呂文利，朱 能
摘 要：為提高鐵路供電調度工作標準、作業(yè)標準和管理標準水平，應用智能信息技術實現(xiàn)供電調度信息管理各子系統(tǒng)的現(xiàn)場應用，打破了鐵路電調和現(xiàn)場維護作業(yè)的信息壁壘，解決應急指揮中多方聯(lián)動協(xié)調問題，實現(xiàn)了搶險應急時設備、人和組織三位一體的全網(wǎng)數(shù)據(jù)感知。
關鍵詞：信息技術；供電調度；物聯(lián)網(wǎng)
智能供電調度運行管理系統(tǒng)是智能牽引供電系統(tǒng)的重要組成部分，是提高工作效率、強化安全卡控、提升工作質量的專業(yè)化管理手段，是實現(xiàn)供電調度工作規(guī)范化、作業(yè)標準化、卡控智能化的綜合性工作平臺。智能供電調度運行管理系統(tǒng)基于信息化技術，結合多層域感知、移動互聯(lián)、主動協(xié)同、異步消息隊列等技術，體現(xiàn)了“人”、“機”、“物”、“法”、“環(huán)”及“智能技術”的系統(tǒng)關系，解決了需求、感知、網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)、技術、決策6方面的協(xié)同融合問題。
（1）創(chuàng)新意識有待加強。長期以來，供電調度與列車調度、接觸網(wǎng)工區(qū)、變電所等的聯(lián)系一直沿用傳統(tǒng)的作業(yè)方式，手工填寫《牽引供電設備停、送電登記簿》和《接觸網(wǎng)停送電登記簿》，電話聯(lián)系傳遞命令內容及生產信息。該作業(yè)方式效率不高，耗時較長，信息傳遞錯、漏現(xiàn)象時有發(fā)生。目前，我國電子信息技術得到了較大發(fā)展，取得了一系列突破性的進展和進步。建立基于電子信息技術的鐵路供電調度智能管理系統(tǒng)以改變現(xiàn)有的作業(yè)方式，提高工作效率勢在必行。
（2）信息管理方法不科學。目前，供電調度日常運行數(shù)據(jù)采用人工手寫和電腦輸入的方式進行存檔，數(shù)據(jù)繁多，信息量大，文件保存費時費力，且翻看查閱不方便，如果管理方法不當，還將造成重要資料的損壞或丟失，在一定程度上降低了管理水平，嚴重影響工作效率。
（3）時效性低。沿襲以往傳統(tǒng)的操作流程和管理技術，時效性較低。如供電設備發(fā)生故障需進行應急處置時，故障相關信息依靠人工電話聯(lián)系方式依次通知相關部門，影響處置決策與效率。由于時效性低，還可能會出現(xiàn)各種無法挽救的漏洞，以及導致供電調度命令不能及時下發(fā)引發(fā)一系列問題，可能導致鐵路運輸系統(tǒng)不能正常運行，除造成經濟損失以外，還可能造成人員的損傷。
（4）關聯(lián)性差。行車調度專業(yè)、供電接觸網(wǎng)及變電專業(yè)是供電調度的相關專業(yè)，目前各專業(yè)在配合作業(yè)過程中普遍存在信息孤島問題，數(shù)據(jù)不通暢，影響實時性及準確性。在數(shù)據(jù)封閉的情況下，基于跨專業(yè)的多維度大數(shù)據(jù)挖掘分析就是無本之源，難以實現(xiàn)基于大數(shù)據(jù)的故障分析和工作決策。
程序的控制依賴關系在程序的控制流程圖（Control Flow Graph，CFG）中體現(xiàn)。程序的控制流程圖是對程序或者一個過程的抽象描述。CFG被描述為一個有向圖G（V，E）。在程序中的每條語句都可以與控制流程圖中的一個節(jié)點對應。CFG通過使用節(jié)點和邊之間的關系來描述程序執(zhí)行過程中所有后可能的執(zhí)行路徑以及每條執(zhí)行路徑所對應的語句和判定表達式。因而，繪制程序的控制流程圖的依據(jù)是程序的邏輯行之間的控制關系。
（1）核心性：供電調度智能化運行管理是供電調度提高工作效率、強化安全卡控、提升工作質量的專業(yè)化管理系統(tǒng)，是實現(xiàn)供電調度工作規(guī)范化、作業(yè)標準化、卡控智能化的綜合性工作平臺；
（2）關聯(lián)性：供電調度智能化工作核心為電調的停送電，但關聯(lián)的相關人員非常多，如行車調度、供電接觸網(wǎng)工區(qū)、供電變電工區(qū)等；
（3）實時性：供電調度智能化運行為故障搶修和應急搶修提供了平臺和技術支持，需各層信息準時、準確地傳送；
（4）可靠性：供電調度智能化運行關系到各類高壓電的停送操作，涉及行車和人身各類安全，要求系統(tǒng)具有高度的可靠性。
供電調度運行管理系統(tǒng)采用鐵路總公司、鐵路局、站段3級架構，并在車間、工區(qū)、所亭設置終端設備，在鐵路局與TDMS系統(tǒng)、SCADA系統(tǒng)、鐵路公用基礎編碼及主數(shù)據(jù)管理平臺、供電生產管理系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)接口。
