鐵路局調度所TDCS/CTC系統搬遷實施方案研究

王海忠，房春曉

（1．中國鐵路設計集團有限公司，天津 300308；2．中國鐵路北京局集團有限公司調度所，北京 100038）

列車調度指揮系統(TDCS)是實現鐵路各級運輸調度對列車運行實行透明指揮、實時調整、集中控制的現代化信息系統。部分普速鐵路采用調度集中（CTC）系統，對管轄區段內的列車和調車作業進行集中控制、指揮和管理。TDCS/CTC系統由中國國家鐵路集團有限公司（簡稱國鐵集團）調度中心、鐵路局調度所及車站的TDCS/CTC設備通過不同層級網絡組成，是一個覆蓋全路的現代化鐵路運輸調度指揮和控制系統。TDCS/CTC系統結構框架如圖1所示。

1 搬遷工作的原則和步驟

1.1 搬遷工作原則和工作內容

在不影響調度指揮的前提下，進行調度系統無縫搬遷，系統搬遷過程需確保運輸秩序正常，不影響對全局調度指揮的連續性和一致性。

先期建成新的普速TDCS/CTC中心系統，并調試完成。

在新的TDCS/CTC中心與既有TDCS/CTC中心之間構建高速通道。

逐步逐臺搬遷調度臺。

總機系統搬遷，切換主備廣域網通道。

分系統切換外部系統。

1.2 搬遷步驟

根據上述指導原則，為了確保搬遷過程中運輸秩序保持正常，經研究分析，擬定以下搬遷流程，如圖2所示。

2 搬遷實施方案研究

本文以A鐵路局已建成的TDCS/CTC系統搬遷至新的調度樓為例，研究路局調度所TDCS/CTC系統搬遷的實施方案和注意事項，以期對類似項目提供借鑒。

2.1 新建普速TDCS/CTC中心總機系統

2.1.1 系統結構

普速TDCS/CTC中心系統結構如圖3所示。

搬遷至新樓的A局調度所新建普速TDCS/CTC中心，總機系統由服務器、存儲設備、調度員工作站、復示終端、系統維護終端、網絡設備、網絡安全設備以及局中心與車站、與相鄰路局調度所TDCS/CTC中心、與相鄰各客專調度所CTC中心，與外部系統之間的接口設備等組成。

中心機房設備有：服務器、網管工作站、系統維護工作站、系統培訓工作站、遠程維護接入，局域網等設備。服務器包括數據庫服務器、應用服務器、通信前置服務器、系統軟件管理服務器、仿真試驗及培訓服務器、接口服務器（與國鐵集團中心接口、與鄰局接口、與客專調度所CTC中心接口、與GSM-R接口、與TSRS接口、與投影系統接口服務器等）、復示終端查詢服務器、運維服務器、對外信息提供服務器（與TDMS接口服務器，即T/D結合服務器）、時鐘校核服務器。

工作站包括調度員工作站、助理調度員工作站、綜合維修工作站、復示終端工作站、遠程終端工作站、維護工作站、網管工作站等。

新建普速TDCS/CTC中心與車站間、與相鄰路局調度所TDCS/CTC中心間，與相鄰各客專調度所CTC中心均采用廣域網連接方式。新建普速TDCS/CTC中心與TDCS車站采用2 M數字通道連接，與CTC車站采用雙2 M數字通道連接；與國鐵集團中心及客專調度所CTC中心均采用4條2 M通道連接。網絡設備包括核心路由器、核心交換機和接入交換機等。局域網采用雙網結構，劃分為核心局域網和接入局域網，核心層網絡是整個局域網的核心設備，主要提供與各接入層網絡之間、與廣域網之間的高可靠性連接；接入層網絡按照設備分布區域及功能分別設置，包括服務器接入層、調度大廳接入層等，提供接入層和核心層網絡之間的可靠性連接。核心層網絡配置核心萬兆高性能交換機，與接入層采用萬兆光纖連接。接入層網絡交換機采用帶萬兆端口的交換機，實現與核心網絡的可靠連接。

中心機房服務器接入層是中心整個系統的核心，部署于中心機房內，按列部署，每列設置兩臺帶萬兆端口的千兆列頭接入交換機，組成該層的局域網。實現該層服務器間以及該層與核心層、其他接入層設備間安全可靠、高速的連接。

調度大廳接入層設置帶萬兆端口的1000 M網絡交換機，分別部署在調度大廳配線間內，負責該層設備間以及該層與核心層、其他接入層設備間安全可靠、高速的連接。

樓層接入層在每個樓層設置帶千兆端口的1000 M網絡交換機，實現該樓層設備間以及該層與核心層、其他接入層設備間安全可靠、高速的連接。

局中心與TDCS/CTC車站之間的廣域網設置兩臺核心路由器，實現中心與TDCS/CTC車站之間的可靠連接。局中心設置1套外部連接路由器，實現普速TDCS/CTC中心與部中心、相鄰客專CTC中心、相鄰局普速TDCS/CTC中心之間的可靠連接。

