既有鐵路電力遠(yuǎn)動通道組網(wǎng)方案分析

傅 勇

傅 勇:中鐵電氣化局集團(tuán) 工程師 441021 湖北襄陽

在鐵路專網(wǎng)通信中，電力遠(yuǎn)動業(yè)務(wù)是一項(xiàng)最為基礎(chǔ)的業(yè)務(wù)，位于鐵路站段的電力控制中心通過遠(yuǎn)動通道，對遠(yuǎn)方的電力設(shè)備進(jìn)行參數(shù)采集、監(jiān)視和控制，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通信、遠(yuǎn)程測量、遠(yuǎn)程控制和遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)等SCADA的各項(xiàng)功能，對保證鐵路用電安全起著非常重要的作用。早期的電力遠(yuǎn)動通道由于受當(dāng)時鐵路通信技術(shù)水平的制約，形式繁雜，普遍存在傳輸速率低、通道不穩(wěn)定、抗干擾能力差的缺點(diǎn)，嚴(yán)重制約鐵路電力自動化的發(fā)展。近些年隨著各種信息系統(tǒng)及綜合信息系統(tǒng)相繼建成，光纖通信和以太網(wǎng)技術(shù)的大量使用，電力遠(yuǎn)動通道逐步向著高速、穩(wěn)定、可靠的方向發(fā)展。下面結(jié)合工程實(shí)例，介紹2種最常見的組網(wǎng)方案。

1 依托既有TDMS系統(tǒng)進(jìn)行組網(wǎng)

1.1 適用對象

部分遠(yuǎn)動站點(diǎn)無光纜及傳輸設(shè)備，而且遠(yuǎn)動站點(diǎn)距離通信機(jī)房較遠(yuǎn)，敷設(shè)光纜投資太大或受地理?xiàng)l件所限不能敷設(shè)光纜。但前期車站TDMS(運(yùn)輸調(diào)度管理信息系統(tǒng))已經(jīng)建成，且目前TDMS網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)流量不大。

依托于既有TDMS系統(tǒng)進(jìn)行組網(wǎng)，具有投資小、施工方便、路由保護(hù)完全的特點(diǎn)，不需要對既有光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行割接。但是由于與TDMS共網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)資源受TDMS限制，存在與TDMS數(shù)據(jù)爭帶寬的現(xiàn)象，且TDMS故障會影響到電力遠(yuǎn)動網(wǎng)的安全。

1.2 組網(wǎng)實(shí)例

既有WX鐵路電力遠(yuǎn)動通道的改造方案。WX線有25個遠(yuǎn)端電力點(diǎn)，需要和遠(yuǎn)動控制中心遠(yuǎn)程聯(lián)接，其中車站遠(yuǎn)動室14個，中繼站遠(yuǎn)動室6個，配電所遠(yuǎn)動室5個。控制中心至各車站、中繼站及其中3個配電所均有傳輸設(shè)備，可以提供2 Mb/s FE通道;另外2個配電所無光纖傳輸設(shè)備，不能提供2 Mb/s FE通道，但有一條用于提供自動電話業(yè)務(wù)的10對地區(qū)電纜。該線的TDMS網(wǎng)絡(luò)前期已經(jīng)建成，僅在14個車站設(shè)有TDMS網(wǎng)絡(luò)的FE接入能力。該TDMS網(wǎng)絡(luò)是由2 Mb/s FE組成的環(huán)網(wǎng)，所有的FE端口均由環(huán)網(wǎng)路由進(jìn)行保護(hù)，主要網(wǎng)絡(luò)設(shè)備采用IBM、思科系列，目前僅有報(bào)點(diǎn)及貨運(yùn)業(yè)務(wù)，數(shù)據(jù)量不大，帶寬及可靠性比較高。

如果直接利用TDMS網(wǎng)絡(luò)來組成該線的遠(yuǎn)動通道，全線只有14個車站可以直接接入FE，其他6個中繼站和5個配電所由于遠(yuǎn)離車站，不能直接進(jìn)行FE接入。但是可以利用區(qū)段光纖傳輸網(wǎng)提供的2 Mb/s FE通道和網(wǎng)橋+地區(qū)電纜的方式，延伸FE接入到鄰近車站TDMS中。WX鐵路電力遠(yuǎn)動通道依托于既有TDMS網(wǎng)絡(luò)組建，組網(wǎng)示意圖如圖1所示。

從圖1可以看出，TDMS系統(tǒng)給控制中心設(shè)備及網(wǎng)內(nèi)25臺遠(yuǎn)動設(shè)備分配一個惟一的固定IP地址，控制中心和遠(yuǎn)端設(shè)備間采用TCP/IP協(xié)議進(jìn)行通信。所有14個車站的遠(yuǎn)動設(shè)備，由于距離TDMS交換機(jī)只有50 m，而且在同一大樓內(nèi)，所以直接利用超五類網(wǎng)線接入。6個中繼站及3個配電所遠(yuǎn)動設(shè)備，利用既有區(qū)段光纖傳輸網(wǎng)提供的2 Mb/sFE通道，接入相鄰車站的TDMS交換機(jī)中。另外，2個配電所雖然沒有傳輸設(shè)備，但是有地區(qū)電纜，可以利用網(wǎng)橋設(shè)備+地區(qū)電纜的方式，將遠(yuǎn)動設(shè)備接入到本站的TDMS交換機(jī)中。

