第一篇：CIPS系統(tǒng)在鋼鐵企業(yè)鐵路運(yùn)輸中的應(yīng)用

CIPS系統(tǒng)在鋼鐵企業(yè)鐵路運(yùn)輸中的應(yīng)用

崔磊

摘要：CIPS系統(tǒng)作為鐵路運(yùn)輸領(lǐng)域集管控于一體的最先進(jìn)的信息系統(tǒng)，在鋼鐵企業(yè)鐵路運(yùn)輸業(yè)務(wù)中具有強(qiáng)大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。本文詳細(xì)介紹了CIPS系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及計(jì)劃管理、集控及自動(dòng)控制等方面在鋼鐵企業(yè)普車運(yùn)輸及冶車運(yùn)輸中的典型應(yīng)用。關(guān)鍵詞：CIPS系統(tǒng)鋼鐵企業(yè)鐵路運(yùn)輸

ABSTRACT:As the most advanced in the field of railway transport information systems, CIPS has strong technical advantages in iron and steel enterprises in railway transport operations.This paper details the system structure of the CIPS and the typical application of the CIPS system in the field.KEYWORDS:CIPSiron and steel enterprisesrailway transport

一． 引言

鐵路運(yùn)輸是國(guó)內(nèi)大多數(shù)鋼鐵企業(yè)的主要運(yùn)輸形式，鐵運(yùn)系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、高效是企業(yè)生產(chǎn)的重要保障。鋼鐵企業(yè)內(nèi)部物流具有運(yùn)輸任務(wù)重、實(shí)時(shí)性要求高等特點(diǎn)，如何合理使用運(yùn)輸資源、簡(jiǎn)化作業(yè)流程、提高運(yùn)輸效率是保障鋼鐵企業(yè)鐵路運(yùn)輸?shù)闹匾n題。

作為世界領(lǐng)先的集管控于一體的大型編組信息系統(tǒng)，CIPS系統(tǒng)始創(chuàng)于2005年，先后在成都北、武漢北、貴陽(yáng)南等站開(kāi)通使用，取得了令人矚目成績(jī)。CIPS系統(tǒng)的主要技術(shù)特點(diǎn)是：面向生產(chǎn)工藝重構(gòu)信息系統(tǒng)，建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺(tái)，用總體計(jì)劃下掛各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)子計(jì)劃的組合體構(gòu)成單一指揮體系，實(shí)現(xiàn)管控一體化及貨運(yùn)功能。上述特點(diǎn)決定了CIPS系統(tǒng)應(yīng)用于鋼鐵企業(yè)鐵路運(yùn)輸具有強(qiáng)大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。2010年后CIPS系統(tǒng)先后在鞍鋼鲅魚圈公司及攀鋼西昌公司投入使用，為鋼鐵企業(yè)鐵路運(yùn)輸組織模式提供了全新的解決方案，使企業(yè)實(shí)現(xiàn)了真正意義上的減員增效。二． 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

CIPS系統(tǒng)包括上層管理系統(tǒng)和下層控制系統(tǒng)。上層管理系統(tǒng)管理場(chǎng)內(nèi)的現(xiàn)車及調(diào)車作業(yè)計(jì)劃，分為接發(fā)列車模塊、場(chǎng)內(nèi)調(diào)車作業(yè)模塊、貨運(yùn)管理模塊、集控模塊、自動(dòng)執(zhí)行模塊、統(tǒng)計(jì)分析模塊及其它輔助功能模塊，其中：

? 接發(fā)列車模塊管理系統(tǒng)中到發(fā)的列車及車輛，通過(guò)與路局信息系統(tǒng)的接口確定到達(dá)列車的到達(dá)車次、到達(dá)時(shí)刻、及列車編組內(nèi)容，將到達(dá)列車、車輛信息轉(zhuǎn)入系統(tǒng)中相應(yīng)的線

路上，形成系統(tǒng)內(nèi)的現(xiàn)車；通過(guò)與企業(yè)ERP系統(tǒng)的接口，利用企業(yè)的驗(yàn)配結(jié)果豐富車輛的內(nèi)容。列車出發(fā)時(shí)，將離站車輛從現(xiàn)車系統(tǒng)中刪除，并向路局信息系統(tǒng)通告出發(fā)列車的詳細(xì)信息。

? 場(chǎng)內(nèi)調(diào)車作業(yè)模塊管理系統(tǒng)中的調(diào)車作業(yè)計(jì)劃及場(chǎng)內(nèi)現(xiàn)車，與企業(yè)ERP系統(tǒng)接口，根據(jù)

企業(yè)的用車需求自動(dòng)或人工編制調(diào)車作業(yè)計(jì)劃，控制場(chǎng)內(nèi)現(xiàn)車的轉(zhuǎn)移。

? 貨運(yùn)管理模塊管理場(chǎng)內(nèi)現(xiàn)車的裝卸車操作，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)車的空重轉(zhuǎn)換，通過(guò)與企業(yè)ERP系統(tǒng)的接口實(shí)現(xiàn)現(xiàn)車的裝卸內(nèi)容、裝卸過(guò)程與ERP系統(tǒng)的同步。

? 集控模塊通過(guò)與下層進(jìn)路控制系統(tǒng)的接口，實(shí)現(xiàn)對(duì)企業(yè)各調(diào)車場(chǎng)、線的進(jìn)路、設(shè)備的集

中管理與控制。集控系統(tǒng)與下層聯(lián)鎖控制系統(tǒng)采用鐵路標(biāo)準(zhǔn)的CTC協(xié)議進(jìn)行接口，具有較強(qiáng)的兼容性和可擴(kuò)展性。根據(jù)企業(yè)的實(shí)際作業(yè)需求，可以按照崗位/人員配置情況重新劃分聯(lián)鎖控制區(qū)，為企業(yè)調(diào)車作業(yè)的靈活應(yīng)用提供了便捷的手段。

? 自動(dòng)執(zhí)行模塊用于自動(dòng)根據(jù)已編制完成的調(diào)車作業(yè)計(jì)劃，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)控制下層計(jì)算聯(lián)

鎖系統(tǒng)及時(shí)排列進(jìn)路，實(shí)現(xiàn)企業(yè)鐵路運(yùn)輸?shù)淖詣?dòng)執(zhí)行。自動(dòng)執(zhí)行模塊以CIPS控制指令集的形式通過(guò)集控模塊向微機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)下發(fā)控制指令，并根據(jù)微機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的實(shí)際執(zhí)行結(jié)果調(diào)整調(diào)車作業(yè)計(jì)劃的狀態(tài)。

? 統(tǒng)計(jì)分析模塊為企業(yè)鐵路運(yùn)輸組織過(guò)程提供進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析的方法，自動(dòng)計(jì)算鐵路運(yùn)輸中的關(guān)鍵指標(biāo)，以統(tǒng)計(jì)報(bào)表的形式展現(xiàn)。統(tǒng)計(jì)分析模塊中所使用的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)全部由作業(yè)過(guò)程中的實(shí)際采點(diǎn)數(shù)據(jù)組成，為使用人員提供準(zhǔn)確、真實(shí)的統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果。

三． 集控管理及自動(dòng)執(zhí)行的實(shí)現(xiàn)

CIPS集控系統(tǒng)脫胎于國(guó)鐵CTC系統(tǒng)，為企業(yè)鐵路運(yùn)輸提供了跨控制系統(tǒng)、跨聯(lián)鎖區(qū)域的集中操作平臺(tái)。CIPS集控系統(tǒng)的使用，強(qiáng)化了企業(yè)鐵路運(yùn)輸組織模式，簡(jiǎn)化了操作人員的作業(yè)步驟。

1.集控系統(tǒng)的組成CIPS集控模塊由集控服務(wù)、綜合站場(chǎng)顯示服務(wù)、操作終端及控制子系統(tǒng)組成?？刂谱酉到y(tǒng)通過(guò)CTC標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議與集控

服務(wù)交互，向集控服務(wù)提供各

信號(hào)設(shè)備的狀態(tài)、表示等信

息，同時(shí)處理集控服務(wù)下發(fā)的指令，控制下層信號(hào)設(shè)備的動(dòng)

作。集控服務(wù)向綜合站場(chǎng)顯示

服務(wù)定時(shí)傳送從控制子系統(tǒng)

獲得的站場(chǎng)表示信息，由站場(chǎng)

表示服務(wù)對(duì)其進(jìn)一步加工、組

織后通過(guò)組播的方式發(fā)布到各操作終端。各操作終端負(fù)責(zé)展現(xiàn)站場(chǎng)表示信息，為操作人員提供圖形化的站場(chǎng)信號(hào)設(shè)備監(jiān)視界面，與操作人員完成人機(jī)交互，將操作人員的操作動(dòng)作上傳至集控服務(wù)進(jìn)行處理。

2.集控系統(tǒng)的應(yīng)用

集控系統(tǒng)為作業(yè)人員提供了方便快捷的操作手段，具有以下特點(diǎn)：

? 集中的站場(chǎng)顯示與操作界面：CIPS集控系統(tǒng)操作界面提供了集成的站場(chǎng)顯示與操作

環(huán)境，使操作人員更直觀地掌握站場(chǎng)的整體情況，能夠有效地提高工作效率及減少操作錯(cuò)誤。

? 定制的操作權(quán)限與作業(yè)區(qū)域：CIPS系統(tǒng)可以為每個(gè)操作崗位定制專用的操作權(quán)限和

作業(yè)區(qū)域，操作人員的管理區(qū)域可以以咽喉為單位，不在自己管理區(qū)域內(nèi)的設(shè)備是無(wú)法進(jìn)行操作的；同樣，對(duì)于不同的崗位，對(duì)設(shè)備的操作權(quán)限也可以不同，原則上

可以分為操作與維護(hù)兩類權(quán)限。

? 快捷的操作方法：CIPS集控界面為用戶提供快捷的操作方法，用戶可以通過(guò)鼠標(biāo)在對(duì)應(yīng)設(shè)備上單擊右鍵產(chǎn)生下拉菜單，從中選擇相應(yīng)的功能實(shí)現(xiàn)對(duì)該設(shè)備的單控、單操，操作方法較傳統(tǒng)的控顯界面更為方便快捷；尤為精彩的是，CIPS集控界面擺脫了聯(lián)鎖區(qū)的限制，允許用戶跨場(chǎng)、跨站、跨系統(tǒng)排列進(jìn)路，例如駝峰推送進(jìn)路可以從到達(dá)場(chǎng)股道直接排列至駝峰峰頂；接發(fā)列車進(jìn)路可以從發(fā)車站股道直接排列至接車站股道；以上作業(yè)以及跨場(chǎng)的調(diào)車進(jìn)路都可以通過(guò)始終端一次性辦理，并滿足信號(hào)由遠(yuǎn)及近開(kāi)放的原則。

? 詳實(shí)的操作記錄：CIPS系統(tǒng)具有完善的操作日志解決方案，作業(yè)人員的每個(gè)操作都

將被系統(tǒng)記錄在案，并可以通過(guò)簡(jiǎn)單的方法調(diào)閱/查詢，為日后事故分析提供有效可靠的證據(jù)。

3.自動(dòng)控制的實(shí)現(xiàn)

CIPS自動(dòng)控制指令依據(jù)接發(fā)車計(jì)劃及調(diào)車作業(yè)計(jì)劃產(chǎn)生，含蓋列車控制、調(diào)車控制、單機(jī)轉(zhuǎn)移等鐵路運(yùn)輸中的全部常規(guī)作業(yè)方式，實(shí)現(xiàn)了鐵路行車指揮的完全自動(dòng)化。自動(dòng)控制指令由自動(dòng)執(zhí)行模塊產(chǎn)生，以CIPS控制指令集的形式下發(fā)至CIPS指令處理單元（PRC）,PRC負(fù)責(zé)解析指令集并下發(fā)至集控系統(tǒng)，同時(shí)自動(dòng)分析站場(chǎng)表示的變化，以確定指令執(zhí)行的情況，并向CIPS自動(dòng)執(zhí)行模塊實(shí)時(shí)反饋執(zhí)行結(jié)果，使作業(yè)人員及時(shí)了解計(jì)劃的執(zhí)行情況。

四． 普車區(qū)作業(yè)

普車區(qū)作業(yè)主要用于完成由國(guó)鐵車輛運(yùn)輸?shù)呢浳锏氖瞻l(fā)，包括接車環(huán)節(jié)、驗(yàn)配環(huán)節(jié)、調(diào)車環(huán)節(jié)、卸車環(huán)節(jié)、裝車環(huán)節(jié)、檢車環(huán)節(jié)及發(fā)車環(huán)節(jié)等。

