摘要：针对铁路牵引变电站自动化系统的网络化发展趋势，将Web网络技术“嵌入”至铁路变电站自动化系统中，提出一种新的基于嵌入式Web Server技术的配置管理方式¬，并给出了设计和实现方法，为适应数字化牵引变电站自动化系统的一体化信息共享提供了一种新的思路和方法。

关键词：数字化牵引变电站；嵌入式Web；动态数据标记

中图分类号：TP311.52文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2012) 06-0000-02

一、引言

“十一五”期间，我国的铁路建设迎来的大发展的局面，特别是2008年后，为应对国际金融危机对经济社会的影响，我国及时调整宏观经济政策，掀起“扩内需、保增长”的投资高潮，进一步加快铁了路建设的步伐。截止2010年底，我国电气化铁路里程已达4.2万km，仅次于俄罗斯，位居亚洲第一、世界第二，成为世界电气化铁路大国。京广线、陇海线、京沪线、哈大线等主要干线都已实现电气化。

强大而可靠的供电是保证高速铁路正常运输的基本条件，电气化铁路牵引负荷的特殊性和供电系统的复杂性，对供电技术提出了更高标准。随着计算机技术、网络技术、控制技术的发展，以基于IEC61850通信协议的高速以太网为桥梁、以智能化一次设备和网络化二次设备为特征，以数字化为基础的铁路供电自动化系统将成为下一阶段牵引供电综合自动化技术的主流技术，其中，嵌入式Web技术可以提高变电站内信息共享和综合性应用，为变电站的运行管理和辅助应用提供支撑，得到了行业专家越来越多的关注。

二、数字化牵引变电站自动化系统体系结构

铁路牵引变电站自动系统是对铁路变电站的电力运行信息及设备运行状况执行保护、控制、测量、监视等综合性协调功能，变电站综合自动化系统可以提高铁路变电站安全运行稳定水平、降低运行维护成本、提高经济效益，是保证铁路运输的一项重要的技术手段。按照IEC61850体系要求，现代变电站自动化系统一般采用分层、分级、分布式体系结构，分为设备层、间隔层和变电站层。其中变电站层包括变电站监控系统和通信管理单元，用于全站信息的监视、控制和、上级调度系统的通信功能以及站内信息的Web发布功能；间隔层包括保护、测控、表计、直流电源等智能单元，执行变电站内保护、控制、计量、监视、监测等一体化集成功能，；设备层包括变电站站内的一次智能设备，如智能开关、光电式CT/PT、智能变压器等，但由于光电子式CT/PT还存在一定技术问题，一次电气开关和大型变压器等关键设备的智能化需要一个过程，目前在铁路牵引变电站中尚没有采用智能一次设备。牵引变电站自动系统体系结构见图1所示。

图1 牵引变电站自动化系统结构图

系统各装置之间采用最新国际标准IEC61850通信规约。IEC61850是一个在变电站自动化领域中非常重要的一个标准，它在今后相当长的一段之间内，对变电站的设计、建设、施工、维护等都产生非常重要的影响。从某种意义上来说，IEC61850已经成为高度集成、投资减少、方便易用、使用网络通信功能代替硬接线、具备即插即用功能的新一代变电站自动化的标志，是各自动化厂家正在研究的最新技术。

牵引变电站自动化系统负责铁路用电信息的监视和控制，一般自动化系统的信息发布、参数配置、系统维护等功能由自动化生产厂家专用配置工具完成，属于自主开发产品，没有统一的标准，给变电站维护人员的学习和掌握带来了很大的不便，增加了系统培训费用，浪费了社会资源，也不利于产品的升级改造，因此把配置管理工具“植入”变电站自动化系统中，不啻为一种很能好的解决方法，即在牵引变电站自动化系统中开发嵌入式Web Server服务器，运行维护人员根据自己的权限登录铁路供电内部网络使用标准的Web Browser来配置管理变电站内的自动化设备，实现变电站自动化系统数据资源的共享。

三、嵌入式Web Server的设计与实现

（一）嵌入式Web Server的设计

系统采用三层B/S瘦客户机架构。主控通信管理服务器与Web Brower之间的通信采用HTTP1.1协议，Web Brower的Java Applet通过Applet代理采用JAP（Java Applet Protocol）通信协议完成实时数据的刷新。主控通信服务器建立在VxWokrs操作系统之上，完成IEC61850通信服务和HTTP服务，HTTP服务与设备数据库之间采用CGI交互接口，自动化系统中的主控通信服务器与变电站内其它智能设备采用IEC61850通信协议。

（二）嵌入式Web Server的实现

嵌入式Web Server嵌入在主控通信服务器中，是一个模块化的、高性能的、可剪裁的、便于移植的软件功能模块。软件模块通过动态数据标记点技术在Web Browser静态网页中链接服务器动态数据的能力，从而实现轻量级的基于Web方式的配置管理功能。这种实现方式具有嵌入动态数据的静态网页与通信管理器服务程序相分离的特点，使得通信管理服务器的数据配置和管理具有灵活性和可扩展性。标记点数据标记点技术是在网页中需要显示动态数据的地方做一个特殊标识，服务器程序在解析网页时，如果遇到这种特殊标识就从标记点数据库中查找该标识点对应的实际动态数据，并用该数据在HTML网页中替换原来的特殊标识，这种方式把用户界面与动态数据相分离，从而提高了系统的可扩展性和数据访问处理的并行性。

主控通信服务器采用嵌入式实时多任务操作系统VxWorks，网络编程接口是操作系统提供的Berkerly Sockets 4.3接口，集成开发工具为风河公司的Tornado集成软件，Web服务器程序采用ANSI C编写和C++混合编写，HTML页面的制作采用Microsoft Frontpage 2000。

四、结语

本文给出了在通信管理服务器中实现嵌入式WebServer的方法，对基于动态数据标记点的动态数据刷新技术给予了分析说明，希望能为数字化牵引变电站网络信息发布提供借鉴。由于篇幅有限，本文只探讨了嵌入式WebServer的应用技术，与EIC61850协议的交互功能及其实时性和安全性问题尚需进一步研究，这也是下一步的开发目标。

参考文献：

[1]李钢,李增智.一种基于Web技术的网络管理模型[J].计算机工程与应用,2000,36(7):23-24

[2]任雁铭,秦立军,杨奇逊.变电站自动化系统中内部通信网的研究[J].电网技术,2000,24(5):42-43

[3]李峰,谢俊.基于IEC61850的智能变电站交换机IEC信息模型[J].电力系统自动化,2012,36(7):76-80

[4]IEC61850-7-1 Communication netwokrs and systems in substation:Part 7-1 Basic Communication structure for substation and feeder equipment principles and models

[作者简介]王传启（1969-），男，高级工程师，博士研究生，研究方向为电力系统自动化；尹项根（1954-），男，教授，博士生导师，主要从事电力系统继电保护及电力系统控制的研究；宋金川（1975-），男，高级工程师，主要研究方向为铁路电力系统自动化。