供電調度運行管理系統(tǒng)由值班管理子系統(tǒng)、作業(yè)管理子系統(tǒng)、應急處置管理子系統(tǒng)、業(yè)務培訓管理子系統(tǒng)、工作質量分析子系統(tǒng)及數(shù)據(jù)庫管理子系統(tǒng)6部分組成，總體結構如圖1所示。
圖1 供電調度信息管理系統(tǒng)架構
供電調度值班管理子系統(tǒng)是掌握牽引供電運行方式、運行狀態(tài)，了解變電所、網(wǎng)工區(qū)人員及裝備待班情況，高效卡控供電調度員交接班和值班標準化作業(yè)行為的管理系統(tǒng)，包括“值班信息”和“交接班信息”2方面內容。
值班管理主要包括：（1）填報和查看工區(qū)值待班信息，掌握網(wǎng)工區(qū)值待班人數(shù)；（2）填報和查看車輛信息，掌握作業(yè)車、檢修汽車信息；（3）填報和查看應急發(fā)電機組信息，掌握應急發(fā)電機組信息；（4）填報和查看變電所電源系統(tǒng)運行方式，掌握變電所電源系統(tǒng)運行方式；（5）填報和查看變電所電源系統(tǒng)電壓，掌握變電所電源系統(tǒng)電壓最大值、最小值及其發(fā)生時間；（6）填報和查看開關設備運行狀態(tài)記錄，掌握開關設備當前運行狀態(tài)及其發(fā)生變位時間及原因；（7）上報設備故障和安全信息，實時掌握設備故障信息和安全隱患，防范于未然。
交接班管理主要是完善交班人員和接班人員之間的信息對接，使接班人員可以高效地了解工作內容，更快地投入到工作中，提高工作效率。
使用值班管理子系統(tǒng)后，通過系統(tǒng)卡控可杜絕交接事項漏項的問題，并使交接班時長減少50%。
供電調度作業(yè)管理子系統(tǒng)可對導入系統(tǒng)的接觸網(wǎng)、牽引變電所作業(yè)計劃實現(xiàn)智能識別，辨別計劃類型，從中智能查找計劃流程中所涉及的關鍵性信息。自動審核計劃可實現(xiàn)列車調度員停送電簽認，卡控供電調度停送電操作、命令發(fā)布及銷除等各環(huán)節(jié)。遇到緊急情況時，調度員可以直接填寫并下發(fā)應急調度命令，進行停送電辦理操作。通過對作業(yè)計劃的智能化和流程化審核，對作業(yè)過程中各項命令進行網(wǎng)絡化簽認、發(fā)布、實施和安全措施的有效管控，實現(xiàn)作業(yè)過程網(wǎng)絡化、流程化、規(guī)范化運作，從而實現(xiàn)供電調度標準化作業(yè)管理，杜絕人為因素造成的誤停電、誤送電等安全風險。同時，通過建立完備的標準化工作票、標準化倒閘操作卡片和每個停電單元的標準化數(shù)據(jù)庫等基礎信息，大大減少供電調度員日常重復性工作，提高工作效率。作業(yè)過程全程記錄，便于后期根據(jù)數(shù)據(jù)分析改善工作流程及員工績效考核等。
使用該系統(tǒng)前，電話溝通要令停電的平均操作時長約為8 min，使用作業(yè)管理功能后操作時長約為3 min，為工區(qū)天窗點作業(yè)爭取了更多時間；在系統(tǒng)流程化、標準化的停送電業(yè)務操作中，避免了錯停、誤送的情況。
供電調度應急處置管理子系統(tǒng)是故障情況下應急處置智能化分析、判斷、決策和綜合信息展示的管控平臺，通過對SCADA系統(tǒng)導入的故障報文數(shù)據(jù)進行智能檢索分析，自動判斷故障類型，推送跳閘數(shù)據(jù)、故障查找輔助信息、故標位置示意圖及動車組停車位置示意圖等，并根據(jù)不同的故障類型智能化提供應急處置建議方案。通過與SCADA系統(tǒng)、供電段安全生產管理系統(tǒng)的網(wǎng)絡化互聯(lián)互通，在牽引供電設備故障跳閘時，具備為供電調度員應急處置及指揮決策智能化提供數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析、故障類型判斷、供電臂故標位置示意圖、動車組停車位置示意圖、應急處置方案建議、流程實施管控和故障查找輔助信息的功能。
通過應急處置管理子系統(tǒng)，一旦現(xiàn)場需要進行故障搶修，參與搶修的各單位、部門實現(xiàn)了故障信息的同步感知，為快速解決故障問題奠定良好的技術基礎。
業(yè)務培訓子系統(tǒng)是供電調度員崗前學習基礎理論和操作技能，并進行任職資格鑒定的培訓平臺，是供電調度員日常熟悉現(xiàn)場設備概況，了解新線設備性能，掌握應急處置方法，開展技術業(yè)務等級考試，促進供電調度員不斷提高業(yè)務技術水平的管理系統(tǒng)，主要包括規(guī)章制度、基礎理論、專業(yè)知識、應急處置等方面的資料管理、題庫管理、學習管理等內容，同時配備實作訓練，可以讓員工學以致用，更快熟悉所學技術，更好地應用于實際工作中。