1.接車

接車環(huán)節(jié)是將到達(dá)列車從國(guó)鐵接入企業(yè)站的過(guò)程。通常，列車到達(dá)前，其車列編組（確報(bào)）已提前通過(guò)鐵路局TMIS網(wǎng)絡(luò)接口傳輸?shù)紺IPS系統(tǒng)中，供調(diào)度人員提前查看。CIPS系統(tǒng)隨時(shí)通過(guò)TDCS接口從TDCS系統(tǒng)中獲取列車到開(kāi)的階段計(jì)劃，行車調(diào)度可以根據(jù)需要指定接車股道，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)根據(jù)階段計(jì)劃的到達(dá)時(shí)刻、鄰站到發(fā)狀態(tài)等信息及時(shí)排列接車進(jìn)路，列車進(jìn)入股道后自動(dòng)報(bào)點(diǎn)。企業(yè)站列車交接人員完成交接后，核對(duì)系統(tǒng)為列車自動(dòng)匹配的確報(bào)，并提交核對(duì)結(jié)果。

2.驗(yàn)配

驗(yàn)配環(huán)節(jié)用于鋼鐵企業(yè)檢驗(yàn)到達(dá)貨物的品類，為到達(dá)的煤、礦等物資劃分等級(jí)并確定卸車地點(diǎn)。驗(yàn)配工作由企業(yè)冶金部門的專人負(fù)責(zé)，將到達(dá)貨物的貨票輸入ERP系統(tǒng)中，根據(jù)品名、發(fā)貨單位等信息進(jìn)行分類。CIPS系統(tǒng)從ERP系統(tǒng)中自動(dòng)獲得上述驗(yàn)配結(jié)果，為之后組織調(diào)車提供依據(jù)。

3.調(diào)車

站內(nèi)的機(jī)車車輛轉(zhuǎn)移都屬于調(diào)車作業(yè)，包括單機(jī)轉(zhuǎn)移、裝卸線取送、駝峰解體、尾部編組及倒調(diào)等。將到達(dá)的重車送往指定的卸車地點(diǎn)，將卸后的空車及國(guó)鐵配送的空車送往指定的裝車地點(diǎn)以及將裝后的重車送往發(fā)車股道的過(guò)程都是通過(guò)調(diào)車環(huán)節(jié)完成的。調(diào)車計(jì)劃產(chǎn)生后，CIPS系統(tǒng)會(huì)根據(jù)調(diào)車作業(yè)計(jì)劃的內(nèi)容自動(dòng)決策走行經(jīng)路，并排列相應(yīng)的調(diào)車進(jìn)路，并在車列通過(guò)后自動(dòng)報(bào)點(diǎn)。

4.卸車

重車送達(dá)指定的卸車地點(diǎn)后，由企業(yè)組織專人卸車。鋼鐵企業(yè)中對(duì)煤、礦石等貨物可以通過(guò)翻車機(jī)自動(dòng)卸車。CIPS系統(tǒng)可以通過(guò)ERP接口獲得卸車的進(jìn)度，并自動(dòng)完成系統(tǒng)中車輛的重/空轉(zhuǎn)換。

5.裝車

空車送達(dá)指定的裝車地點(diǎn)后，由企業(yè)組織專人裝車，裝車信息會(huì)被錄入至企業(yè)ERP系統(tǒng)

中。CIPS系統(tǒng)從ERP系統(tǒng)中獲得裝車的信息，將品名、到站、載重等重要內(nèi)容自動(dòng)填寫至CIPS系統(tǒng)內(nèi)相應(yīng)的車輛信息中。

6.檢車

CIPS系統(tǒng)會(huì)為裝卸完畢的車輛自動(dòng)添加“待檢”標(biāo)志，指示貨檢人員需要對(duì)該車輛進(jìn)行檢驗(yàn)，未經(jīng)檢驗(yàn)的車輛不允許調(diào)離裝卸線。貨檢人員檢驗(yàn)完畢后根據(jù)檢車結(jié)果在CIPS系統(tǒng)中對(duì)所檢車輛輸入檢車結(jié)果，對(duì)于有問(wèn)題的車輛添加相應(yīng)的標(biāo)志，如卸后的空車是否需要“禁裝”或者“限裝”；對(duì)裝后的重車是否需要重新“整裝”或“倒裝”等。檢驗(yàn)結(jié)果會(huì)直接顯示在鐵運(yùn)部門行車調(diào)度的終端上，行調(diào)會(huì)根據(jù)該內(nèi)容調(diào)整下一步的調(diào)車作業(yè)計(jì)劃。

五． 冶車區(qū)作業(yè)

冶車區(qū)作業(yè)主要圍繞渣罐車及鐵水車的配送及運(yùn)輸進(jìn)行，本文以渣罐運(yùn)輸為例，描述CIPS系統(tǒng)在冶車區(qū)運(yùn)輸作業(yè)中的應(yīng)用。

渣罐運(yùn)輸包括空罐配送、渣罐裝填、提罐及重罐牽出、渣罐傾倒、渣罐取送等環(huán)節(jié)。渣罐運(yùn)輸對(duì)系統(tǒng)的響應(yīng)及時(shí)性要求比較高，高爐出渣時(shí)，空罐配送不到位或提罐響應(yīng)不及時(shí)都有可能造成嚴(yán)重的后果。渣罐運(yùn)輸?shù)年P(guān)鍵在于重罐的及時(shí)傾倒和空罐的合理選配。

1.空罐配送

空罐配送環(huán)節(jié)是在高爐出渣前，將空罐車配送到高爐出渣口下的過(guò)程。高爐兩次出渣的間隔時(shí)間大約為2小時(shí)，鐵運(yùn)部門應(yīng)在這段時(shí)間內(nèi)及時(shí)取出重罐并重新配入空罐。

在CIPS系統(tǒng)中，高爐操作員首先通過(guò)高爐操作界面提出配空申請(qǐng)，冶車區(qū)行調(diào)通過(guò)終端提示界面看到配空申請(qǐng)時(shí)，擇機(jī)對(duì)該申請(qǐng)進(jìn)行確認(rèn)，確認(rèn)后CIPS系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生空罐配送的調(diào)車計(jì)劃，并適時(shí)安排合理的調(diào)車進(jìn)路。

2.渣罐裝填

高爐出渣時(shí)，高爐操作員監(jiān)視出渣情況，當(dāng)有渣罐車裝滿后，高爐操作員應(yīng)在CIPS高爐操作界面中對(duì)已裝滿的渣罐車進(jìn)行裝滿確認(rèn)，并及時(shí)開(kāi)放另一出渣口繼續(xù)放渣。高爐出渣進(jìn)度會(huì)通過(guò)CISP系統(tǒng)展現(xiàn)在其它相關(guān)崗位的終端上。

3.提罐及重罐牽出

當(dāng)出渣口下的渣罐車全部裝滿后仍無(wú)法滿足出渣要求時(shí)，高爐操作員應(yīng)通過(guò)CIPS高爐界面提出“提罐申請(qǐng)”，即將出渣線上的備用空罐車提至出渣口下，當(dāng)出渣線上的備用空車不足時(shí)，CIPS系統(tǒng)允許在提罐申請(qǐng)中附加對(duì)空車的申請(qǐng)。冶車調(diào)度應(yīng)及時(shí)響應(yīng)高爐的提罐要求，“提罐申請(qǐng)”確認(rèn)后，CIPS系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生相應(yīng)的調(diào)車作業(yè)計(jì)劃，并以最高優(yōu)先級(jí)安排合理的調(diào)車進(jìn)路。

當(dāng)高爐出渣全部完成后，高爐操作員可以通過(guò)CIPS界面提出“重罐牽出”申請(qǐng)，冶車區(qū)調(diào)度確認(rèn)該申請(qǐng)后，CIPS系統(tǒng)將自動(dòng)產(chǎn)生調(diào)車計(jì)劃，并安排牽出進(jìn)路。

4.渣罐傾倒

渣罐傾倒工作由渣場(chǎng)翻渣面操作員完成，在重罐車送至相應(yīng)的翻渣線后，翻渣操作員傾倒礦渣，并在CIPS界面中操作對(duì)應(yīng)車輛的翻渣完成。翻渣線內(nèi)的全部車輛傾空后，冶車調(diào)度安排機(jī)車進(jìn)入翻渣線將車輛送入調(diào)車場(chǎng)。

5.渣罐取送

在重罐車由煉鐵調(diào)車場(chǎng)送至渣場(chǎng)調(diào)車場(chǎng)前或空罐車由渣場(chǎng)調(diào)車場(chǎng)送至煉鐵調(diào)車場(chǎng)前必須由貨檢人員對(duì)車輛進(jìn)行檢查，車輛檢查完畢前，CIPS系統(tǒng)不會(huì)自動(dòng)辦理調(diào)離調(diào)車場(chǎng)的進(jìn)路。檢車完畢后，貨檢人員通過(guò)CIPS終端錄入檢車結(jié)果，冶車調(diào)度根據(jù)檢車結(jié)果調(diào)整調(diào)車作業(yè)計(jì)劃后，CIPS系統(tǒng)自動(dòng)根據(jù)調(diào)車作業(yè)計(jì)劃排列進(jìn)路并開(kāi)放信號(hào)。

六． 小結(jié)

鋼鐵企業(yè)鐵路運(yùn)輸業(yè)務(wù)相對(duì)靈活多變，冶車區(qū)作業(yè)對(duì)實(shí)時(shí)性要求較高，相對(duì)國(guó)鐵編組站而言，在現(xiàn)車管理及自動(dòng)執(zhí)行方面關(guān)注點(diǎn)有所不同，對(duì)CIPS系統(tǒng)的自動(dòng)決策與自動(dòng)執(zhí)行提

出了新的挑戰(zhàn)。然而，CIPS系統(tǒng)靈活的接口技術(shù)、合理的體系結(jié)構(gòu)、高效的處理機(jī)制恰恰對(duì)于這種處理事物多、實(shí)時(shí)性要求高的應(yīng)用環(huán)境具有很強(qiáng)的適應(yīng)能力。同時(shí)，鋼鐵企業(yè)鐵路運(yùn)輸業(yè)務(wù)也為CIPS系統(tǒng)提供了新應(yīng)用前景、拓展了新的思路，使CIPS系統(tǒng)更完善、適應(yīng)能力更強(qiáng)。

第二篇：物聯(lián)網(wǎng)在鐵路運(yùn)輸中的應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)在鐵路運(yùn)輸中的應(yīng)用

鄭繼偉，周偉智，鐘源，趙延

（計(jì)算機(jī)研究生六班）

摘 要：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展勢(shì)必會(huì)給中國(guó)鐵路運(yùn)輸領(lǐng)域帶來(lái)深刻變化和深遠(yuǎn)的影響。本文主要闡述和分析了物聯(lián)網(wǎng)最關(guān)鍵的技術(shù)——RFID射頻識(shí)別技術(shù)，以及它的工作原理，并且通過(guò)結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)在鐵路運(yùn)輸行業(yè)領(lǐng)域中的早期的應(yīng)用實(shí)例，提出了物聯(lián)網(wǎng)在我國(guó)鐵路運(yùn)輸領(lǐng)域的發(fā)展方向和推廣方案。期望在未來(lái)的鐵路運(yùn)輸領(lǐng)域信息化中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠得到更廣泛，更深入的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)，鐵路信息化，RFID射頻識(shí)別，車號(hào)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)

The Application of IOT in Railway-Transportation ZHENG ji-wei, ZHOU wei-zhi, ZHONG yuan, ZHAO yan

(Graduate Class 6)

Abstract: The development of Internet of things technology will bring about profound changes and far-reaching effects in the field of railway transportation.This paper mainly describes and analyzes the key technology of The Internet of things – RFID, and its working principle, and put forward the development direction and some promotion schemes in the area of railway transportation from some early applications.We look forward The Internet of things to be more extensive and deeper application in the informatization construction of railway transportation.Keyword: The Internet of things, Railway Infomationization, RFID, ATIS 1.引言

