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摘要：铁路调度自动化系统是保证铁路牵引供电及电力安全、可靠、稳定以及经济运行和提高调度运行管理水平的重要手段。本文重点分析了铁路电力调度自动化系统发展的智能化、可视化及其应用，并对其发展的可能性及特点进行了评价。
关键词：铁路电力调度；自动化；智能化；可视化
【分类号】：TP303
前言
铁路电力调度自动化系统是整个铁路牵引供电和电力系统的控制核心，是保障铁路牵引供电和电力系统安全、可靠和经济运行的重要支柱手段之一。随着电力系统技术和铁路运营规模的不断发展，铁路电力系统的设计、运行、管理、维护的要求也越来越高，要保证铁路电力系统的安全、可靠有序、经济的运行，作为重要支柱的铁路电力调度自动化系统要适应铁路供电需求的发展。
一、 铁路电力系统调度自动化系统发展智能化分析
1.铁路电力调度自动化系统的智能化发展
现阶段铁路电力调度系统的功能主要是监视和控制，相当于调度人员的眼睛和手的功能。调度人员需要依靠自己的大脑进行分析判断，并主要通过电话等设备接受信息、发布命令，劳动强度大，自动化水平低。智能化调度进一步深化了信息技术、通信技术、人工智能技术等在电力系统中的应用，要达到的目标就是具有相当高的智能化水平，能够得出与调度人员相同或者基本相同的结果，较大程度地提高电力系统调度的自动化水平，减轻调度人员的工作强度，保证系统安全、经济、稳定运行。
2.铁路电力调度自动化系统智能化发展的必要性
智能化调度在系统互联快速发展的情况下显得更加重要。 随着我国建立纵横交错铁路网的规划正在逐渐实现，这将使我国的铁路电力系统的运行方式越来越复杂，保证系统安全可靠运行的难度也越来越大，对电力系统的安全性提出了更高的要求。面对如此巨大复杂的系统，依靠调度人员自己的决策能力已经不能适应系统安全的要求，迫切需要调度系统能够智能自主地给出合理科学的调度方案。
3.铁路电力调度自动化系统智能化发展的可行性
先进理论的发展为铁路电力系统智能型调度提供了外部条件，铁路电力工作者和科研人员的不断努力为铁路电力系统智能型调度打下了坚实的基础，铁路电力系统智能型调度的可行性主要表现在以下方面：
材料工业的发展为智能化调度提供了必要的硬件基础。计算机处理速度和处理容量的迅速提高使得智能型化调度迅速处理海量信息提供了可能。光纤等现代化通信材料的应用使铁路电力系统的数据与操作指令能够正确快速地上传下达。
软件工业的发展为智能化调度提供了必要的软件基础。图形处理技术提供了可视化的图形界面，使得调度信息更加简洁直观，并行处理技术能够有效地提高系统的处理速度，先进原理、技术与方法在铁路电力系统的应用为智能化调度的实现提供了可能。各种快速稳定算法、故障识别算法、故障测距判定方法为智能化调度的分析评估提供了算法支持。人工智能技术的发展不断提高智能化调度的智能化水平。
我国的铁路电力系统调度运行积累了大量的数据、经验及软件成果，如SCADA系统等。 铁路调度与科研人员通过与电力系统的各级调度合作，在实际工作中进一步将原理和方法进行了实际验证与应用。
二、 铁路电力调度自动化系统可视化发展
1.铁路电力调度自动化系统可视化
传统的SCADA系统主要通过数字、表格、曲线的方法进行数据展示，具有显示的单一性和数据的冗杂性。电力系统可视化则是指通过可视化技术对电力系统的运行情况进行图形化的展示。通过可视化应用，调度员可以更加直观和全局地监测和分析铁路供电网络。其次，可视化展示不仅是视觉上的展示，而且能够快速抽取海量数据中的整体特征和蕴含模式，为调度员提供最精简、最有效的数据。
2.可视化应用的分类
可视化可包含3类应用：（1）科学数据可视化，其目的在于快速抽取海量数据中的整体特征和蕴含模式，这是“可视化”最为广泛接受的含义，具体应用有铁路电力系统电流流向、电压分布等；（2）应用系统人机界面的可视化，其目的在于实现更好的人机交互接口，方便应用系统的操作，具体应用有拟写倒闸操作票的点图成票等；（3）信息检索的可视，其目的在于通过图形集成大量的信息索引，具体应用有限界值、保护定值、设备信息的可视化等。
3.调度可视化技术的功能应用
通过可视化技术实现对铁路电网运行状态的全面监控和决策支持，形成统一的铁路电网运行监控、分析决策、辅助服务的全流程可视化应用。
（1）铁路电力系统地理接线图的可视化
