成都供電段調度自動化系統整合

曹道勇

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成都供電段調度自動化系統整合

曹道勇

成渝鐵路客運專線有限責任公司

成都供電段現有多套鐵路線電力遠動系統，各套系統的廠家都不相同。因而需要大量的人力物力進行管理、維護，很不方便。按照達成鐵路建設指揮部及成都供電段生產力布局調整要求，需要在達成電力遠動系統投標技術方案的基礎上進行優(yōu)化，并結合成都供電段情況進行整合，最終將老遠動系統納入新建達成電力遠動系統，整合后使新老遠動系統有機整合為一套系統，系統功能和性能優(yōu)于既有系統功能和性能，并預留今后發(fā)展的空間。

成都供電段 整合 電力遠動 優(yōu)化

成都供電段運行有多套鐵路線電力遠動系統，每套系統都有自己的數據庫服務器、磁盤陣列、Web服務器、工作站、網絡、UPS、機柜，硬件設備堆砌、資源分散，網絡布線復雜，占用空間成倍增長，耗能也越來越大。應用軟件分離，界面及功能都無法統一，實時和歷史數據庫分離，加大了管理難度和運行成本，也造成資源浪費。既有遠動主站以寶成線電力遠動系統為主，正在安裝調試的是內六線電力遠動系統；由于成都鐵路局生產力布局調整的原因，達成鐵路電力遠動系統也將納入成都供電段管理；另外，還需預留將來成灌、成渝、外繞、成綿峨等鐵路線電力遠動擴展能力。

1 總體方案

1.1 基本原則

系統優(yōu)化及整合遵循以下基本原則：

1.1.1以達成電化改造工程電力遠動系統中標方案為基礎，采用四為公司SW-2000鐵路電力調度自動化系統作為主體，對新建電力遠動系統方案進行優(yōu)化，并最終將既有遠動系統融入新建SW-2000系統。

1.1.3新老遠動系統有機整合為一套系統：數據庫服務器、SAN磁盤陣列、Web服務器、網絡及管理等共享一套平臺；調度臺按鐵路線配置。原則上，每條線路都配置獨立的調度臺，每個調度臺配置兩臺調度工作站。

1.1.4充分利用既有遠動系統軟硬件資源，盡量避免重復建設和投資。

1.2 全部工作分兩個階段進行

1.2.1按照優(yōu)化方案，在充分考慮新老系統整合的前提下，完成新建達成電力遠動系統的安裝、調試及開通工作；

1.2.2在不影響正常生產和調度工作的前提下，逐步整合既有遠動系統軟硬件資源：即老系統調試后逐次接入新主站納入新主站監(jiān)控，新系統逐步取代老系統。

1.3 總體方案

優(yōu)化及整合總體方案主要包括以下內容：

1.3.1遠動系統。采用成都四為SW-2000鐵路電力自動化系統作為優(yōu)化及整合的主體。

1.3.2服務器。采用IBM BladeCenter E刀片服務器機箱管理，配置2臺Unix小型機刀片作為數據庫服務器、2臺X86刀片作為通信服務器、1臺X86刀片作為Web服務器，全面取代既有系統中的各種機架服務器。磁盤陣列采用IBM IP SAN DS3300，容量為3.6T。

1.3.3調度臺及工作站。按照線路設置，即每條線路設置獨立的調度臺，每個調度臺配置2臺PC工作站：

（1）既有線路保留原調度臺及工作站，需要升級或補強的可以通過這次整合完成；

（2）新建達成調度臺和工作站按投標技術方案配置。

1.3.4主站計算機網絡

新遠動主站采用H3C IRF交換機組成雙以太網結構；新遠動網絡與既有網絡之間采用級聯方式連接；新遠動網絡與刀片中心網絡直接連接；Web服務器對外通過硬件防火墻連接。

1.3.5遠動通信及規(guī)約。新建遠動系統采用2M環(huán)型專用通道，既有遠動系統保留TMIS、專線、撥號等通信方式，并預留TMIS改為專線通信方式的能力。新建遠動系統采用IEC870-5-101/104規(guī)約，既有遠動系統保留原通信規(guī)約。

1.3.6遠動功能。新建遠動系統功能滿足招標文件技術要求；既有遠動系統至少不低于原系統功能，條件具備時應補強原系統功能。

2 優(yōu)化整合方案設計

2.1 服務器整合方案

2.1.1服務器：采用IBM BladeCenter E機箱，E機箱最多可以配置14片服務器刀片，能夠滿足成都供電段現在和將來發(fā)展的需求。具體配置及應用如表1所示。

