议。ModBus/TCP是在TCP应用层基础上产生的协议，在它的传输层，它采用了标准的传控协议TCP。如果传输层接收到了错误的信息之后，传控协议的TCP中应答和重传机制也能让传输工作继续运行。ModBus属于一种比较开放的协议，不存在任何的限制性和封闭性，所以对很多供应商而言都是适用的。至于它的网络层，则是采用IP协议。只要客户知道设备的IP地址，就能让二者进行通信。对于它的组网结构也比较多，可以选择星型、环形等多种方式，可以灵活选择。但考虑到铁路的特点等原因，普遍还是采用了环形结构。
2 结语
铁路电力系统的安全，关乎着铁路运输的正常运行，关乎着铁路运输的安全。所以需要特别注意铁路电力系统的安全，相关的工作人员要加强对铁路电力系统的建设，加强对铁路电力自动化系统组网方式的研究，使其可以更好地为铁路电力服务，促进铁路电力自动化系统的发展。
参考文献
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