縱觀鐵路發(fā)展歷史，從1825年鐵路在英國(guó)誕生以后，鐵路經(jīng)歷了從大發(fā)展到被冷落的過(guò)程。但現(xiàn)如今，鐵路又成為全球發(fā)展的熱點(diǎn)。在全球鐵路的飛速發(fā)展中，我們中國(guó)的表現(xiàn)令世界驚嘆。近幾年來(lái)，中國(guó)鐵路系統(tǒng)的發(fā)展更是有著相 當(dāng)大的增長(zhǎng)后發(fā)優(yōu)勢(shì)，中國(guó)有機(jī)會(huì)建設(shè)世界最領(lǐng)先的鐵路系統(tǒng)。統(tǒng)計(jì)資料顯示，截至2010年底，全國(guó)鐵路營(yíng)業(yè)里程達(dá)到9.10萬(wàn)公里，居世界第二。其中，高鐵投入運(yùn)營(yíng)里程達(dá)8358公里，高速鐵路運(yùn)營(yíng)里程高居世界第一。

回顧鐵路的發(fā)展，我們可以發(fā)現(xiàn)中國(guó)鐵路在全球化的進(jìn)程中走向世界也成為必然趨勢(shì)。我國(guó)鐵路正在朝著高速鐵路、客運(yùn)專線方向發(fā)展。未來(lái)5至10年，我國(guó)快速鐵路和高速鐵路將會(huì)有很大的發(fā)展。目前大力推進(jìn)實(shí)現(xiàn)信息化是推動(dòng)鐵路和高速鐵路發(fā)展的迫切和必然要的需求。在不同的發(fā)展時(shí)期，鐵路信息化的目標(biāo)是不同的，而未來(lái)的幾年中，基于RFID射頻技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)在鐵路運(yùn)輸當(dāng)中的應(yīng)用將會(huì)是21世界鐵路現(xiàn)代化的最重要任務(wù)。

2.研究背景和現(xiàn)狀

鐵路運(yùn)輸信息化建設(shè)的目標(biāo)就是將信息技術(shù)應(yīng)用于現(xiàn)代鐵路的運(yùn)輸生產(chǎn)、管理和營(yíng)銷，從而提高生產(chǎn)效率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，保障運(yùn)營(yíng)安全。由于傳統(tǒng)鐵路信息管理系統(tǒng)的不足，隨著鐵路系統(tǒng)的多次提速，客戶對(duì)于信息量的需求以及信息的實(shí)時(shí)性有了更高的要求，而且伴隨著RFID射頻技術(shù)以及傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷進(jìn)步，基于這些技術(shù)從而實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)在高速鐵路運(yùn)輸上的全面應(yīng)用也變?yōu)榭赡堋?/p>

鐵道部已經(jīng)成功實(shí)施了一個(gè)信息系統(tǒng)——車號(hào)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)，其中采用了RFID技術(shù)，通過(guò)把RFID技感應(yīng)安裝到鐵路、橋梁及一些關(guān)鍵的設(shè)施利用物聯(lián)網(wǎng)使現(xiàn)有的信息網(wǎng)整合起來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)于鐵路的設(shè)備、基礎(chǔ)設(shè)施全面的管理，實(shí)現(xiàn)鐵路客運(yùn)管理的智能化推進(jìn)信息組織建設(shè)。還有紅外線列車軸溫檢測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)在鐵路沿線區(qū)間設(shè)置的紅外線軸溫探測(cè)設(shè)備，將熱軸故障及時(shí)通過(guò)傳輸回線將信息傳輸?shù)娇刂葡到y(tǒng)中心，有效地跟蹤檢測(cè)軸溫變化，及時(shí)發(fā)現(xiàn)熱軸故障。這些都是目前國(guó)內(nèi)鐵路運(yùn)輸上的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。當(dāng)然，隨著3G建設(shè)和其在鐵路覆蓋的完善，為公網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商進(jìn)入鐵路物聯(lián)網(wǎng)世界提供了網(wǎng)絡(luò)和鐵路應(yīng)用服務(wù)的基礎(chǔ)。

3.物聯(lián)網(wǎng)與鐵路運(yùn)輸?shù)年P(guān)系

鐵道部信息技術(shù)中心擁有強(qiáng)大的初級(jí)物聯(lián)網(wǎng)信息資源。信息技術(shù)中心擁有充沛的網(wǎng)站資源，能提供豐富的業(yè)務(wù)接口；擁有以6E（電子貨票、電子運(yùn)單、電子查詢、電子保價(jià)、電子理賠、電子支付）為核心的信息管理手段；擁有LAIS 系統(tǒng)、5T系統(tǒng)、紅外線實(shí)時(shí)貨車、貨運(yùn)追蹤信息等獨(dú)有的IT產(chǎn)業(yè)，為貨物的實(shí)時(shí)追蹤提供支持；擁有全國(guó)統(tǒng)一IT網(wǎng)絡(luò)，虛擬網(wǎng)與實(shí)體網(wǎng)統(tǒng)一，可以建設(shè)統(tǒng)一數(shù)字通訊網(wǎng)，為現(xiàn)代物流提供遠(yuǎn)程支持；擁有鋪設(shè)世界一流傳感網(wǎng)的能力與手段；擁有為各中小企業(yè)或各企直通提供私有云計(jì)算平臺(tái)和建設(shè)虛擬信息中心的能力；擁有與網(wǎng)絡(luò)廠商和媒體的合作優(yōu)勢(shì)，與阿里巴巴、經(jīng)濟(jì)網(wǎng)、人民鐵道網(wǎng)有很密切的合作關(guān)系；擁有建設(shè)新型Home Office系統(tǒng)的能力，鐵路運(yùn)輸本身即含綠色、環(huán)保、低碳、創(chuàng)新、可持續(xù)發(fā)展的意義。

物聯(lián)網(wǎng)在鐵路物流很多方面都起到重要作用。首先，能顯著提高倉(cāng)儲(chǔ)與包裝整理的安全效率。通過(guò)計(jì)算機(jī)和無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)管理，實(shí)現(xiàn)了信息的實(shí)時(shí)化，一般統(tǒng)計(jì)，可減少存儲(chǔ)量17%，提高工作人員效率32%。庫(kù)存貨物堆碼實(shí)行分層疊加，提高倉(cāng)庫(kù)利用率2至3倍，并實(shí)現(xiàn)了庫(kù)存貨物的實(shí)時(shí)管理，大大提高了倉(cāng)庫(kù)周轉(zhuǎn)率。其次，貨物的裝卸搬運(yùn)煥然一新。無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)好像是為物流業(yè)量身定做的：原先商品的存貨量統(tǒng)計(jì)缺乏準(zhǔn)確性，填寫的貨物訂單往往不規(guī)范，不能及時(shí)清點(diǎn)貨物，不知道貨物在哪個(gè)環(huán)節(jié)損失或被盜竊了，需要耗費(fèi)許多人來(lái)清點(diǎn)和短途搬運(yùn)貨物。實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)管理后，電子標(biāo)簽自動(dòng)引導(dǎo)裝卸機(jī)械作業(yè)或傳送帶裝卸作業(yè)，大幅度地提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。然后，能使配送環(huán)節(jié)與物流各要素融為一體。如果物流配送過(guò)程中應(yīng)用了無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)，它能縮短作業(yè)流程，增加物流中心吞吐量；同時(shí)操作透明化了，這大大改善了作業(yè)質(zhì)量，任何物品出廠后，一直處于被跟蹤的范圍，流轉(zhuǎn)中大大減少可能的遺漏和差錯(cuò)；它還降低了流轉(zhuǎn)費(fèi)用，實(shí)現(xiàn)無(wú)紙操作，極大提高了管理水平。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)，應(yīng)用無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)，可減少庫(kù)存10%~30%以上，降低損耗50%左右，提高存儲(chǔ)率，銷售收入增加2%~10%。物流配送更加順暢合理，節(jié)約成本。最后，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了人物相聯(lián)、物物相聯(lián)，它能把電子商務(wù)提升到新階段。

4.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概述

物聯(lián)網(wǎng)又叫傳感網(wǎng)，指的是將各種信息傳感設(shè)備，如RFID射頻識(shí)別裝置，紅外感應(yīng)器，GPS全球定位系統(tǒng)，激光掃描器等各種裝置與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來(lái)而形成的一個(gè)巨大網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行信息交換和通訊，實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理，從而給物體賦予智能，實(shí)現(xiàn)人與物體之間的互聯(lián)，或者是物體與物體之 間的互聯(lián)。

物聯(lián)網(wǎng)的概念是在1999年提出的。當(dāng)時(shí)基于互聯(lián)網(wǎng)、RFID技術(shù)、EPC標(biāo)準(zhǔn)，在計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，利用射頻識(shí)別技術(shù)、無(wú)線數(shù)據(jù)通信技術(shù)等，構(gòu)造了一個(gè)實(shí)現(xiàn)全球物品信息實(shí)時(shí)共享的實(shí)物互聯(lián)網(wǎng)“Internet of things”（簡(jiǎn)稱物聯(lián)網(wǎng)），這也是在2003年掀起第一輪華夏物聯(lián)網(wǎng)熱潮的基礎(chǔ)。

和傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)相比，物聯(lián)網(wǎng)具有鮮明的特征：

首先，它是各種感知技術(shù)的廣泛應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)上部署了海量的多種類型傳感器，每個(gè)傳感器都是一個(gè)信息源，不同類別的傳感器所捕獲的信息內(nèi)容和信息格式不同。傳感器獲得的數(shù)據(jù)具有實(shí)時(shí)性，按一定的頻率周期性的采集環(huán)境信息，不斷更新數(shù)據(jù)。

其次，它是一種建立在互聯(lián)網(wǎng)上的泛在網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的重要基礎(chǔ)和核心仍舊是互聯(lián)網(wǎng)，通過(guò)各種有線和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)融合，將物體的信息實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地傳遞出去。在物聯(lián)網(wǎng)上的傳感器定時(shí)采集的信息需要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸，由于其數(shù)量極其龐大，形成了海量信息，在傳輸過(guò)程中，為了保障數(shù)據(jù)的正確性和及時(shí)性，必須適應(yīng)各種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)和協(xié)議。

另外，物聯(lián)網(wǎng)不僅僅提供了傳感器的連接，其本身也具有智能處理的能力，能夠?qū)ξ矬w實(shí)施智能控制。物聯(lián)網(wǎng)將傳感器和智能處理相結(jié)合，利用云計(jì)算、模式識(shí)別等各種智能技術(shù)，擴(kuò)充其應(yīng)用領(lǐng)域。從傳感器獲得的海量信息中分析、加工和處理出有意義的數(shù)據(jù)，以適應(yīng)不同的用戶不同需求，發(fā)現(xiàn)新的應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用模式。

支撐物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)主要有以下四種，他們之間的關(guān)系如圖Figure 1所示：

Figure 1物聯(lián)網(wǎng)四大支撐業(yè)務(wù)群

1.RFID射頻技術(shù)：一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，通過(guò)射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識(shí)別工作無(wú)須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。RFID技術(shù)可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽，操作快捷方便。

2.傳感網(wǎng)：借助于各種傳感器，探測(cè)和集成包括溫度、濕度、壓力、速度等物質(zhì)現(xiàn)象的網(wǎng)絡(luò)。具有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、監(jiān)督監(jiān)控和信息共享與存儲(chǔ)管理等功能。傳感網(wǎng)技術(shù)使得目前的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的功能得到極大的拓展，使通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)監(jiān)控各種環(huán)境、設(shè)施及內(nèi)部運(yùn)行機(jī)理等成為可能。3.M2M：廣義上M2M可代表機(jī)器對(duì)機(jī)器（Machine to Machine）人對(duì)機(jī)器（Man to Machine）、機(jī)器對(duì)人（Machine to Man）、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)機(jī)器(Mobile to Machine)之間的連接與通信，它涵蓋了所有實(shí)現(xiàn)在人、機(jī)器、系統(tǒng)之間建立通信連接的技術(shù)和手段。

4.兩化融合：兩化融合是信息化和工業(yè)化的高層次的深度結(jié)合，是指以信息化帶動(dòng)工業(yè)化、以工業(yè)化促進(jìn)信息化，走新型工業(yè)化道路；兩化融合的核心就是信息化支撐，追求可持續(xù)發(fā)展模式。5.RFID射頻識(shí)別技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)是利用無(wú)所不在的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)建立起來(lái)的，其中最重要的技術(shù)就是RFID(Radio Frequency Identification)射頻識(shí)別技術(shù)。RFID系統(tǒng)由三部分組成：標(biāo)簽(Tag)，即射頻卡，由耦合元件及芯片組成，芯片中存儲(chǔ)著由管識(shí)別對(duì)象的信息，標(biāo)簽含有內(nèi)置天線，用于和射頻天線間進(jìn)行通信；閱讀器是用于讀取或者寫入標(biāo)簽信息的設(shè)備；天線用于在標(biāo)簽和讀取器之間傳遞射頻信號(hào)。