铁路电力系统地理接线图是将电力系统与地理信息系统结合起来，在地理图上真实地反映铁路电力系统的运行情况，包括变电所位置、线路走向等。铁路电力系统地理接线图是整个可视化应用的基础，可视化的很多应用都是以电力系统地理接线图为底版再进行分层信息展示。
（2）实时运行状态监视的可视化。调度可视化技术的功能应用通过可视化技术实现对铁路电网运行状态的全面监控和决策支持，形成统一的铁路电网运行监控、分析决策、辅助服务的全流程可视化应用。
（3）其它运行状态参数的可视化
除了电压、电流、阻抗这些与系统运行密切相关的参数外，实时监控的可视化还包括：短路电流可视化、变压器负载3D展示、机车取流情况展示、变电所监控可视化等。
（4）调度操作的可视化
调度操作包括电气相关操作和非电气相关操作。在电气相关操作中，主要需求有：倒闸操作票的编写和发布、电气操作的执行。在非电气相关操作中，主要需求有：变电、配电设备检修计划修改、审批，作业范围、时间等的输入和执行。可视化技术是对调度操作提供可视化的应用界面，包括点图成票等，并提供稳定、继保、通信、现场设备、调度操作规定和注意点的可视化展示。
三、铁路电力调度自动化系统发展的其他方向
1.数字化分析
信息化技术的不断深入和普及，使得人们对数字化铁路牵引网和数字化铁路变电站的研究与开发更加的关注。系统数字化实现了利用铁路牵引和电力网中的运行数据以及电网的调度体系中的综合信息和通信进行分层分类和分区的采集和处理，使得铁路电网的整个监控过程更加的规范和统一，促进了电力信息化、智能化和可视化的调度，在系统安全、决策效率提高的同时，使得系统更加稳定、安全、经济的运行。
2.集成化
集成化需要综合利用多角度、多尺度、广域大范围的铁路电网信息以及目前分离的各系统内存在的各种数据。调度数据集成化就是要实现调度数据的整合，实现数据和应用的标准化，实现相关应用系统的资源整合和数据共享，实现电网调度信息化和管理现代化，从而为实现调度智能化服务。
结论
本文主要分析了铁路电力调度系统智能化及可视化等发展及特点，说明了铁路电调调度自动化技术的发展方向。
铁路电力调度自动化系统是保证铁路电网安全和经济可靠运行的重要支柱手段之一。随着铁路电网不断的发展，其运行和管理需求在不断地变化，要保证电力供电安全和电力设备检修的安全有序进行，作为重要支柱的调度自动化系统要不断发展，不断创新，以适应不断变化的铁路电网需求。
关键词：铁路电力调度；自动化；智能化；可视化
【分类号】：TP303
前言
铁路电力调度自动化系统是整个铁路牵引供电和电力系统的控制核心，是保障铁路牵引供电和电力系统安全、可靠和经济运行的重要支柱手段之一。随着电力系统技术和铁路运营规模的不断发展，铁路电力系统的设计、运行、管理、维护的要求也越来越高，要保证铁路电力系统的安全、可靠有序、经济的运行，作为重要支柱的铁路电力调度自动化系统要适应铁路供电需求的发展。
一、 铁路电力系统调度自动化系统发展智能化分析
1.铁路电力调度自动化系统的智能化发展
现阶段铁路电力调度系统的功能主要是监视和控制，相当于调度人员的眼睛和手的功能。调度人员需要依靠自己的大脑进行分析判断，并主要通过电话等设备接受信息、发布命令，劳动强度大，自动化水平低。智能化调度进一步深化了信息技术、通信技术、人工智能技术等在电力系统中的应用，要达到的目标就是具有相当高的智能化水平，能够得出与调度人员相同或者基本相同的结果，较大程度地提高电力系统调度的自动化水平，减轻调度人员的工作强度，保证系统安全、经济、稳定运行。
2.铁路电力调度自动化系统智能化发展的必要性
智能化调度在系统互联快速发展的情况下显得更加重要。 随着我国建立纵横交错铁路网的规划正在逐渐实现，这将使我国的铁路电力系统的运行方式越来越复杂，保证系统安全可靠运行的难度也越来越大，对电力系统的安全性提出了更高的要求。面对如此巨大复杂的系统，依靠调度人员自己的决策能力已经不能适应系统安全的要求，迫切需要调度系统能够智能自主地给出合理科学的调度方案。
3.铁路电力调度自动化系统智能化发展的可行性
先进理论的发展为铁路电力系统智能型调度提供了外部条件，铁路电力工作者和科研人员的不断努力为铁路电力系统智能型调度打下了坚实的基础，铁路电力系统智能型调度的可行性主要表现在以下方面：
材料工业的发展为智能化调度提供了必要的硬件基础。计算机处理速度和处理容量的迅速提高使得智能型化调度迅速处理海量信息提供了可能。光纤等现代化通信材料的应用使铁路电力系统的数据与操作指令能够正确快速地上传下达。
