西康鐵路遠動系統改造設計

（中鐵第一勘察設計院集團有限公司電氣化處，西安,710043）

西康鐵路遠動系統改造設計

朱 珠

（中鐵第一勘察設計院集團有限公司電氣化處，西安,710043）

本文介紹了將西安至安康鐵路牽引供變電設施納入襄渝二線電力牽引遠動系統實施實時數據采集和集中監控管理的改造設計，并明確了改造后達到的的調度系統功能及系統基本技術指標。

遠動系統；調度系統；硬件結構；軟件；系統功能；技術指標

0 引言

目前，各鐵路局均對電力牽引調度所進行或正在進行整體規劃，要求將多條電氣化鐵路整合共用一套牽引調度遠方監控系統，以便于電力牽引調度的運行維護管理。本文介紹了改建鐵路西安至安康增建二線工程（西康增建二線工程）將既有及新建牽引供變電設施納入襄渝二線電力牽引遠動系統的擴容改造設計。

1 工程概況

根據西安鐵路局電力牽引調度系統的整體規劃要求，將西康鐵路牽引供變電設施納入襄渝二線電力牽引遠動系統實施實時數據采集和集中監控管理,并改造西安及安康供電段復示系統。

2 擴容改造

2.1系統的擴容改造

既有襄渝二線牽引遠動系統主站采用計算機分層、分布式開放局域網結構，系統的硬件、軟件的設計已充分考慮可靠性、可維護性和可擴性，具備故障診斷、在線修改功能，同時遵循模塊化和冗余設計的原則。

本次工程對既有系統進行相關系統軟件升級，并增加相關硬件設備。為保證調度主站與各被控端廠家之間通信協議的統一性，西康增建二線工程所涉及的各被控端廠家接入遠動系統的通信規約需遵循既有襄渝二線供電調度系統廠家提供的協議的全部內容，同時為了保證現場調試的順利進行，縮短現場調試時間，在現場調試前，各被控端廠家需與既有襄渝二線供電調度系統廠家進行一次接口聯調，聯調試驗在既有襄渝二線供電調度系統廠家實驗室進行。

2.1.1 硬件結構擴容改造

既有主站系統以計算機設備為核心、以功能為模塊，以節點為單元進行構置，配置有冗余監控網絡、應用及數據服務器組、WEB應用服務器、主備操作員工作站、網絡通信設備、配置服務器、歷史數據服務器組、接口服務器等網絡節點設備、人機接口設備、數據打印機等外圍設備以及保證監控系統不間斷供電的UPS電源、配電盤設備構成，同時提供了完善的軟件資源。西康增建二線工程接入增加如下設備：

1)新增一個調度臺，調度臺配置2臺調度員工作站，兩個工作站并行運行，互為備用。當任意一臺調度員工作站故障時，另一臺工作站將接替故障工作站的功能，完成對西康線牽引供電系統的調度管理工作。

工作站計算機主要性能指標為：

CPU：Intel core 2,32位

主頻：≥2.66GHz

內存：≥4GB

硬盤：≥ 200GB(SATA)

DVD-ROM：1個

顯卡內存:≥512MB

顯示設備:34″液晶顯示器

2)數據打印機(含打印機桌)1套，采用既有調度工作站的同類型設備。

3)為保證系統的無縫接入和滿足系統性能要求，系統增設兩臺通信服務器，通信服務器采用雙機冗余配置，并通過心跳監測網交互信息，當有服務器故障時，其他服務器能夠立刻頂替故障機運行，接管其業務。通信服務器采用工業控制計算機，其主要性能指標為：

CPU字長：Intel core 2，雙核

主頻：≥3GHz

內存：≥12GB

網絡接口：5個10BaseT/100BaseTX

外存容量：≥500GB

DVD-ROM： 1個

4)對既有后臺服務器進行增容，新增設備主要性能指標為：

內存：16GB

網絡接口： 5個10BaseT/100BaseTX

外存容量： 2*300GB

5)增設操作員工作站臺桌椅1套，風格與調度所既有調度臺桌保持一致。

6)通信設備

調度端配置與通道數量匹配的2套路由器作為通信接口設備。

2.1.2 軟件擴容改造

軟件系統在既有軟件平臺上擴容，維持既有軟件功能不變的同時還須滿足以下要求：

(1)系統軟件

操作系統作為計算機的資源管理系統，實現對計算機資源的分配、控制、調度及回收。本工程操作系統要求具有實時多用戶、多任務的處理功能，每個用戶都能同時執行多個進程，并提供完善的調試、診斷手段及其它服務程序。系統軟件應支持多種通用性開發工具軟件，滿足系統各種功能開發的需要。操作系統應具有較強的抗病毒能力，高度的安全穩定性，適用于大型工業控制場合。

(2)支持軟件

系統應配置足夠的支持軟件，滿足系統功能開發的需要。主要包括：窗口管理軟件、網絡通信軟件、高級語言編譯軟件、大型商用數據庫軟件、漢字庫等標準軟件。

(3)應用軟件

1）應用軟件應模塊化設計，各模塊接口簡單、相對獨立，一個模塊故障不應影響其他模塊運行。

2）應用軟件應具有良好的開放性。用戶在遵循操作規則的前提下，應可根據運營的要求，在線建立、修改、編輯、增擴系統數據庫及用戶畫面等應用軟件，并可對系統進行二次開發，而無須修改軟件程序。修改過程應遵循安全可靠的原則，在修改內容未經維護人員確認不能刷新實時數據庫。