表1 刀片服務器配置及用途

2.1.2磁盤陣列：采用IBM IP SAN DS3300，SAS硬盤，3.6T容量。既有磁盤陣列可以作為后備磁盤。

2.1.3服務器系統結構：如圖1所示。

圖1 優(yōu)化整合后的服務器系統結構

2.2 實時數據庫整合

實時數據庫是新老系統整合的關鍵步驟，具體做法是根據既有遠動系統的功能和監(jiān)控點表，在SW-2000系統中擴展新的數據庫，涵蓋所有既有廠站設備。

2.2.1擴展既有配電所綜合自動化系統、RTU、STU、FTU實時數據庫：遙信庫、遙測庫、遙控庫、SOE庫等，并完成數據庫配置。

2.2.2配置各數據庫之間的關聯選項。

2.2.3配置相應的系統數據庫選項。

2.3 網絡及通信整合

網絡及通信是新老系統整合的基礎內容，具體包括主站計算機網絡整合、通道整合及通信規(guī)約整合。

2.3.1網絡整合是指遠動主站計算機網絡的整合，包括SAN網絡、遠動主站網絡、Web服務器與非安全區(qū)域網絡的連接等。

刀片服務器有數據庫服務器（2臺）、Web服務器（1臺）、通信服務器（2臺），它們通過刀片中心交換機與磁盤陣列連接。遠動主站網絡用來連接工作站、服務器及其他主站設備。具體的就是新系統交換機H3C S3600與既有系統交換機采用級聯方式連接，從而實現新老系統的并網。

Web服務器主要用來向供電段、路局、鐵道部管理信息系統提供遠動系統的Web服務，而后面三者都屬于非安全區(qū)域網絡。為了防止計算機病毒和惡意軟件的侵擾，保證遠動主站的網絡安全性，在Web服務器與非安全區(qū)域網絡之間應增加硬件防火墻，如圖2所示。

圖2 Web服務器與非安全區(qū)域網絡的連接

2.3.2通道整合是將新老遠動系統的通信接口統一接入SW-2000主站網絡中。如圖3所示。

2.3.3規(guī)約調試及整合

老系統引入新系統，遠動規(guī)約調試是整合工作最艱巨的部分之一，它需要將既有全部配電所綜自系統、RTU、STU、FTU等的各種通信規(guī)約接入SW-2000主站。

規(guī)約整合工作具有如下特點：

（1）SW-2000遠動主站提供常見通信規(guī)約庫，以便與站端設備“匹配”。規(guī)約庫包括各種常見的遠動規(guī)約，如IEC870-5-101/104、CDT、1801、ModBus等。

（2）SW-2000支持在線調試，即修改規(guī)約或增加新的規(guī)約時可以在線完成，不影響其他通道的正常運行。

圖3 通道整合

（3）規(guī)約整合需要既有遠動系統各設備供應商提供詳細的規(guī)約文本，并配合調試工作。

3 遠動功能調試及整合

首先制定停電時間表，按照時間表逐線、逐點調試，這里的點是配電所、信號電源、車站開關等。調試前應以原系統功能為依據，確定各系統的調試目標及所要完成的功能，并編寫實驗大綱。實驗大綱經供電段確認后執(zhí)行。

按照實驗大綱，在SW-2000遠動主站框架下，調試各部分功能：配電所、RTU、FTU、STU。將既有遠動系統納入電子值班管理。最后，將新老遠動系統全部納入Web服務，包括：基于圖形的實時數據和信息及歷史數據。

4 結論

整合后的電力調度自動化系統優(yōu)勢：

4.1將系統統一為一個平臺、一個數據庫、一個界面、一套功能，具備“按需增長”的條件，為系統擴展預留了充分的技術條件。

4.2數據庫服務器采用IBM Power 6/AIX（IBM Unix）小型機配置，調度工作站采用PC/Windows配置，真正實現了Unix-Windows混合平臺結構，大大提高了系統的可靠性和可用性。

4.3采用多種冗余配置、適量冷卻、預測性故障分析（PFA）等，系統可靠性、先進性大大提高。

4.4統一管理、減少占地空間、簡化布線、節(jié)能降耗，大大降低管理難度和成本。

4.5功能滿足用戶需求和相關技術標準。

4.6最大限度利舊，減少重復投資和浪費。

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