圖1 WX鐵路電力遠(yuǎn)動通道組網(wǎng)示意圖

所謂網(wǎng)橋設(shè)備，即RJ11和FE的互轉(zhuǎn)設(shè)備，可以將以太網(wǎng)接口經(jīng)過轉(zhuǎn)換后在普通雙絞線上進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸。由于采用MSDSL多速率數(shù)字用戶線技術(shù)，在線徑0.5 mm的雙絞線上，傳輸速率最大可達(dá)2.32 Mb/s，最遠(yuǎn)傳輸距離達(dá)到6.25 km，成本低、可靠性高、使用方便，不需要任何軟件設(shè)置，自適應(yīng)10/100 BaseT接口，完全滿足使用要求。

該方案施工完畢后，在控制中心以1024 B的大數(shù)據(jù)包連續(xù)對各遠(yuǎn)動設(shè)備進(jìn)行3 min的測試，無一丟包，且延時小，完全符合遠(yuǎn)動要求。

2 2Mb/s FE方式直接組成環(huán)網(wǎng)

2.1 適用對象

遠(yuǎn)動站點(diǎn)均有光纜及傳輸設(shè)備，或者遠(yuǎn)動站點(diǎn)距離通信機(jī)房較近FE延伸方便。設(shè)計(jì)有相應(yīng)的光纜設(shè)備投資，無MIS網(wǎng)絡(luò)或目前MIS網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)流量太大，不能新增業(yè)務(wù)。

2 Mb/s FE方式直接組成環(huán)網(wǎng)的方案，獨(dú)立成網(wǎng)、結(jié)構(gòu)清晰、帶寬獨(dú)享，不與其他業(yè)務(wù)爭帶寬，能做到高速、穩(wěn)定、可靠。但是每個遠(yuǎn)端電力點(diǎn)都要增加光纜和傳輸設(shè)備，控制中心也要增加相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，投資比較大。

2.2 組網(wǎng)實(shí)例

既有WA鐵路電力遠(yuǎn)動通道的改造方案。WA全線有32個遠(yuǎn)端電力點(diǎn)需要和遠(yuǎn)動控制中心遠(yuǎn)程聯(lián)接，其中既有車站遠(yuǎn)動室23個，新設(shè)變電所遠(yuǎn)動室9個。控制中心至各車站均有傳輸設(shè)備，可以提供2Mb/s FE通道;另外9個變電所由于是新增的，需要新增光纖及傳輸設(shè)備接入到附近車站通信機(jī)械室。WA鐵路電力遠(yuǎn)動通道采用2Mb/s FE方式直接組成環(huán)網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)示意圖如圖2所示。

從圖2可以看出，控制中心至各車站利用既有傳輸設(shè)備提供的2 Mb/s電路組成環(huán)網(wǎng)，變電所遠(yuǎn)動室通過新設(shè)的光纖及PDH傳輸設(shè)備接入到附近車站，所有2 Mb/s經(jīng)G/E轉(zhuǎn)換器后變?yōu)镕E接口提供給電力遠(yuǎn)動設(shè)備。

3 總結(jié)

上述實(shí)例可以看出，2種方案各有優(yōu)缺點(diǎn)，需要針對具體情況選擇使用。一般既有鐵路改造多采用第1種方案，除非設(shè)計(jì)有專門資金才采用第2種方案。

圖2 WA鐵路電力遠(yuǎn)動通道組網(wǎng)示意圖

由于遠(yuǎn)端電力設(shè)備位置分散、交通不便，電力遠(yuǎn)動通道的組網(wǎng)相對于鐵路其他通信業(yè)務(wù)比較復(fù)雜，尤其是對既有鐵路電力遠(yuǎn)動網(wǎng)的改造，不可能每個遠(yuǎn)端電力點(diǎn)都增加光纜和傳輸設(shè)備，要從投資、帶寬、可靠性、維護(hù)等多方面因素進(jìn)行綜合考慮。

［1］ 中華人民共和國鐵道部．TB10117-98．鐵路電力牽引供電遠(yuǎn)動系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范［S］．北京:中國鐵道出版社，1998．

［2］ 中華人民共和國鐵道部．TB10006-2005．鐵路運(yùn)輸通信設(shè)計(jì)規(guī)范［S］．北京:中國鐵道出版社，2005．

［3］ 中華人民共和國鐵道部．TB10205-99．鐵路通信施工規(guī)范［S］．北京:中國鐵道出版社，1999．