RFID技術(shù)的基本工作原理并不復(fù)雜：閱讀器會(huì)通過(guò)發(fā)射天線發(fā)送一定頻率的射頻信號(hào)，當(dāng)標(biāo)簽(Tag)進(jìn)入該信號(hào)場(chǎng)后，接受閱讀器(又說(shuō)解讀器)發(fā)出的射頻信號(hào)，憑借感應(yīng)電流所獲得的能量將標(biāo)簽(即射頻卡)內(nèi)存儲(chǔ)的信息發(fā)送出去；然后，閱讀器通過(guò)接受天線接受到從標(biāo)簽發(fā)送來(lái)的載波信號(hào)，并對(duì)接受的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)和解碼后，送到后臺(tái)中央信息主系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)的處理；最后，主系統(tǒng)根據(jù)邏輯運(yùn)算推斷該卡的合法性，針對(duì)不同設(shè)定做出相應(yīng)的處理和控制，發(fā)出指令信號(hào)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作。如圖Figure 2。

Figure 2 RFID基本工作原理和基本組成

關(guān)于射頻卡的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，由于目前生產(chǎn)RFID產(chǎn)品的很多公司都采用自己的標(biāo)準(zhǔn)，所以國(guó)際上還沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。目前可供射頻卡使用的標(biāo)準(zhǔn)有ISO10536、ISO14443、ISO15693和ISO18OOO。應(yīng)用最多的是ISO14443和ISO15693，這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)都由物理特性、射頻功率和信號(hào)接口、初始化和反碰撞以及傳輸協(xié)議四部分組成。

6.RFID射頻識(shí)別技術(shù)應(yīng)用

早在2001 年，RFID 技術(shù)就已經(jīng)運(yùn)用在鐵路車號(hào)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)中，成為物聯(lián)網(wǎng)目前在我國(guó)鐵路運(yùn)輸領(lǐng)域運(yùn)用最早的成熟典范。過(guò)去車號(hào)的抄錄和匯總?cè)靠谀?、筆記、手抄的人工方式進(jìn)行，錯(cuò)漏多、效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，由于漏抄車號(hào)造成了鐵道部貨車占用費(fèi)的大量流失。此外，鐵路用貨車數(shù)量龐大，車輛分散于全國(guó)各地，鐵道部每年都需要抽調(diào)大量人力、物力進(jìn)行清查、盤點(diǎn)，耗時(shí)費(fèi)力。在采用車號(hào)識(shí)別技術(shù)以后，鐵路車輛管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)計(jì)的實(shí)時(shí)化、自動(dòng)化，降低了管理成本。

該系統(tǒng)主要由車輛標(biāo)簽、地面AEI設(shè)備、車站CPS設(shè)備、列檢復(fù)示系統(tǒng)、鐵路局AEI檢測(cè)中心設(shè)備、標(biāo)簽編程網(wǎng)絡(luò)等部分組成。其工作流程是：先將車號(hào)信息及車輛的技術(shù)參數(shù)信息輸入車輛標(biāo)簽內(nèi)部存儲(chǔ)器(裝載在機(jī)車底部)；由地面的AEI設(shè)備實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地完成對(duì)列車車輛標(biāo)簽信息的采集，并將采集的信息進(jìn)行處理，通過(guò)專線傳輸?shù)杰囌綜PS設(shè)備；CPS 管理設(shè)備完成AEI 采集數(shù)據(jù)的處理，并向列檢復(fù)示系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，為車輛管理和設(shè)備維護(hù)提供可靠信息。在此期間，由鐵路局AEI監(jiān)控中心設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)每臺(tái)地面AEI 的工作狀態(tài)，協(xié)調(diào)、指揮AEI 設(shè)備維護(hù)，確保AEI 設(shè)備良好運(yùn)用，并實(shí)時(shí)接收AEI 采集的列車、車號(hào)數(shù)據(jù)和每臺(tái)AEI 產(chǎn)生的故障信息和設(shè)備狀態(tài)信息，通過(guò)對(duì)故障信息和設(shè)備狀態(tài)信息進(jìn)行分析，及時(shí)了解地面AEI 設(shè)備的工作狀態(tài)，對(duì)故障及時(shí)處理，同時(shí)還可以監(jiān)測(cè)貨車標(biāo)簽的工作狀態(tài)。標(biāo)簽編程網(wǎng)絡(luò)的主要功能是在標(biāo)簽安裝前，將車輛信息寫入標(biāo)簽內(nèi)存的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，防止出現(xiàn)錯(cuò)號(hào)、重號(hào)車，并對(duì)丟失損壞的標(biāo)簽進(jìn)行補(bǔ)裝。

ATIS的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖，如圖Figure 3。

Figure 3 ATIS的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

該系統(tǒng)的投入使用，不僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)列車車次、車號(hào)的自動(dòng)識(shí)別、實(shí)時(shí)跟蹤和故障車輛的準(zhǔn)確預(yù)報(bào)、動(dòng)態(tài)管理等主要功能，大大提高了車輛利用水平和運(yùn)輸組織效率，同時(shí)也為我國(guó)鐵路探索更加科學(xué)化、現(xiàn)代化、智能化的管理模式提供了有益的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在我國(guó)鐵路運(yùn)輸領(lǐng)域的普遍應(yīng)用奠定了良好基礎(chǔ)。

7.物聯(lián)網(wǎng)在鐵路運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展方向

近年來(lái)，隨著我國(guó)高速鐵路、客運(yùn)專線建設(shè)步伐的加快，對(duì)鐵路信息化水平的要求越來(lái)越高，鐵路通信信息網(wǎng)絡(luò)也正朝著數(shù)據(jù)化、寬帶化、移動(dòng)化和多媒體化的方向發(fā)展，各方面的條件已經(jīng)基本滿足了物聯(lián)網(wǎng)在鐵路運(yùn)輸領(lǐng)域的推廣和應(yīng)用。其中，在以下幾個(gè)方面尤為值得關(guān)注和期待：

1.客票防偽與識(shí)別：如果鐵路客票采用RFID 電子客票，其電子芯片的內(nèi)部數(shù)據(jù)是加密的，只有特定的讀寫器可以讀出數(shù)據(jù)，這將是對(duì)造假者以沉重打擊。同時(shí)車站及車上的檢票人員只需通過(guò)便攜式的識(shí)讀器對(duì)車票上的RFID 電子標(biāo)簽進(jìn)行讀取，并與數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)就可以辨別車票的真?zhèn)危蟠蠹涌炝寺每瓦M(jìn)出站的速度，為方便車站組織旅客乘降提供了便利。

2.站車信息共享：目前鐵路在站車信息共享方面還很不成熟，造成的經(jīng)濟(jì) 8 損失以及旅客列車資源浪費(fèi)的現(xiàn)象還比較嚴(yán)重。如果利用RFID 技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)信息共享性，可以及時(shí)將車站的預(yù)留客票發(fā)售情況反饋給車上，同時(shí)將車上的補(bǔ)票情況反饋給車站，就可以清楚的知道有哪些車站的預(yù)留車票是沒(méi)有發(fā)售完的，從而方便車上的旅客及時(shí)補(bǔ)票。此外，通過(guò)該系統(tǒng)中乘坐人員的信息與車站售出車票信息對(duì)比，還可以查看是否有用假票乘坐列車的現(xiàn)象。

3.集裝箱追蹤管理與監(jiān)控：集裝箱運(yùn)輸是鐵路貨物運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展方向，是提高鐵路服務(wù)質(zhì)量非常有效的運(yùn)輸方式，蘊(yùn)藏著巨大的增長(zhǎng)空間，具備很強(qiáng)的發(fā)展優(yōu)勢(shì)。目前國(guó)際上集裝箱的管理基本都是使用箱號(hào)圖像識(shí)別，即通過(guò)攝像頭識(shí)別集裝箱表面的印刷箱號(hào)，通過(guò)圖像處理形成數(shù)字箱號(hào)采集到計(jì)算機(jī)中，這種方法識(shí)別率較低，而且受天氣及集裝箱破損的影響較大。如果將RFID 技術(shù)應(yīng)用到鐵路集裝箱，開(kāi)發(fā)出信息化集裝箱，不僅能夠隨時(shí)觀測(cè)到集裝箱在運(yùn)輸途中的狀態(tài)，防止貨物丟失和損壞，也能大大提高鐵路集裝箱利用的效率和效益。

4.倉(cāng)庫(kù)管理：在鐵路的貨運(yùn)倉(cāng)庫(kù)管理方面，RFID 也可充分發(fā)揮其電子標(biāo)簽穿透性、惟一性的特點(diǎn)，借助嵌在商品內(nèi)發(fā)出的無(wú)線電波的標(biāo)簽所記錄的商品序號(hào)、日期等各項(xiàng)目的信息，讓工作人員不用開(kāi)箱檢查就知道里面有幾樣物品。同時(shí)也可以防止貨物在倉(cāng)庫(kù)被盜、受損等情況。

5.高速鐵路檢測(cè)：高速鐵路安全體系，有穩(wěn)定性要求，擴(kuò)展性要求，和移動(dòng)性要求。未來(lái)要達(dá)到的話，建立一個(gè)基于光纖無(wú)線融合傳感技術(shù)，構(gòu)建高速鐵路基礎(chǔ)設(shè)施服役狀態(tài)檢測(cè)傳感物聯(lián)網(wǎng)，利用固定傳感、巡檢車傳感以及洞徹車載傳感等多種方式，實(shí)現(xiàn)全程動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)采集高速鐵路基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)狀態(tài)數(shù)據(jù)，提供運(yùn)行安全態(tài)勢(shì)預(yù)警。

8.物聯(lián)網(wǎng)在鐵路運(yùn)輸中的愿景——IBM智慧鐵路

當(dāng)前全球范圍內(nèi)鐵路服務(wù)需求的增加，給現(xiàn)有的鐵路運(yùn)輸能力和基礎(chǔ)設(shè)施帶來(lái)前所未有的壓力。然而，日益老化的系統(tǒng)與傳統(tǒng)的業(yè)務(wù)實(shí)踐往往無(wú)法解決這些問(wèn)題。通過(guò)積極地采用新技術(shù)和現(xiàn)有技術(shù)來(lái)獲取整個(gè)鐵路網(wǎng)的信息，并對(duì)這些信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)和分析，可以讓鐵路部門變得更加高效靈活，從而建立一個(gè)響應(yīng)速度更快、更加靈活的運(yùn)作環(huán)境。

IBM和Cisco 聯(lián)合設(shè)計(jì)鐵路行業(yè)智能解決方案提供了一個(gè)基于智能化信息 網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一信息系統(tǒng)，解決了運(yùn)營(yíng)中心、移動(dòng)車輛、車站和其他機(jī)構(gòu)間的有效的信息共享和管理流程集成。它是幫助鐵路行業(yè)提高運(yùn)營(yíng)效率的重要手段，也是鐵路運(yùn)輸領(lǐng)域物聯(lián)網(wǎng)化的下一個(gè)方向和目標(biāo)。該套方案可以幫助鐵路運(yùn)營(yíng)單位通過(guò)一個(gè)結(jié)合了現(xiàn)有系統(tǒng)和新技術(shù)的開(kāi)放架構(gòu)，來(lái)迎接新的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)、客戶服務(wù)與運(yùn)輸安全的挑戰(zhàn)。

智能化的列車的解決方案可以支持以下功能：

集成和增強(qiáng)的通信功能——聯(lián)網(wǎng)的列車可以受益于覆蓋車輛內(nèi)外的集成多頻通信系統(tǒng)。這可以幫助我們有效地集成生產(chǎn)運(yùn)輸信息和提高獲取生產(chǎn)運(yùn)輸信息的準(zhǔn)確性，包括車號(hào)識(shí)別，車輛跟蹤，預(yù)防性維護(hù)和修理信息，車輛和乘務(wù)人員調(diào)度信息，列車編組，預(yù)確報(bào)信息和視頻監(jiān)控信息等，并且可以通過(guò)顯示屏和話音廣播播放提供乘客關(guān)心的信息（如準(zhǔn)、晚點(diǎn)預(yù)告，票額情況）。

