鐵路供電段電力遠動系統調度主站改造方案

李曉祥 上海鐵路局阜陽鐵路樞紐工程建設指揮部

1 引言

隨著近幾年鐵路的不斷發展，新建電氣化鐵路和既有鐵路電氣化改造的不斷增建，新建信號電源和變配電所監控站點日益增多，系統容量不斷擴大，軟、硬件設備均已不能滿足供電段目前及今后發展的需要。

為了提高組織管理效能、減少運營維修管理成本，迫切希望根據調度集中、信息共享的原則，建設一套統一的電力調度指揮系統，將既有線電力供電遠動系統的改造統一規劃，并具備遠期新建鐵路的接入能力，負責供電段管內所有電氣化鐵路電力遠動系統統一的調度指揮，滿足鐵路系統發展的需求。

2 前期調查

某供電段電力遠動調度中心已有一套遠動系統，設置于2003年。該電力遠動系統主要由調度主站、遠動終端和遠動通道構成。調度主站主要由數據服務器、前置機、SCADA工作站、網路交換機、通信設備、輸入輸出設備、不間斷電源設備等構成。該調度主站建成后，近幾年隨著鐵路建設步伐的加快，新建的信號電源和變配電所監控站點不斷接入該系統，使得變配電所遠動終端達到24個，電源遠動終端達到173個。既有遠動通道部分利用2M通信通道，部分遠動通道為64K通道或音頻專線通道，64K通道或512K通道的通信穩定可靠性較差。

鑒于目前系統的容量和軟、硬件設備已不能滿足目前及今后發展的需要，需新設一套電力遠動綜合調度監控系統，對目前既有電力遠動系統及復示系統進行接入，同時該系統應具備擴容功能，滿足未來系統的擴容需求。

3 改造方案

3.1 設計原則

（1）滿足可靠性、整體性、實時性、先進性、開放性和標準化的要求。

（2）對調度主站統一規劃、統一標準、統一管理，實施上統籌規劃并結合轄區內鐵路建設進程分步建設。

（3）技術體系以統一的硬件平臺、統一的軟件平臺、統一的安全平臺、統一的管理平臺和統一的存儲平臺為特征，對外提供標準的信息接口。

（4）系統采用標準化設計，在接口定義，軟、硬件平臺配置等方面遵循相關的國際標準、國家標準或行業標準。

（5）系統采用先進的控制技術、計算技術、網絡技術等，規劃并建成一套面向全段管轄范圍所有各線的電力遠動系統。

（6）系統采用開放的技術標準和面向服務的技術架構，能夠根據轄區內鐵路建設的發展，適應統一規劃、分步實施及生產力布局調整的需要，方便靈活地進行功能和容量的擴展，并方便地與其它相關系統進行互連互通和信息共享。各調度臺的管轄與控制范圍可根據實際需要動態、在線調整。

（7）鐵路電力遠動系統的數據通信應采用鐵路通信專用通道，并宜設置主用和備用通道。

3.2 系統構成

電力遠動系統一般由調度主站、遠動終端、遠動通道構成；牽引調度復示系統由復示主站、復示終端、復示通道構成。

電力遠動和復示系統改造設計充分利用既有遠動終端、既有遠動通道和既有調度主站設備，對調度主站和復示系統方案進行整合優化設計。

調度主站一般應配置網路交換機、前置機、SCADA工作站、數據服務器、通信設備、輸入輸出設備、不間斷電源設備、時鐘同步設備等，其中網絡交換機、前置機、數據服務器、SCADA工作站應按雙機冗余配置。電力遠動系統構成示意圖詳見圖1。

牽引供電復示系統一般由復示服務器、復示工作站及相應的通訊網絡設備構成，設置數據、文檔管理報表打印機等設備。

圖1 電力遠動系統構成示意圖

3.2.1 硬件構成

為了確保系統的高可靠性，調度所系統中的所有關鍵設備，包括局域網絡設備、服務器、調度臺均采用冗余配置。調度所系統的建設將會隨系統擴展，因此無論是網絡交換機、服務器設備均采用支持模塊化配置、具備高擴展性的硬件配置方案。主要硬件設備：