供電調度工作質量分析子系統(tǒng)是供電調度進行大數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析的專業(yè)化管理平臺，通過系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)自動生成相關的統(tǒng)計報表，為供電管理部門進行專業(yè)分析和科學決策提供數(shù)據(jù)支撐。工作質量分析子系統(tǒng)具備自動生成月度天窗兌現(xiàn)率統(tǒng)計分析報表及天窗利用率統(tǒng)計分析報表，根據(jù)每日天窗批復和完成情況自動生成天窗計劃兌現(xiàn)率、利用率統(tǒng)計報表，自動分析原因的功能。統(tǒng)計分析報表可以使數(shù)據(jù)信息一目了然，為管理者后期的工作調整和處理問題決策提供方便。通過對數(shù)據(jù)的分析，一方面可以對工作中會出現(xiàn)的問題作出預警，防患于未然；另一方面提供日常運營過程中的“巡診就診”服務，找出運營中的問題。
工作質量分析子系統(tǒng)不但為當下的供電調度操作水平評價做出了可量化的度量標準，也為決策層對供電調度業(yè)務的發(fā)展決策提供了數(shù)據(jù)依據(jù)。
供電調度數(shù)據(jù)庫管理子系統(tǒng)是對基礎數(shù)據(jù)和運行數(shù)據(jù)進行管理的可靠性平臺，為其他模塊的正常使用提供數(shù)據(jù)支持，根據(jù)系統(tǒng)功能定位和相關規(guī)則，為軟件設計提供智能化數(shù)據(jù)導航。隨著技術的更新和鐵路事業(yè)的發(fā)展，數(shù)據(jù)信息的保存和維護是系統(tǒng)正常運行的先決條件。數(shù)據(jù)庫管理子系統(tǒng)具備對線別、工區(qū)管轄范圍、區(qū)間/站場、所亭、供電臂、開關設備、行車限制卡等基礎數(shù)據(jù)的管理功能，以及對天窗作業(yè)、SCADA接口數(shù)據(jù)等動態(tài)數(shù)據(jù)進行查詢、增加、修改、導入等功能，并能按不同的檢索條件和字段進行排序查看。
統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫管理為構建基于多維度的大數(shù)據(jù)平臺打下了良好的基礎。
隨著現(xiàn)代化信息技術的不斷發(fā)展，借助電子信息工程技術，對供電調度信息管理的內容以及具體應用進行分析，使供電調度工作效率及工作積極性顯著提高，安全性及管理規(guī)范性也得到了進一步提升，促進鐵路供電調度管理的科學化、規(guī)范化。
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Abstract:In order to improve the level of working standards, operation standards and management standards for high speed railway power supply dispatching, the intelligent information technology is applied for realization of site application of subsystems of power supply dispatching information management system, it breaks down the information barriers of railway power supply dispatching and site maintenance operation, solves the problems for multi-party coordination during emergency commanding, realizes the full network data awareness of the trinity of equipment, personnel and organization during emergency rescue.
Key words: Information technology; power supply dispatching; internet of things
中圖分類號：U224.9
文獻標識碼：B
文章編號：1007-936X(2019)04-0030-03
DOI：10.19587/j.cnki.1007-936x.2019.04.009
收稿日期：2019-05-16
作者簡介：呂文利.中鐵第四勘察設計研究院集團有限公司，教授級高級工程師；
朱 能.北京南凱自動化系統(tǒng)工程有限公司，高級工程師。
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