2.1.2 新建中心的特點

新建中心網絡系統采用核心交換機加列頭交換機或者配線間接入交換機的結構，接入速率由原有的百兆接入升級為雙千兆接入，雙萬兆上聯的結構，大大提升了新建系統的網絡速率，同時所有的網絡鏈路均實現雙鏈路冗余，提高了網絡的可靠性。由于機房中的服務器均采用列頭交換機接入的方式，調度大廳的調度員終端使用配線間接入交換的接入方式，提高了系統的可擴展性和可維護性。

新建中心數據庫服務器較之原中心的服務器運算能力實現了飛躍性的提升。

新建中心采用存儲系統，將系統的重要數據均存儲在存儲系統中，存儲系統使用雙套鏡像技術，每套存儲系統使用熱備盤的技術實現系統數據的高可靠性。

2.2 新建普速TDCS/CTC中心仿真試驗

2.2.1 仿真試驗目的

新建中心和調度臺工作站建成后，需對整個新建系統進行詳細的仿真試驗，驗證新建系統的可用性、可靠性等指標。

2.2.2 單機試驗

供電測試：對于雙電源設備，進行雙電源倒切供電試驗。

PC服務器：對機房所有PC服務器進行測試。主要測試內容包括：外觀檢驗、開機系統測試、應用網絡網卡綁定切換測試等。

小型機服務器：對機房內所有小型機服務器進行測試。主要測試內容包括外觀檢驗、開機系統測試、小型機雙機切換測試等。

網絡設備：對機房所有網絡設備進行測試。主要測試內容包括外觀檢驗、網絡連通性測試、網絡冗余性測試等。

2.2.3 軟件功能試驗

在新建成的普速中心平臺上，進行TDCS/CTC系統功能模擬測試，主要試驗內容包括：數據庫訪問試驗、運行圖功能試驗、調度命令功能試驗、數據統計分析、列車調整計劃下達、調度命令下達、與國鐵集團接口功能試驗、鄰局接口功能試驗、TDMS接口功能試驗以及網管和維護等功能試驗，具體如下。

運行圖管理：提供路局調度區段列車調整計劃的同步顯示，以及列車實際運行圖的查詢顯示。

調度命令管理：系統提供調度命令的編輯、存儲、下達與查詢等功能，調度員能通過TDCS網絡向管轄車站下達調度命令。

列車編組管理：系統通過接收到的列車編組信息，實現列車編組信息的查詢和打印功能。

無線調度命令查詢：系統提供編輯、發送、顯示、查詢采用無線傳輸通道（450 M或GSM-R）向列車傳送調度命令的功能。

網絡管理：在網管臺上顯示中心路由器、交換機、服務器、工作站等設備的網絡狀態；顯示管內車站路由器的網絡狀態；顯示接入車站與路局中心的通信狀態。

系統維護功能：一是實現對中心服務器、通信機工作狀態的集中管理。二是在維護人員仿真培訓終端上，通過維護人員仿真培訓軟件，對維護人員進行系統維護操作方法的仿真。三是系統支持在維護臺上自動將最新版本的應用程序更新到調度臺中；支持對局中心所有通信服務器、工作站終端程序的集中維護以及配置文件的遠程維護。四是實時分析車站動態信息是否符合通信標準，并及時給出非法信息報警提示；實時監測各車站的信息流，如果超時沒有收到相關信息及時給出報警提示。

基礎數據維護：實現對各區段的TDCS靜態站場數據的自動整合、拼接，并對重點區段、樞紐提供手工進行拼接的手段。

運行調整（階段）計劃管理：局中心具備列車計劃編制、調整、下達、實際圖自動生成等功能。

運行調整計劃鋪畫：調度員可依據基本圖或日班計劃鋪畫調整計劃。

列車運行計劃的調整：當計劃和列車實際情況發生偏差時，調度員可對列車運行計劃進行調整。

列車計劃下達：調度員計劃調整完成后，需把計劃下達至管轄車站和自律機。

列車計劃安全卡控：調度員在計劃調整過程中或下達調整計劃時，系統對安全相關因素進行評估并提供報警。

實際圖自動生成：當列車到達或出發時報點系統自動上報到發點，運行圖系統可自動生成實際圖。

查詢和管理功能：階段計劃查詢；調度命令查詢：運行計劃管理；日班計劃查詢與瀏覽。

2.3 構建原普速中心機房至新建中心機房的高速通道

使用4根光纖通道和光纖收發器構建原普速機房中心交換機至新建普速TDCS/CTC核心交換機間的高速通道，用于溝通兩個中心局域網，保障系統搬遷可靠有序進行。

2.4 切換主環廣域網通道

由于TDCS/CTC車站廣域網通道均成物理通道環，每個物理通道環的環回點分別聯至中心兩臺不同的路由器，所以可在不影響既有系統運行的情況下將既有中心路由器A上的2 M通道割接至新中心的路由器A上。