數(shù)據(jù)采集——通過(guò)在預(yù)定的維護(hù)時(shí)間從車輛的關(guān)鍵系統(tǒng)搜集車輛運(yùn)行信息（例如軸溫檢測(cè)，剎車系統(tǒng)，車速等），實(shí)施地或者在在每天結(jié)束時(shí)將來(lái)自列車的運(yùn)行數(shù)據(jù)上傳到車輛管理和指揮系統(tǒng)。該系統(tǒng)生成實(shí)時(shí)的故障報(bào)告，提醒維修管理人員對(duì)存在問(wèn)題的列車進(jìn)行維修，通過(guò)人工檢測(cè)和自動(dòng)檢測(cè)相結(jié)合，進(jìn)一步避免可能出現(xiàn)的故障隱患，提高列車的安全運(yùn)輸水平。

車載互聯(lián)網(wǎng)接入——通過(guò)為乘客提供更加有效、愉悅的乘車體驗(yàn)，可以增加上座率和提高乘客的滿意度。通過(guò)在列車中部署無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，鐵路行業(yè)運(yùn)營(yíng)單位可以為乘客和城間列車的乘客提供安全的互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)，一方面提高了乘客的滿意度，另一方面也獲得了基于服務(wù)費(fèi)用的新創(chuàng)收機(jī)會(huì)。

車載多媒體終端——通過(guò)車載的和可以網(wǎng)絡(luò)控制的多媒體終端，可以實(shí)時(shí)的視頻監(jiān)控車輛的運(yùn)行情況，提供增值的廣告發(fā)布手段，增加新的服務(wù)機(jī)會(huì)和收入。

構(gòu)建“智慧鐵路”愿景，包括以下幾個(gè)解決方案：

可感應(yīng)，可度量的解決方案——列車停運(yùn)的機(jī)率由于自診斷子系統(tǒng)的存在而大大降低。智能的傳感器在列車停運(yùn)甚至出軌前，就能發(fā)現(xiàn)潛在的問(wèn)題。車廂可以監(jiān)控自身的狀況。

視頻監(jiān)控解決方案——智慧鐵路提供了一種更智慧的方法去協(xié)助人工監(jiān)控。IBM的先進(jìn)視像識(shí)別技術(shù)將可以把從攝像頭所收集到的影像數(shù)據(jù)進(jìn)行智能分析和篩選，協(xié)助發(fā)現(xiàn)潛在危機(jī)，打造更好的安全鐵路。

遠(yuǎn)程傳感解決方案——運(yùn)用先進(jìn)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在每節(jié)車廂的關(guān)鍵點(diǎn)處安裝傳感器，持續(xù)監(jiān)控車廂的情況并在火車改組時(shí)自動(dòng)檢測(cè)其編組，這些措施可推動(dòng)制訂一個(gè)可行解決方案以檢測(cè)，甚至預(yù)測(cè)潛在的災(zāi)難性故障。

資產(chǎn)管理解決方案——智慧的鐵路將可以實(shí)時(shí)收集并分析來(lái)自鐵路設(shè)備資產(chǎn)的信息以及性能的趨勢(shì)，并以此作為施行預(yù)測(cè)性維護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)，在優(yōu)化設(shè)備性能的同時(shí)最小化對(duì)于乘客的影響。

智能化的智慧鐵路解決方案——可感知和互聯(lián)互通的對(duì)象與流程和復(fù)雜的商務(wù)系統(tǒng)可以彼此對(duì)話，深度挖掘數(shù)據(jù)，分析相關(guān)性，連續(xù)而實(shí)時(shí)的進(jìn)行決策。智能被注入每一個(gè)系統(tǒng)以及流程，從而進(jìn)行與產(chǎn)品和人有關(guān)的生產(chǎn)、銷售、流通及服務(wù)。

商務(wù)智能解決方案——通過(guò)對(duì)供應(yīng)鏈、旅客出行模式等方面進(jìn)行智能分析，不但可以實(shí)現(xiàn)鐵路運(yùn)力的提升以及鐵路資源的利用率，更可以減少鐵路的擁擠情況以及最小化對(duì)環(huán)境的影響。

而IBM提出構(gòu)建智慧的鐵路愿景，就是要利用其更透徹的感知和度量、更全面的互聯(lián)互通和更深入的智能化三大特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)智能信息的網(wǎng)絡(luò)化，進(jìn)而在整個(gè)鐵路系統(tǒng)、企業(yè)內(nèi)部以及合作伙伴之間實(shí)現(xiàn)信息的互聯(lián)和共享。在這個(gè)基礎(chǔ)上，感知和度量可幫助鐵路公司收集信息，進(jìn)而更好地監(jiān)控運(yùn)營(yíng)，而信息整合、復(fù)雜的分析可將戰(zhàn)略決策與新銳洞察結(jié)合起來(lái)，幫助鐵路系統(tǒng)提高服務(wù)質(zhì)量、服務(wù)安全性、服務(wù)可靠性并節(jié)約成本。這個(gè)策略是鐵路信息化實(shí)現(xiàn)更好發(fā)展的一條路徑，可以幫助打造安全、高效、綠色、智能的鐵路。

9.結(jié)束語(yǔ)

自2009年8月溫家寶總理提出―感知中國(guó)‖以來(lái)，物聯(lián)網(wǎng)被正式列為國(guó)家五大新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一寫入―政府工作報(bào)告‖，物聯(lián)網(wǎng)在中國(guó)受到了全社會(huì)極大的關(guān)注，其受關(guān)注程度是在美國(guó)、歐盟、以及其他各國(guó)不可比擬的。雖然現(xiàn)如今關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展勢(shì)頭很猛，但很多關(guān)鍵的技術(shù)依舊處于探索階段。尤其是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在鐵路運(yùn)輸領(lǐng)域的應(yīng)用領(lǐng)域，雖然我們國(guó)家在這方面已經(jīng)取得了一定的研究成果，但是要實(shí)現(xiàn)真正的鐵路運(yùn)輸領(lǐng)域的物聯(lián)網(wǎng)，以及所謂的―智慧鐵路‖還有很長(zhǎng)的道路要走。當(dāng)然，隨著RFID射頻技術(shù)以及傳感網(wǎng)絡(luò)等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷進(jìn) 步，相信不遠(yuǎn)的將來(lái)，在我國(guó)鐵路運(yùn)輸領(lǐng)域也能隨時(shí)隨出的感覺(jué)到物聯(lián)網(wǎng)帶來(lái)的深刻變化。

參考文獻(xiàn)：

[1] 荊心.基于物聯(lián)網(wǎng)的物流信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)研究.科技信息，2010，(20)[2] 寧煥生,張彥.RFID 與物聯(lián)網(wǎng): 射頻中間件解析與服務(wù)[ M].北京: 電子工業(yè)出版社, 2008, 41 [3] 單承贛, 單玉峰, 姚磊.射頻識(shí)別(RFID)原理與應(yīng)用[M].北京: 電子工業(yè)出版社, 2008, 71 [4] 王曉亮, 宓奇, 彭蘇勉, 關(guān)忠良.物聯(lián)網(wǎng)在我國(guó)鐵路運(yùn)輸領(lǐng)域的應(yīng)用與發(fā)展探討.鐵道通信信號(hào),2010,46 [5] 王忠敏.EPC 與物聯(lián)網(wǎng)[M].北京: 中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2004, 51 [6] 杜錦程.鐵路車號(hào)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)的拓展應(yīng)用.鐵道機(jī)車車輛,2010,30(3)[7] 百度百科.RFID技術(shù).http://baike.baidu.com/view/26303.htm [8] 中國(guó)物聯(lián)網(wǎng).http:// [10] 邵文佳.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用展望.企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā),2010,29(14)[11] 馬云嶺, 陳雷, 吳月東.鐵路貨車車號(hào)管理的發(fā)展及其應(yīng)用信息技術(shù)的研究.鐵道車輛,2006,44(4)[12] 沈蘇彬, 范曲立, 宗平, 毛燕琴, 黃維.物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)與相關(guān)技術(shù)研究.2009(6)[13] 劉化君.物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)研究.2010(5)[14] 熊道權(quán).基于物聯(lián)網(wǎng)的高速鐵路檢測(cè)系統(tǒng)研究.2010(12)12

第三篇：計(jì)算機(jī)信息化技術(shù)在鋼鐵企業(yè)安全管理中的應(yīng)用

計(jì)算機(jī)信息化技術(shù)在鋼鐵企業(yè)安全管理中的應(yīng)用論文摘要：隨著計(jì)算機(jī)信息技術(shù)在各行各業(yè)中的不斷飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，特別針對(duì)鋼鐵廠安全生產(chǎn)管理來(lái)說(shuō)，各種影響鋼鐵廠安全的不利因數(shù)都可以得到有效控制，使鋼鐵廠安全生產(chǎn)管理有了質(zhì)的飛躍，真正為實(shí)現(xiàn)“安全第一、預(yù)防為主”奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。但是，計(jì)算機(jī)本身的安全問(wèn)題，嚴(yán)重影響著計(jì)算機(jī)安全監(jiān)控的可靠實(shí)施。因此，加強(qiáng)計(jì)算機(jī)的安全管理意識(shí)，為鋼鐵廠安全生產(chǎn)保駕護(hù)航顯得尤為重要。

鋼鐵廠安全信息技術(shù)應(yīng)是集分析、預(yù)防、監(jiān)控、應(yīng)急全方位、一體化的系統(tǒng)工程。尤其應(yīng)注重預(yù)防和應(yīng)急處理模塊，轉(zhuǎn)被動(dòng)為主動(dòng)，充分的將計(jì)算機(jī)管理與安全生產(chǎn)管理緊密融合，有效地管理控制鋼鐵廠安全工作，保障高爐的安全有效建設(shè)。

我國(guó)鋼鐵“十一五”安全生產(chǎn)規(guī)劃中指出，我國(guó)目前的鋼鐵安全狀況與部分發(fā)達(dá)國(guó)家有較大的距離，技術(shù)裝備水平普遍不足，急待增強(qiáng)鋼鐵廠安全生產(chǎn)的技術(shù)支撐保障能力。大力建設(shè)鋼鐵廠安全生產(chǎn)的管理信息系統(tǒng)就是規(guī)劃中的一個(gè)重要部分。鋼鐵企業(yè)的信息化有兩個(gè)大模塊構(gòu)成：一是安全生產(chǎn)信息化；二是管理信息化。

近年來(lái)我國(guó)鋼鐵廠發(fā)生多起事故，工人安全急需得到切實(shí)有效的保障，這也是建設(shè)和諧社會(huì)的內(nèi)在要求。與此相對(duì)的是，美、德等產(chǎn)鋼大國(guó)安全事故卻并不多見(jiàn)，究其原因，除嚴(yán)格的法律、監(jiān)管制度約束以外，信息技術(shù)、自動(dòng)化設(shè)備的大量應(yīng)用是其實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)的重要因素。從信息化出發(fā)，加強(qiáng)安全技術(shù)能力，也是我國(guó)鋼鐵企業(yè)實(shí)現(xiàn)安全的必由之路。我國(guó)已把“鋼鐵自動(dòng)化安全生產(chǎn)監(jiān)測(cè)監(jiān)控和管理系統(tǒng)與標(biāo)準(zhǔn)體系研究”列為重大專項(xiàng)，已經(jīng)組織研究開(kāi)發(fā)及產(chǎn)業(yè)化，以推動(dòng)我國(guó)鋼鐵行業(yè)信息技術(shù)的應(yīng)用，為鋼鐵安全做好技術(shù)支撐。

1我國(guó)鋼鐵企業(yè)當(dāng)前特點(diǎn)

1鋼鐵企業(yè)安全管理信息技術(shù)建設(shè)目標(biāo)和原則

作為未來(lái)“數(shù)字鋼鐵廠”的一個(gè)子系統(tǒng)，安全管理信息系統(tǒng)是鋼鐵企業(yè)持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)，與高爐地理、生產(chǎn)、物流等子系統(tǒng)類似，其主要內(nèi)容是安全信息的采集、信息的傳輸、信息的處理、信息的應(yīng)用與集成。實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、全面的安全信息管理和響應(yīng)是生產(chǎn)安全管理的核心。鋼廠安全管理信息系統(tǒng)應(yīng)是集分析、預(yù)防、監(jiān)控、應(yīng)急全方位、一體化的系統(tǒng)工程。尤其應(yīng)注重預(yù)防和應(yīng)急處理模塊，轉(zhuǎn)被動(dòng)為主動(dòng)，利用通信、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化等多項(xiàng)技術(shù)的緊密融合，有效地管理控制鋼廠安全工作，保障鋼廠的安全有效建設(shè)；同時(shí)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)要本著先進(jìn)性、投資保護(hù)、開(kāi)放性、可擴(kuò)充性、可維護(hù)性的原則，根據(jù)目前業(yè)務(wù)實(shí)際，并充分考慮今后業(yè)務(wù)發(fā)展需要，針對(duì)企業(yè)實(shí)際情況具體實(shí)施。