软件工业的发展为智能化调度提供了必要的软件基础。图形处理技术提供了可视化的图形界面，使得调度信息更加简洁直观，并行处理技术能够有效地提高系统的处理速度，先进原理、技术与方法在铁路电力系统的应用为智能化调度的实现提供了可能。各种快速稳定算法、故障识别算法、故障测距判定方法为智能化调度的分析评估提供了算法支持。人工智能技术的发展不断提高智能化调度的智能化水平。
我国的铁路电力系统调度运行积累了大量的数据、经验及软件成果，如SCADA系统等。 铁路调度与科研人员通过与电力系统的各级调度合作，在实际工作中进一步将原理和方法进行了实际验证与应用。
二、 铁路电力调度自动化系统可视化发展
1.铁路电力调度自动化系统可视化
传统的SCADA系统主要通过数字、表格、曲线的方法进行数据展示，具有显示的单一性和数据的冗杂性。电力系统可视化则是指通过可视化技术对电力系统的运行情况进行图形化的展示。通过可视化应用，调度员可以更加直观和全局地监测和分析铁路供电网络。其次，可视化展示不仅是视觉上的展示，而且能够快速抽取海量数据中的整体特征和蕴含模式，为调度员提供最精简、最有效的数据。
2.可视化应用的分类
可视化可包含3类应用：（1）科学数据可视化，其目的在于快速抽取海量数据中的整体特征和蕴含模式，这是“可视化”最为广泛接受的含义，具体应用有铁路电力系统电流流向、电压分布等；（2）应用系统人机界面的可视化，其目的在于实现更好的人机交互接口，方便应用系统的操作，具体应用有拟写倒闸操作票的点图成票等；（3）信息检索的可视，其目的在于通过图形集成大量的信息索引，具体应用有限界值、保护定值、设备信息的可视化等。
3.调度可视化技术的功能应用
通过可视化技术实现对铁路电网运行状态的全面监控和决策支持，形成统一的铁路电网运行监控、分析决策、辅助服务的全流程可视化应用。
（1）铁路电力系统地理接线图的可视化
铁路电力系统地理接线图是将电力系统与地理信息系统结合起来，在地理图上真实地反映铁路电力系统的运行情况，包括变电所位置、线路走向等。铁路电力系统地理接线图是整个可视化应用的基础，可视化的很多应用都是以电力系统地理接线图为底版再进行分层信息展示。
（2）实时运行状态监视的可视化。调度可视化技术的功能应用通过可视化技术实现对铁路电网运行状态的全面监控和决策支持，形成统一的铁路电网运行监控、分析决策、辅助服务的全流程可视化应用。
（3）其它运行状态参数的可视化
除了电压、电流、阻抗这些与系统运行密切相关的参数外，实时监控的可视化还包括：短路电流可视化、变压器负载3D展示、机车取流情况展示、变电所监控可视化等。
（4）调度操作的可视化
调度操作包括电气相关操作和非电气相关操作。在电气相关操作中，主要需求有：倒闸操作票的编写和发布、电气操作的执行。在非电气相关操作中，主要需求有：变电、配电设备检修计划修改、审批，作业范围、时间等的输入和执行。可视化技术是对调度操作提供可视化的应用界面，包括点图成票等，并提供稳定、继保、通信、现场设备、调度操作规定和注意点的可视化展示。
三、铁路电力调度自动化系统发展的其他方向
1.数字化分析
信息化技术的不断深入和普及，使得人们对数字化铁路牵引网和数字化铁路变电站的研究与开发更加的关注。系统数字化实现了利用铁路牵引和电力网中的运行数据以及电网的调度体系中的综合信息和通信进行分层分类和分区的采集和处理，使得铁路电网的整个监控过程更加的规范和统一，促进了电力信息化、智能化和可视化的调度，在系统安全、决策效率提高的同时，使得系统更加稳定、安全、经济的运行。
2.集成化
集成化需要综合利用多角度、多尺度、广域大范围的铁路电网信息以及目前分离的各系统内存在的各种数据。调度数据集成化就是要实现调度数据的整合，实现数据和应用的标准化，实现相关应用系统的资源整合和数据共享，实现电网调度信息化和管理现代化，从而为实现调度智能化服务。
结论
本文主要分析了铁路电力调度系统智能化及可视化等发展及特点，说明了铁路电调调度自动化技术的发展方向。
铁路电力调度自动化系统是保证铁路电网安全和经济可靠运行的重要支柱手段之一。随着铁路电网不断的发展，其运行和管理需求在不断地变化，要保证电力供电安全和电力设备检修的安全有序进行，作为重要支柱的调度自动化系统要不断发展，不断创新，以适应不断变化的铁路电网需求。