2.5 遷移數據庫

2.5.1 搬遷工作安排

施工點前原大廳中調度員（夜班）指揮該臺列車運行，白班調度員在新樓大廳新建調度臺做好準備工作；施工點內各部門（電務、通信、信息等）進行調度臺搬遷工作，關閉原大廳中該調度臺程序；啟用新樓調度大廳中該調度臺程序；施工點畢由新樓大廳中白班調度員指揮該臺列車運行，完成該臺搬遷工作。在第二批調度臺搬遷的施工點內，同時進行普速中心數據庫數據遷移工作（將原1號樓10層TDCS/CTC機房數據庫數據遷移至新建5層普速TDCS/CTC中心數據庫），施工點畢調度大廳中所有調度臺連接新建5層普速TDCS/CTC中心數據庫，以保證搬遷后調度臺運行圖完整。

2.5.2 應急預案

涉及搬遷調度臺如出現特殊情況，搬遷后出現不能正常指揮行車工作的情況，經相關人員確認，可以啟動對該行調臺系統具備回切，回切工作僅需要將原大廳中相關設備恢復使用，同時關閉新建大廳中相關調度臺的設備即可。數據庫數據遷移過程中，既有TDCS/CTC中心數據庫服務器保持正常工作，如遇有特殊原因數據遷移失敗，可以立即啟用原有中心數據庫服務器，保障系統仍可正常穩定運行。注意：如涉及搬遷過程中需要調度臺回切，需要各部門統一指揮，同時回切，以確保調度指揮秩序平穩。

2.6 總機系統搬遷

2.6.1 總體規劃

先構建車站至新建調度中心的邏輯信息通道，并保持車站至原有調度中心的邏輯通道。在遷移中心服務器時需要施工要點，在施工點內停用新樓大廳所有調度臺終端，利用新老中心間高速通道，將原機房應用服務器、通信服務器程序遷移至新建普速中心相對應的應用服務器、通信服務器。施工點畢，啟用新建普速中心應用服務器、通信服務器等中心設備。

2.6.2 構建車站至新建調度中心的邏輯通道

原有車站至調度中心間邏輯通道是由7、8個車站組成一個邏輯環，環的兩端車站分別接入調度中心服務器，如圖4所示。

現增加邏輯環端頭車站到新建中心服務器間的邏輯通道，如圖5所示。

2.6.3 中心服務器遷移

施工點內停用調度臺終端，將中心服務器、通信服務器全部遷移到新建調度中心。

2.6.4 撤除車站至原有調度中心的邏輯通道

原有中心服務器停用，并撤除車站至原有中心服務器邏輯通道。

2.6.5 應急預案

切換過程中，既有TDCS/CTC中心應用服務器、通信服務器保持正常工作，如遇有特殊原因數據遷移失敗，可以立即啟用原有中心應用服務器、通信服務器，保障系統仍可正常穩定運行。

2.7 切換備環廣域網通道

將既有中心路由器B上的2 M通道割接至新中心的路由器B上，完成整個系統廣域網割接。

2.8 分系統切換外部系統

2.8.1 切換安排

施工點內按照工期安排，首先將外部接口系統的網絡通道切換至新建普速TDCS/CTC中心對應網絡設備，并進行相關網絡測試。網絡切換完畢后，進行分系統數據遷移工作。

其他通道：普速GSM-R接口服務器與GRIS連接的2條100 M網絡鏈路和新建普速TDCS/CTC中心至TDMS系統冗余通道。

2.8.2 應急預案

切換過程中，既有TDCS/CTC中心外部系統服務器仍保持開機工作，如遇有特殊原因程序遷移失敗，可以立即啟用原有中心外部系統接口服務器，保障系統仍可正常穩定運行。

3 結束語

調度系統搬遷的每一個過程均應制定詳細的施工計劃，并制定對應的應急預案，確保搬遷工程萬無一失，如有意外發生，立即啟用應急預案，避免影響調度指揮工作。系統搬遷工作涉及通信、信息等多部門共同配合完成，每一個搬遷的過程需要多部門共同協同配合才能順利完成，在每一個搬遷的工作實施前，需進行多部門的協商確認，所有條件均滿足方可實施相應步驟的搬遷工作。