2鋼鐵企業(yè)安全管理信息技術(shù)的主要構(gòu)成目前，各軟件和系統(tǒng)集成商開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)千差萬(wàn)別，但從信息設(shè)施的種類來(lái)劃分，可以分為檢測(cè)、監(jiān)控、通訊、信息管理四大部分。從市場(chǎng)主流來(lái)看，功能模塊大同小異，整個(gè)系統(tǒng)可分為以下幾個(gè)模塊：

1)安全信息收集。安全信息收集主要是由安全崗(網(wǎng))員在安全檢查過(guò)程中對(duì)收集到的安全信息錄入到計(jì)算機(jī)中。本模塊主要包括安全信息錄入、對(duì)安全隱患的處理意見(jiàn)、領(lǐng)導(dǎo)審批意見(jiàn)、對(duì)安全隱患處理落實(shí)情況和安全信息的綜合查詢等功能。

2)交接班管理。交接班信息管理模塊用于安檢人員處理交接班過(guò)程中的問(wèn)題記錄與移交。記錄本班生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)生的問(wèn)題／隱患、“三違”人員、掛停止作業(yè)牌、傷亡事故、非傷亡事故及相關(guān)人員的信息，當(dāng)班次交接時(shí)，瀏覽上班次發(fā)現(xiàn)未解決的問(wèn)題和還沒(méi)有檢查到的檢查控制點(diǎn)信息并確認(rèn)，為本班次的跟班安檢人員下井檢查提供指導(dǎo)，以明確責(zé)任，為系統(tǒng)跟蹤安全監(jiān)控人員工作是否到位提供依據(jù)。

3)安全規(guī)章制度。該模塊是鋼廠各種安全規(guī)章制度的匯總，供有關(guān)人員查詢、學(xué)習(xí)和參考。鋼廠安全規(guī)章制度，是鋼廠安全生產(chǎn)的依據(jù)，是由一件件血的教訓(xùn)而寫成的，它在鋼鐵企業(yè)安全生產(chǎn)過(guò)程中起到了重要作用。

4)防治病毒入侵、傳播。大力學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)病毒防治知識(shí)，有效防止計(jì)算機(jī)病毒的傳播。計(jì)算機(jī)病毒是由計(jì)算機(jī)語(yǔ)言編寫的計(jì)算機(jī)程序指令。計(jì)算機(jī)病毒的發(fā)生可導(dǎo)致計(jì)算機(jī)系統(tǒng)崩潰、文件丟失、設(shè)備損壞。計(jì)算機(jī)病毒的傳播方式主要有文件復(fù)制、接收發(fā)送郵件、下載文件等，計(jì)算機(jī)病毒的傳播工具有磁盤、優(yōu)盤、移動(dòng)硬盤、光盤等。

5)安全綜合報(bào)表管理。安全綜合報(bào)表是安全信息的匯總，可以對(duì)鋼廠安全情況進(jìn)行綜合分析，通過(guò)日?qǐng)?bào)和月報(bào)的形式提交給各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)審核，使各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)能及時(shí)的了解總體安全情況，為領(lǐng)導(dǎo)分析和掌握安全管理狀況提供了真實(shí)可靠的依據(jù)。

6)鋼鐵企業(yè)事故管理。正確地記錄鋼廠所發(fā)生的安全事故，并查明事故的原因，記錄事故的綜合分析和處理情況。真實(shí)地記錄發(fā)生的安全事故，可接受事故教訓(xùn)，起到安全警示作用，并作為該部門安全情況評(píng)比的依據(jù)。

7)安全技術(shù)措施管理。本模塊包括安全技術(shù)措施制定、安全技術(shù)措施審核和審批。從技術(shù)角度出發(fā)，對(duì)于鋼鐵企業(yè)各種類別的工程制定安全措施。審批后發(fā)布執(zhí)行，記錄措施的執(zhí)行情況，并對(duì)安全措施進(jìn)行月度的復(fù)審，確保安全措施的可行性。

8)安全標(biāo)志管理。為了引起人們對(duì)不安全因素的注意，預(yù)防事故的發(fā)生，需要在各有關(guān)場(chǎng)合作出醒目標(biāo)志，在礦內(nèi)部安裝的安全標(biāo)志也是不容忽視的。安全標(biāo)志是由安全色、幾何圖形和圖形符號(hào)構(gòu)成，用以表達(dá)特定的安全信息，安全標(biāo)志分為禁止標(biāo)志、警告標(biāo)志、指令標(biāo)志、提示標(biāo)志四類，對(duì)安全標(biāo)志要定期檢查和維護(hù)。本模塊記錄全礦安全標(biāo)志的安裝地點(diǎn)、內(nèi)容和使用情況，并備有安全標(biāo)志的基本知識(shí)。

9)安全生產(chǎn)考評(píng)獎(jiǎng)懲。為了加強(qiáng)職工的安全意識(shí)，對(duì)各部門和個(gè)人安全生產(chǎn)情況要定考評(píng)和獎(jiǎng)懲。本模塊是對(duì)各部門和個(gè)人獎(jiǎng)懲情況的評(píng)比和記錄，當(dāng)某個(gè)部門連續(xù)評(píng)比不合格后，系統(tǒng)發(fā)出警告，并通知有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和部門，對(duì)該部門進(jìn)行處罰。

1O)人員定位查詢?？刹樵兊侥橙藛T當(dāng)前是否下井及在某一時(shí)間段的下井記錄。此外，部分模塊還可以和其他礦井信息技術(shù)結(jié)合使用。以上面介紹的人員狀態(tài)查詢模塊為例，除可單獨(dú)應(yīng)用外，還可以和跟蹤定位系統(tǒng)配合使用。目前通訊技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)為一體的爐前人員定位系統(tǒng)，可在任何聯(lián)網(wǎng)地方監(jiān)控人員數(shù)量、身份和爐前工作位置，是打擊超能力生產(chǎn)，超人員人井的有效的高科技手段。在突發(fā)情況下，監(jiān)控計(jì)算機(jī)上還可立即查詢事故現(xiàn)場(chǎng)的人員位置分布情況、被困人員數(shù)量、為事故搶險(xiǎn)提供科學(xué)依據(jù)。

4有待解決的問(wèn)題

1)通過(guò)各類傳感器所采集的數(shù)據(jù)信息，由計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析、處理，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)高爐通風(fēng)、溫度、濕度、打泥壓力、魚雷罐位置等進(jìn)行有效監(jiān)控，有力的解決人工監(jiān)測(cè)不及時(shí)、不到位、不準(zhǔn)確、憑感覺(jué)的弊端，用準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)反映安全生產(chǎn)中的各種安全隱患因數(shù)，使得安全生產(chǎn)管理變得科學(xué)、可靠，使“預(yù)防為主”的安全生產(chǎn)方針真正落到實(shí)處。

2)信息共享和互通。目前鋼鐵廠安全信息系統(tǒng)在信息共享和互通互聯(lián)方面還有很多不足，“信息孤島”還大量存在。由于供應(yīng)商眾多，應(yīng)用系統(tǒng)五花八門，設(shè)備也是型號(hào)多樣，極不統(tǒng)一。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和管理系統(tǒng)還不能有效實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)，滿足實(shí)際需求，由于不能信息共享，信息的價(jià)值大打折扣，對(duì)集中管理、決策不能提供有效的支持。

3)重建設(shè)更要重使用維護(hù)。安全管理信息系統(tǒng)和其他產(chǎn)品一樣，在使用的過(guò)程中難免會(huì)出現(xiàn)各種問(wèn)題，但由于生產(chǎn)安全直接關(guān)系到高爐職工生命安全，所以尤其應(yīng)加強(qiáng)注意。各鋼鐵企業(yè)應(yīng)建立相應(yīng)的維護(hù)管理制度，確保系統(tǒng)時(shí)刻處于正

常工作狀態(tài)，一旦發(fā)生險(xiǎn)情，能即時(shí)采取措施，充分發(fā)揮安全信息系統(tǒng)應(yīng)有的功能和作用。

總之，只有把計(jì)算機(jī)安全管理放在安全生產(chǎn)的首要位置，加強(qiáng)計(jì)算機(jī)的安全管理意識(shí)，把計(jì)算機(jī)安全管理真正落到實(shí)處，那么，鋼廠的計(jì)算機(jī)安全監(jiān)控才有保證，“安全第一，預(yù)防為主”的安全生產(chǎn)方針才能真正實(shí)現(xiàn)。

參考文獻(xiàn):

[1]方桔萍.加強(qiáng)鋼鐵企業(yè)的信息管理[ J].冶金管理.2005,[2]漆永新.冶金企業(yè)管理信息化技術(shù)(冶金過(guò)程自動(dòng)化技術(shù)叢書):冶,2006.[3]譚浩強(qiáng).計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)實(shí)用教程.2000.[4]都晨桂.試論強(qiáng)化鋼鐵企業(yè)的信息管理2000,.

第四篇：防雷器在電源系統(tǒng)中的應(yīng)用

防雷器在電源系統(tǒng)中的應(yīng)用

一、雷電防護(hù)基本原理

雷電及其它強(qiáng)干擾對(duì)通信系統(tǒng)的致?lián)p及由此引起的后里是嚴(yán)重的，雷電防護(hù)將成為必需。雷電由高能的低頻成份與極具滲透性的高頻成份組成。其主要通過(guò)兩種形式，一種是通過(guò)金屬管線或地線直接傳導(dǎo)雷電致?lián)p設(shè)備；一種是閃電通道及泄流通道的雷電電磁脈沖以各種耦合方式感應(yīng)到金屬管線或地線產(chǎn)生浪涌致?lián)p設(shè)備。絕大部分雷損由這種感應(yīng)而引起。對(duì)于電子信息設(shè)備而言，危害主要來(lái)自于由雷電引起的雷電電磁脈沖的耦合能量，通過(guò)以下三個(gè)通道所產(chǎn)生的瞬態(tài)浪涌。金屬管線通道，如自來(lái)水管、電源線、天饋線、信號(hào)線、航空障礙燈引線等產(chǎn)生的浪涌；地線通道，地電們反擊；空間通道，電磁小組的輻射能量。

其中金屬管線通道的浪涌和地線通道的地電位反擊是電子信息系統(tǒng)致?lián)p的主要原因，它的最見(jiàn)的致?lián)p形式是在電力線上引起的雷損，所以需作為防擴(kuò)的重點(diǎn)。由于雷電無(wú)孔不入地侵襲電子信息系統(tǒng)，雷電防護(hù)將是個(gè)系統(tǒng)工程。雷電防護(hù)的中心內(nèi)容是泄放和均衡。

1．泄放是將雷電與雷電電磁脈沖的能量通過(guò)大地泄放，并且應(yīng)符合層次性原則，即盡可能多、盡可能遠(yuǎn)地將多余能量在引入通信系統(tǒng)之前泄放入地；層次性就是按照所設(shè)立的防雷保護(hù)區(qū)分層次對(duì)雷電能量進(jìn)行削弱。防雷保護(hù)區(qū)又稱電磁兼容分區(qū)，是按人、物和信息系統(tǒng)對(duì)雷電及雷電電磁脈沖的感受強(qiáng)度不同把環(huán)境分成幾個(gè)區(qū)域：LPZOA區(qū)，本區(qū)內(nèi)的各物體都可能遭到直接雷擊，因此各特體都可能導(dǎo)走全部雷電流，本區(qū)內(nèi)電磁場(chǎng)沒(méi)有衰減。LPZOB區(qū)，本區(qū)內(nèi)的各物體不可能遭到直接雷擊，但本區(qū)電磁場(chǎng)沒(méi)有衰減。LPZ1區(qū)，本區(qū)內(nèi)的各物體不可能遭到直接雷擊，流往各導(dǎo)體的電流比LPZOB區(qū)進(jìn)一步減少，電磁場(chǎng)衰減和效果取決于整體的屏蔽措施。后續(xù)的防雷區(qū)（LPZ2區(qū)等）如果需要進(jìn)一步減小所導(dǎo)引的電流和電磁場(chǎng)，就應(yīng)引入后續(xù)防雷區(qū)，應(yīng)按照需要保護(hù)的系統(tǒng)所要求的環(huán)境區(qū)選擇且續(xù)防雷區(qū)的要求條件。保護(hù)區(qū)序號(hào)越高，預(yù)期的干擾能量和干擾電壓越低。在現(xiàn)代雷電防護(hù)技術(shù)中，防雷區(qū)的設(shè)置具有重要意義，它可以指導(dǎo)我們進(jìn)行屏蔽、接地、等電們連接等技術(shù)措施的實(shí)施。