2.1.3 通信通道擴容改造

西康增建二線工程設計將原音頻環形遠動通道方式改造為2路主備復用的2M光纖環形通道，并將被控端改為綜自系統。系統至每個被控端傳輸速率為2.048Mbps，通信規約遵循既有襄渝二線電力牽引遠動系統廠家提供的規約。

3 改造后的調度系統功能

調度系統功能維持既有功能不變條件下，還包括但不限于如下功能，用戶保留對系統功能進一步細化及修改的權力：

3.1控制功能

1)單獨遙控

改變某一對象運行狀態的控制，包括開關合/分、自動裝置投入/撤除、保護定值切換等操作。當對開關進行合/分操作時，應同時給安全視頻監控系統一個命令，以使系統追隨該開關進行圖象畫面顯示。

2)程序遙控

程序遙控的執行可以具有手動一次啟動、手動逐條執行和條件自動（經人工確認）執行等方式。程控的編制應采用表格定義方式，允許加入執行條件判斷，在執行過程中若出現限制執行條件，則自動終止程控，并給出提示。程控執行過程中允許用戶終止執行程控。

3)遙控試驗

每個被控站主接線畫面上設置遙控試驗對象，各被控站控制信號盤內設置模擬試驗繼電器，用于測試調度系統至被控端綜合自動化系統之間的可靠性。為了控制輸出的安全性，系統應具有防止輸出繼電器接點粘接、多重選擇、選擇超時監視等措施，在上述情況下，執行命令應被屏蔽并給出提示信息。控制采用選擇、執行兩步操作方式，并給出執行中的提示。

4)復歸操作

對被控站聲光報警等信號進行復歸的操作。該操作無遙信返回，操作完成后，系統應給出判斷操作是否輸出執行的提示。

5)模擬操作

可對開關進行不下位模擬對位操作，并用不同符號或顏色區別于正常狀態。

6)閉鎖、解鎖操作

對遙控對象進行的單個或批量閉鎖遙控操作。解鎖為閉鎖的反操作。

3.2遙信處理功能

(1)遙信監視內容

1)對各被控站進行實時數據采集，并通過LCD顯示屏對各被控站供電設備運行狀態進行實時監視。遙控開關狀態的顯示顏色：合閘為紅色，分閘為綠色。

2)對牽引供電系統及供電設備非正常運行狀態下的信息內容的監視。

(2)系統對異常運行狀態提供報警提示功能。

3.3遙測監視功能

(1)遙測參數的采集方式

系統通過交流采樣方式對被控站系統運行參數進行實時采集并在調度系統進行實時監視。

(2) 顯示處理方式

1) 在LCD顯示器所顯示的被控站主接線圖上，以數字方式實時顯示電流、電壓及功率等測量參數。

2) 設置專用圖表畫面用來顯示遙測參數。

3) 模擬量數據處理。

4) 脈沖量數據處理。

3.4數據庫管理功能

系統應設置數據庫管理系統，用于對在線運行數據及歷史數據的管理。

3.5通道切換功能

系統實現對通道的監視和告警。主用通道發生故障時可自動投入備用通道，并具有手動切換的手段。

3.6系統時鐘同步功能

本調度系統設置NTP時鐘系統作為系統主時鐘，與各被控站綜合自動化系統進行實時同步對時，同時預留與外部時鐘系統對時接口。當NTP時鐘故障時，可以通過外部時鐘對SCADA系統進行時鐘同步，并采用軟件對時命令與被控站綜合自動化系統進行實時同步對時。

3.7系統還應包括打印功能、培訓功能、口令功能、漢化功能、文件在線編輯維護修改擴展功能、容錯能力、自診斷、自恢復功能等

4 系統基本技術指標

遙控命令傳送時間≤ 1s

遙信變位傳送時間≤ 3s

畫面調用響應時間≤ 1s

遙控正確率≥ 99.99%

遙信正確率≥ 99.9%

服務器主、備切換時間≤ 20s

服務器負荷率≤50%

網絡負荷率≤30%

控制中心網絡通信速率10/100/1000Mbps

事件順序記錄分辯率≤ 10 ms

5 結束語

通過系統整合，將多條電氣化鐵路電力牽引調度遠方監控系統合成一套性能穩定、功能完善的電力牽引遠動調度平臺，不僅能夠統一操作界面，簡化系統架構，提高系統的可靠性和易維護性，更能方便調度員的使用，降低出錯概率，極大的減輕用戶的工作難度和工作壓力。因此，更安全可靠、更快速的電力牽引遠動系統能更好的適應鐵路網快速發展的需要，滿足更高要求的鐵路建設。西康二線工程電力牽引遠動系統的改造方案可以為后續的新建及既有電氣化鐵路電力牽引遠動系統的整合提供借鑒。

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朱珠，中鐵第一勘察設計院集團有限公司，工程師。

Transformation Design for the electric traction remote systems Of Xi'an-Ankang railway

Zhu Zhu
(China Railway First Survey and Design Institute Group Ltd.,Dept.of Electrified Railway,Xi’an,710043)

This paper introduces the transformation design of make Xi'an-Ankang Railway for substation included into Xiangfan-Chongqing railway electric traction remote systems implement real-time data acquisition and centralized monitoring and management,and clearly the transformation to achieve scheduling The basic system functions and system specifications.

remote systems;scheduling system;hardware structure;software;system function;technical indicators