（1）局域網絡設備：負責實現調度所系統中各計算機節點或存儲設備間的數據交換。

（2）調度臺：負責提供調度員用于日常調度操作的人機界面。

（3）維護管理臺：負責提供系統的各種增、添、修、改等SCADA維護功能以及IT系統的域管理功能。

（4）服務器組：用于完成系統的數據庫管理、歷史數據存儲、SCADA業務邏輯處理、實現與遠動終端系統的通信、與外部接口系統的通信、系統配置管理、系統備份等功能。

（5）存儲系統：用以完成對系統的所有靜態及歷史數據的存儲。

（6）其它配套設備：包括打印機、時鐘等，用于完成系統的打印、時鐘同步等功能。

3.2.2 軟件構成

系統軟件主要包括系統軟件和應用軟件。

系統軟件可以為UNIX或Windows 2003 Server或Windows XP，Oracle或Microsoft SQL Server 等。

應用軟件應該是在成熟產品的基礎上，充分考慮系統監控容量規模，構建于平臺軟件基礎之上的分布式、大容量的SCADA應用軟件。應用軟件主要包括。

（1）平臺軟件層：建議采用基于國際或國內成熟軟件。

（2）數據管理層：實現數據管理、存儲、分析等功能。

（3）業務邏輯層：實現SCADA系統的數據采集、通訊管理和協議轉換等業務邏輯。

（4）人機界面層：實現調度人員、維護人員的人機界面顯示，以完成各種監控操作，應包括電力調度工作站和維修管理工作站。

（5）維護管理層：完成系統配置、系統維護、網絡維護等功能。

（6）安全防護層：設置核心系統安全軟件，即在操作系統的安全功能之上提供一個安全保護層，通過從內核層截取文件訪問控制方式，加強操作系統安全性。

3.3 系統基本功能

鐵路電力遠動系統的遠動對象為鐵路電力網中的各類（級）變、配電所（包括無人值班變、配電所和開關站）及供電線路上的線路分段設備等。

系統實現遙控、遙測和遙信基本功能。調度主站在其管轄范圍內具備接收及處理遠動終端發送的實時采集數據，對可控的電力設備進行遙控操作，遠動數據采集、分析處理及控制，對實時采集數據進行分析與處理等功能。系統數據通信具有系統內部與外部兩種通信功能，電力遠動系統與上級電力調度之間的數據通信和調度端與遠動終端之間的數據通信。

4 既有系統接入與新系統容量

調度主站系統具備對既有系統的通道類型和通訊規約的兼容性，以確保維持既有線路通信通道不變。可根據實際通道類型和既有接口設備的運行情況，配置相應的通道接口設備。

新的調度主站系統在完全接入既有遠動設備之前，既有遠動主站系統需要繼續并行運行，以便于新系統的調試。新系統需要對所有遠動終端重新調試（至少需要將所有遙控調試一遍），以保證遠動系統的正確安全運行。

一般電力變配電所遠動終端接入的點數不超過1000個點，電源遠動終端接入的點數不超過200個。考慮系統需要接入既有遠動終端和未來新上的遠動終端，要求系統接入最大容量為25萬點，即120個變配電所和650個電源遠動終端。

5 結束語

按照鐵路高速、重載的發展方向及節能環保的發展理念，鐵路電氣化里程將不斷刷新。據有關方面統計，我國電氣化鐵路總里程已突破4.8萬公里，躍升世界第一，根據《中長期鐵路網規劃》，到2020年，我國鐵路營業里程將達到12萬公里以上，其中電氣化鐵路比重將達到60%。由此可見，鐵路供電段電力遠動調度主站的擴容改造顯得尤為重要，建成具有足夠的擴展能力與良好的擴展性能的系統網絡顯得十分必要。