2．均衡就是保持系統(tǒng)各部分不產(chǎn)生足以致?lián)p的電位差，即系統(tǒng)所在環(huán)境及系統(tǒng)本身所有金屬導(dǎo)電體的電位在瞬態(tài)現(xiàn)象時(shí)保持基本相等，這實(shí)質(zhì)是基于均壓等電位連接的。由可靠的接地系統(tǒng)、等電位連接用的金屬導(dǎo)線和等電位連接器（防雷器）組成一個(gè)電位補(bǔ)償系統(tǒng)，在瞬態(tài)現(xiàn)象存在的極短時(shí)間里，這個(gè)電位補(bǔ)償系統(tǒng)可以迅速地在被保護(hù)系統(tǒng)所處區(qū)域內(nèi)所有導(dǎo)電部件之間建立起一個(gè)等電位，這些導(dǎo)電部件也包括有源導(dǎo)線。通過(guò)這個(gè)完備的電位補(bǔ)償系統(tǒng)，可以在極短時(shí)間內(nèi)形成一個(gè)等電位區(qū)域，這個(gè)區(qū)域相對(duì)于遠(yuǎn)處可能存在數(shù)十千伏的電位差。重要的是在需要保護(hù)的系統(tǒng)所處區(qū)域內(nèi)部，所有導(dǎo)電部件之間不存在顯著的電位差。

3．雷電防護(hù)系統(tǒng)由三部分組成，各部分都有其重要作用，不存在替代性。外部防護(hù)，由接閃器、引下線、接地體組成，可將絕大部分雷電能量直接導(dǎo)入地下泄放。過(guò)渡防護(hù)，由合理的屏蔽、接地、布線組成，可減少或阻塞通過(guò)各入侵通道引入的感應(yīng)。內(nèi)部防護(hù)，由均壓等電位連接、過(guò)電壓保護(hù)組成，可均衡系統(tǒng)電位，限制過(guò)電壓幅值。

二、防雷器的作用及技術(shù)參數(shù)

防雷器又稱等電位連接器、過(guò)電壓保護(hù)器、浪涌抑制器、突波吸收器、防雷保安器等，用于電源線防護(hù)的防雷器稱為電源防雷器。鑒于目前的雷電致?lián)p特點(diǎn)，雷電防護(hù)尤其在防雷整改中，基于防雷器防護(hù)方案是最簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)的雷電防護(hù)解決方案。防雷器的主要作用是瞬態(tài)現(xiàn)象時(shí)將其兩端的電位保持一致或限制在一個(gè)范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)移有源導(dǎo)體上多余能量。

進(jìn)入地下泄放，是實(shí)現(xiàn)均壓等電位連接的重要組成部分。防雷器的一些主要技術(shù)參數(shù)：額定工作電壓、額定工作電流，特批串并式電源防雷器的載流量。通流能力，防雷器轉(zhuǎn)移雷電流的能力，以千安為單位，與波開(kāi)開(kāi)式有關(guān)。防雷器在功能上可分為可防直擊雷的防雷器和防感應(yīng)雷的防雷器?？煞乐睋衾椎姆览灼魍ǔＳ糜诳赡鼙恢睋衾讚糁械木€路保護(hù)，如LPZOA區(qū)與LPZ1區(qū)交界處的保護(hù)。用10/35μs電流波形測(cè)試與表示其通流能力。防感應(yīng)雷的防雷器通常用于不可能被直擊雷擊中的線路保護(hù)，如LPZOB區(qū)與LPX1區(qū)、LPZ1區(qū)交界處的保護(hù)。用8/20μs電流波形測(cè)試與表示其通流能力響應(yīng)時(shí)間，防雷器對(duì)瞬態(tài)現(xiàn)象起控制作用所需的時(shí)間，與波形性質(zhì)有關(guān)。殘壓，防雷器對(duì)瞬態(tài)現(xiàn)象的電壓限制能力，與雷電流幅值及波形性質(zhì)有關(guān)。

三、防雷器的選用

基于防雷器的防護(hù)想要取得理想的效果，應(yīng)注重“在合適的地方合理地裝設(shè)合適的防雷器”，防雷器的選擇十分重要。

1．進(jìn)入建筑物的各種設(shè)施之間的雷電流分配情況如下：約有50%的雷電流經(jīng)外部防雷裝置泄放入地，另有50%的雷電流將在整個(gè)系統(tǒng)的金屬物質(zhì)內(nèi)進(jìn)行分配。這個(gè)評(píng)估模式用于估算在LPAOA區(qū)、LPZOB區(qū)和LPZ1區(qū)交界處作等電位連接的防雷器的通流能力和金屬導(dǎo)線的規(guī)格。該處的雷電流為10/35μs電流波形。在各金屬物質(zhì)中雷電流的分配情況下：各部分雷電流幅值取決于各分配通道有的阻抗與感抗，分配通道是指可能被分配到雷電流的金屬物質(zhì)，如電力線、信號(hào)線、自來(lái)水管、金屬構(gòu)架等金屬管級(jí)及其它接地，一般僅以各自的接地電阻值就可以大致估算。在不能確定的情況下，可以認(rèn)為接是電阻相等，即各金屬管線平均分配電流。

2．在電力線架空引入，并且電力線可能被直擊雷擊中時(shí)，進(jìn)入建筑物內(nèi)保護(hù)區(qū)的雷電流取決于外引線路、防雷器放電支路和用戶側(cè)線路的阻抗和感抗。如內(nèi)外兩端阻抗一致，則電力線被分配到一半的直擊雷電流。在這種情況下必須采用具有防直擊雷功能的防雷器。

3．后續(xù)的評(píng)估模式用于評(píng)估LPZ1區(qū)以后防護(hù)區(qū)交界處的雷電流分配情況。由于用戶側(cè)絕緣阻抗遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于防雷器放電支路與外引線路的阻抗，進(jìn)入后續(xù)防雷區(qū)的雷電流將減少，在數(shù)值上不需特別估算。一般要求用于后續(xù)防雷區(qū)的電源防雷器的通流能力在20kA（8/20μs）以下，不需采用大通流能力的防雷器。后續(xù)防雷區(qū)防雷器的選擇應(yīng)考慮各級(jí)之間的能量分配和電壓配合，在許多因素難以確定時(shí)，采用串并式電源防雷器是個(gè)好的選擇。串并式是根據(jù)現(xiàn)代雷電防護(hù)中許多應(yīng)用場(chǎng)合、保護(hù)范圍層次區(qū)分等特點(diǎn)提出的概念（相對(duì)于傳統(tǒng)的并式防雷器而言）。其實(shí)質(zhì)是經(jīng)能量配合和電壓分配的多級(jí)放電器與濾波器技術(shù)的有效結(jié)合。串并式防雷有如下特點(diǎn)：應(yīng)用廣泛。不但可以按常規(guī)進(jìn)行應(yīng)用，也適合保護(hù)區(qū)難以區(qū)別的場(chǎng)所。感生退耦器件在瞬態(tài)過(guò)電壓下的分壓、延遲作用，以幫助實(shí)現(xiàn)能量配合。減緩瞬態(tài)干擾的上升速率，以實(shí)現(xiàn)低殘壓與長(zhǎng)壽命以及極快的響應(yīng)時(shí)間。

4．防雷器的其它參數(shù)選擇取決于各個(gè)被保護(hù)物所在防雷區(qū)的級(jí)別，其工作電壓以安裝在引電路中所有部件的額定電壓為準(zhǔn)。串并式防雷器還需注意其額定電流。

5．影響電子線雷電流分配的其它因素：變壓器端接地電阻降低將使電子線中分配電流增大。供電線纜的長(zhǎng)度的增加將使電力線中分配電流減少，并使幾要導(dǎo)線中有平衡的電流分配。過(guò)短的電纜長(zhǎng)度和過(guò)低的中性線阻抗將使電流不平衡，從而引起差模干擾。供電線纜并接多用戶將降低有效阻抗，導(dǎo)致分配電流增大，在連成網(wǎng)狀的供電狀態(tài)下，雷臨時(shí)性流主要流入電力線，這是多數(shù)雷損發(fā)生在電力線處的原因。

四、防雷器的安裝

1．電源線應(yīng)實(shí)現(xiàn)多級(jí)防護(hù)，多級(jí)防護(hù)是以各防雷區(qū)為層次，對(duì)雷電能量的逐級(jí)減弱（能量分配），使各級(jí)限制電壓相互配合，最終使過(guò)電壓值限制在設(shè)備絕緣強(qiáng)度之內(nèi)（電壓配合）。

在下列情況下，多級(jí)防護(hù)成為必須：某一級(jí)防雷器失效或防雷器某一路失效。防雷器的殘壓不配合設(shè)備絕緣強(qiáng)度，線纜在建筑物內(nèi)長(zhǎng)度較長(zhǎng)時(shí)。

2．幾乎所有情況下的線纜防護(hù)，至少應(yīng)分成兩級(jí)以上，同一級(jí)防雷器還可能包含多級(jí)保護(hù)（如串并式防雷器）。為了達(dá)到有效的保護(hù)，可在各防雷區(qū)界面處設(shè)置相應(yīng)的防雷器，防雷器可針對(duì)單個(gè)電子設(shè)備，或一個(gè)裝有多個(gè)電子設(shè)備的空間，所有穿過(guò)通常具有空間屏蔽的防雷區(qū)的導(dǎo)線，在穿過(guò)防雷區(qū)界面同時(shí)接有防雷器。另外，防雷器的保護(hù)范圍是有限的，一般防雷器與設(shè)備線路距離超過(guò)10m以后將使防護(hù)效果劣化，這是因?yàn)榉览灼骱托枰Ｗo(hù)的設(shè)備之間的電纜上有反射造成的振蕩電壓，其幅值與線路長(zhǎng)度、負(fù)載阻抗成正比。

3．在使用電源孩子雷器的多級(jí)防護(hù)中，如果不注意能量分配，則可能引入更多的雷電能量進(jìn)入保護(hù)區(qū)域。這要求防雷器應(yīng)根據(jù)前述評(píng)估模式選擇。一般防雷器都有通過(guò)雷電流越大，殘壓越高的特點(diǎn)，通過(guò)能量分配后未級(jí)防雷器流過(guò)的雷電流極小，有利于電壓限制。注意，不考慮電壓配合而僅僅選擇低響應(yīng)電壓的防雷器作末級(jí)保護(hù)是危險(xiǎn)的。

實(shí)現(xiàn)能量分配與電壓配合的要點(diǎn)在于利用兩級(jí)防雷器之間線纜本身的感抗。線纜本身的感抗有一定的阻礙埋電流及分壓作用，使雷電流更多地被分配到前級(jí)泄放。一般要求兩級(jí)防雷器之間線纜長(zhǎng)度在15m左右，適用于保護(hù)地線與其它線纜緊貼敷設(shè)或處于同一條電纜之內(nèi)的情況。線纜上分支線路的長(zhǎng)度對(duì)線纜要求長(zhǎng)度有影響，當(dāng)保護(hù)地線與被保護(hù)線纜有一定距離（>1m），這時(shí)要求線纜長(zhǎng)度大于5m即可。在一些不適合采用線纜本身作退耦措施的如兩級(jí)防雷區(qū)界面靠近或線纜長(zhǎng)度較短時(shí)，可利用專門的退耦器件，這時(shí)無(wú)距離要求。

4．退耦器件是實(shí)現(xiàn)能量分配與電壓配合的重要措施，以下幾種材料可作為退耦器件：線纜、電感和電阻。

串并式電源防雷器就是一種考慮了能量分配與電壓配合，利用濾波器作為退耦器件的防雷器組合形式，適合于各種場(chǎng)合的應(yīng)用。

5．在某些極端情況下，裝上防雷器反而會(huì)增加設(shè)備損壞的可能，必須杜絕；這類情況發(fā)生。防雷器保護(hù)幾條線，其中一條線上的防雷器失效或響應(yīng)速度過(guò)慢。這可能使共模干擾轉(zhuǎn)化為差模干擾而損壞設(shè)備。這要求必須實(shí)施多級(jí)防護(hù)及注意防雷器的維護(hù)。不考慮防雷保護(hù)區(qū)、能量配合及電壓分配而隨便安裝防雷器，比如僅僅在設(shè)備前端裝設(shè)一只防雷器，由于沒(méi)有前級(jí)保護(hù)，強(qiáng)大的雷電流將被吸引到設(shè)備前端，致使防雷器殘壓超過(guò)設(shè)備絕緣強(qiáng)度。這要求防雷器必須按層次性原則安裝。

6．在另外的一些情況下，錯(cuò)誤的安裝將使設(shè)備得不到有效保護(hù)。過(guò)長(zhǎng)的防雷器連接線、防雷器工作時(shí)，連接線上由感抗引起的電壓將極高，加在設(shè)備上的仍會(huì)危險(xiǎn)電壓，這個(gè)問(wèn)題在末級(jí)防雷器的應(yīng)用中更加明顯。解決這個(gè)問(wèn)題的方法是采用短的連接線，也要以采用兩要以上分開(kāi)的連接線以分擔(dān)磁場(chǎng)強(qiáng)度，減少壓降，單線加粗連接線是沒(méi)有什么效果的。必要時(shí)可通過(guò)改變被保護(hù)線的布線，使其靠近等電位連接排（接地點(diǎn)）以減少連接線長(zhǎng)度。

防雷器輸出線和輸入線、接地線靠近、并排敷設(shè)。這種情況對(duì)串并式防雷器的影響比較嚴(yán)重。當(dāng)串并式電源防雷器的輸出線（已保護(hù)的線）和輸入線（未保護(hù)線）、地線靠近敷設(shè)，會(huì)使輸出線內(nèi)感應(yīng)出瞬態(tài)浪涌，雖然其強(qiáng)度較原來(lái)小，但仍可能是危險(xiǎn)的。解決這個(gè)問(wèn)題的方法是將輸入線、地線與輸出線分開(kāi)敷設(shè)或垂直敷設(shè)，盡量減少并行敷設(shè)的長(zhǎng)度，拉開(kāi)敷設(shè)的距離。

防雷器接地線沒(méi)有與被保護(hù)設(shè)備的保護(hù)地相連，即采取單獨(dú)的防雷接地。這將使被保護(hù)線與設(shè)備保護(hù)地之間在瞬態(tài)時(shí)存在危險(xiǎn)電壓，解決這個(gè)問(wèn)題的方法是防雷器的接地應(yīng)與設(shè)備保護(hù)地相連。

第五篇：淺談防雷器在電源系統(tǒng)中原理以及應(yīng)用

摘要：雷電由高能的低頻成份與極具滲透性的高頻成份組成。其主要通過(guò)兩種形式，一種是通過(guò)金屬管線或地線直接傳導(dǎo)雷電致?lián)p設(shè)備；一種是閃電通道及泄流通道的雷電電磁脈沖以各種耦合方式感應(yīng)到金屬管線或地線產(chǎn)生浪涌致?lián)p設(shè)備。絕大部分雷損由這種感應(yīng)而引起。對(duì)于電子信息設(shè)備而言，危害主要來(lái)自于由雷電引起的雷電電磁脈沖的耦合能量，通過(guò)以下三個(gè)通道所產(chǎn)生的瞬態(tài)浪涌。本文主要簡(jiǎn)析防雷器在電源系統(tǒng)中的應(yīng)用等。

一、雷電防護(hù)基本原理

雷電及其它強(qiáng)干擾對(duì)通信系統(tǒng)的致?lián)p及由此引起的后果是嚴(yán)重的，雷電防護(hù)將成為必需。雷電由高能的低頻成份與極具滲透性的高頻成份組成。其主要通過(guò)兩種形式，一種是通過(guò)金屬管線或地線直接傳導(dǎo)雷電致?lián)p設(shè)備；一種是閃電通道及泄流通道的雷電電磁脈沖以各種耦合方式感應(yīng)到金屬管線或地線產(chǎn)生浪涌致?lián)p設(shè)備。絕大部分雷損由這種感應(yīng)而引起。對(duì)于電子信息設(shè)備而言，危害主要來(lái)自于由雷電引起的雷電電磁脈沖的耦合能量，通過(guò)以下三個(gè)通道所產(chǎn)生的瞬態(tài)浪涌。金屬管線通道，如自來(lái)水管、電源線、天饋線、信號(hào)線、航空障礙燈引線等產(chǎn)生的浪涌；地線通道，地電們反擊；空間通道，電磁小組的輻射能量。

其中金屬管線通道的浪涌和地線通道的地電位反擊是電子信息系統(tǒng)致?lián)p的主要原因，它的最見(jiàn)的致?lián)p形式是在電力線上引起的雷損，所以需作為防擴(kuò)的重點(diǎn)。由于雷電無(wú)孔不入地侵襲電子信息系統(tǒng)，雷電防護(hù)將是個(gè)系統(tǒng)工程。雷電防護(hù)的中心內(nèi)容是泄放和均衡。

1.泄放是將雷電與雷電電磁脈沖的能量通過(guò)大地泄放，并且應(yīng)符合層次性原則，即盡可能多、盡可能遠(yuǎn)地將多余能量在引入通信系統(tǒng)之前泄放入地；層次性就是按照所設(shè)立的防雷保護(hù)區(qū)分層次對(duì)雷電能量進(jìn)行削弱。防雷保護(hù)區(qū)又稱電磁兼容分區(qū)，是按人、物和信息系統(tǒng)對(duì)雷電及雷電電磁脈沖的感受強(qiáng)度不同把環(huán)境分成幾個(gè)區(qū)域：LPZOA區(qū)，本區(qū)內(nèi)的各物體都可能遭到直接雷擊，因此各特體都可能導(dǎo)走全部雷電流，本區(qū)內(nèi)電磁場(chǎng)沒(méi)有衰減。LPZOB區(qū)，本區(qū)內(nèi)的各物體不可能遭到直接雷擊，但本區(qū)電磁場(chǎng)沒(méi)有衰減。LPZ1區(qū)，本區(qū)內(nèi)的各物體不可能遭到直接雷擊，流往各導(dǎo)體的電流比LPZOB區(qū)進(jìn)一步減少，電磁場(chǎng)衰減和效果取決于整體的屏蔽措施。后續(xù)的防雷區(qū)假如需要進(jìn)一步減小所導(dǎo)引的電流和電磁場(chǎng)，就應(yīng)引入后續(xù)防雷區(qū)，應(yīng)按照需要保護(hù)的系統(tǒng)所要求的環(huán)境區(qū)選擇且續(xù)防雷區(qū)的要求條件。保護(hù)區(qū)序號(hào)越高，預(yù)期的干擾能量和干擾電壓越低。在現(xiàn)代雷電防護(hù)技術(shù)中，防雷區(qū)的設(shè)置具有重要意義，它可以指導(dǎo)我們進(jìn)行屏蔽、接地、等電們連接等技術(shù)措施的實(shí)施。

2.均衡就是保持系統(tǒng)各部分不產(chǎn)生足以致?lián)p的電位差，即系統(tǒng)所在環(huán)境及系統(tǒng)本身所有金屬導(dǎo)電體的電位在瞬態(tài)現(xiàn)象時(shí)保持基本相等，這實(shí)質(zhì)是基于均壓等電位連接的。由可靠的接地系統(tǒng)、等電位連接用的金屬導(dǎo)線和等電位連接器組成一個(gè)電位補(bǔ)償系統(tǒng)，在瞬態(tài)現(xiàn)象存在的極短時(shí)間里，這個(gè)電位補(bǔ)償系統(tǒng)可以迅速地在被保護(hù)系統(tǒng)所處區(qū)域內(nèi)所有導(dǎo)電部件之間建立起一個(gè)等電位，這些導(dǎo)電部件也包括有源導(dǎo)線。通過(guò)這個(gè)完備的電位補(bǔ)償系統(tǒng)，可以在極短時(shí)間內(nèi)形成一個(gè)等電位區(qū)域，這個(gè)區(qū)域相對(duì)于遠(yuǎn)處可能存在數(shù)十千伏的電位差。重要的是在需要保護(hù)的系統(tǒng)所處區(qū)域內(nèi)部，所有導(dǎo)電部件之間不存在顯著的電位差。

3.雷電防護(hù)系統(tǒng)由三部分組成，各部分都有其重要作用，不存在替代性。外部防護(hù)，由接閃器、引下線、接地體組成，可將絕大部分雷電能量直接導(dǎo)入地下泄放。過(guò)渡防護(hù)，由合理的屏蔽、接地、布線組成，可減少或阻塞通過(guò)各入侵通道引入的感應(yīng)。內(nèi)部防護(hù)，由均壓等電位連接、過(guò)電壓保護(hù)組成，可均衡系統(tǒng)電位，限制過(guò)電壓幅值。

二、防雷器的作用及技術(shù)參數(shù)

防雷器又稱等電位連接器、過(guò)電壓保護(hù)器、浪涌抑制器、突波吸收器、防雷保安器等，用于電源線防護(hù)的防雷器稱為電源防雷器。鑒于目前的雷電致?lián)p特點(diǎn)，雷電防護(hù)尤其在防雷整改中，基于防雷器防護(hù)方案是最簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)的雷電防護(hù)解決方案。防雷器的主要作用是瞬態(tài)現(xiàn)象時(shí)將其兩端的電位保持一致或限制在一個(gè)范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)移有源導(dǎo)體上多余能量。

進(jìn)入地下泄放，是實(shí)現(xiàn)均壓等電位連接的重要組成部分。防雷器的一些主要技術(shù)參數(shù)：額定工作電壓、額定工作電流，特批串并式電源防雷器的載流量。通流能力，防雷器轉(zhuǎn)移雷電流的能力，以千安為單位，與波開(kāi)開(kāi)式有關(guān)。防雷器在功能上可分為可防直擊雷的防雷器和防感應(yīng)雷的防雷器?？煞乐睋衾椎姆览灼魍ǔＳ糜诳赡鼙恢睋衾讚糁械木€路保護(hù)，如LPZOA區(qū)與LPZ1區(qū)交界處的保護(hù)。用10/35μs電流波形測(cè)試與表示其通流能力。防感應(yīng)雷的防雷器通常用于不可能被直擊雷擊中的線路保護(hù)，如LPZOB區(qū)與LPX1區(qū)、LPZ1區(qū)交界處的保護(hù)。用8/20μs電流波形測(cè)試與表示其通流能力響應(yīng)時(shí)間，防雷器對(duì)瞬態(tài)現(xiàn)象起控制作用所需的時(shí)間，與波形性質(zhì)有關(guān)。殘壓，防雷器對(duì)瞬態(tài)現(xiàn)象的電壓限制能力，與雷電流幅值及波形性質(zhì)有關(guān)。

三、防雷器的選用

基于防雷器的防護(hù)想要取得理想的效果，應(yīng)注重“在合適的地方合理地裝設(shè)合適的防雷器”，防雷器的選擇十分重要。

1.進(jìn)入建筑物的各種設(shè)施之間的雷電流分配情況如下：約有50%的雷電流經(jīng)外部防雷裝置泄放入地，另有50%的雷電流將在整個(gè)系統(tǒng)的金屬物質(zhì)內(nèi)進(jìn)行分配。這個(gè)評(píng)估模式用于估算在LPAOA區(qū)、LPZOB區(qū)和LPZ1區(qū)交界處作等電位連接的防雷器的通流能力和金屬導(dǎo)線的規(guī)格。該處的雷電流為10/35μs電流波形。在各金屬物質(zhì)中雷電流的分配情況下：各部分雷電流幅值取決于各分配通道有的阻抗與感抗，分配通道是指可能被分配到雷電流的金屬物質(zhì)，如電力線、信號(hào)線、自來(lái)水管、金屬構(gòu)架等金屬管級(jí)及其它接地，一般僅以各自的接地電阻值就可以大致估算。在不能確定的情況下，可以認(rèn)為接是電阻相等，即各金屬管線平均分配電流。