西康鐵路遠(yuǎn)動系統(tǒng)改造設(shè)計

（中鐵第一勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司電氣化處，西安,710043）

西康鐵路遠(yuǎn)動系統(tǒng)改造設(shè)計

朱 珠

（中鐵第一勘察設(shè)計院集團(tuán)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(shè)施納入襄渝二線電力牽引遠(yuǎn)動系統(tǒng)實(shí)施實(shí)時數(shù)據(jù)采集和集中監(jiān)控管理的改造設(shè)計，并明確了改造后達(dá)到的的調(diào)度系統(tǒng)功能及系統(tǒng)基本技術(shù)指標(biāo)。

遠(yuǎn)動系統(tǒng)；調(diào)度系統(tǒng)；硬件結(jié)構(gòu)；軟件；系統(tǒng)功能；技術(shù)指標(biāo)

0 引言

目前，各鐵路局均對電力牽引調(diào)度所進(jìn)行或正在進(jìn)行整體規(guī)劃，要求將多條電氣化鐵路整合共用一套牽引調(diào)度遠(yuǎn)方監(jiān)控系統(tǒng)，以便于電力牽引調(diào)度的運(yùn)行維護(hù)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(shè)施納入襄渝二線電力牽引遠(yuǎn)動系統(tǒng)的擴(kuò)容改造設(shè)計。

1 工程概況

根據(jù)西安鐵路局電力牽引調(diào)度系統(tǒng)的整體規(guī)劃要求，將西康鐵路牽引供變電設(shè)施納入襄渝二線電力牽引遠(yuǎn)動系統(tǒng)實(shí)施實(shí)時數(shù)據(jù)采集和集中監(jiān)控管理,并改造西安及安康供電段復(fù)示系統(tǒng)。

2 擴(kuò)容改造

2.1系統(tǒng)的擴(kuò)容改造

既有襄渝二線牽引遠(yuǎn)動系統(tǒng)主站采用計算機(jī)分層、分布式開放局域網(wǎng)結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)的硬件、軟件的設(shè)計已充分考慮可靠性、可維護(hù)性和可擴(kuò)性，具備故障診斷、在線修改功能，同時遵循模塊化和冗余設(shè)計的原則。

本次工程對既有系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)系統(tǒng)軟件升級，并增加相關(guān)硬件設(shè)備。為保證調(diào)度主站與各被控端廠家之間通信協(xié)議的統(tǒng)一性，西康增建二線工程所涉及的各被控端廠家接入遠(yuǎn)動系統(tǒng)的通信規(guī)約需遵循既有襄渝二線供電調(diào)度系統(tǒng)廠家提供的協(xié)議的全部內(nèi)容，同時為了保證現(xiàn)場調(diào)試的順利進(jìn)行，縮短現(xiàn)場調(diào)試時間，在現(xiàn)場調(diào)試前，各被控端廠家需與既有襄渝二線供電調(diào)度系統(tǒng)廠家進(jìn)行一次接口聯(lián)調(diào)，聯(lián)調(diào)試驗(yàn)在既有襄渝二線供電調(diào)度系統(tǒng)廠家實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。

2.1.1 硬件結(jié)構(gòu)擴(kuò)容改造

既有主站系統(tǒng)以計算機(jī)設(shè)備為核心、以功能為模塊，以節(jié)點(diǎn)為單元進(jìn)行構(gòu)置，配置有冗余監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用及數(shù)據(jù)服務(wù)器組、WEB應(yīng)用服務(wù)器、主備操作員工作站、網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備、配置服務(wù)器、歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器組、接口服務(wù)器等網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)備、人機(jī)接口設(shè)備、數(shù)據(jù)打印機(jī)等外圍設(shè)備以及保證監(jiān)控系統(tǒng)不間斷供電的UPS電源、配電盤設(shè)備構(gòu)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(shè)備：

1)新增一個調(diào)度臺，調(diào)度臺配置2臺調(diào)度員工作站，兩個工作站并行運(yùn)行，互為備用。當(dāng)任意一臺調(diào)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(tǒng)的調(diào)度管理工作。

工作站計算機(jī)主要性能指標(biāo)為：

CPU：Intel core 2,32位

主頻：≥2.66GHz

內(nèi)存：≥4GB

硬盤：≥ 200GB(SATA)

DVD-ROM：1個

顯卡內(nèi)存:≥512MB

顯示設(shè)備:34″液晶顯示器

2)數(shù)據(jù)打印機(jī)(含打印機(jī)桌)1套，采用既有調(diào)度工作站的同類型設(shè)備。

3)為保證系統(tǒng)的無縫接入和滿足系統(tǒng)性能要求，系統(tǒng)增設(shè)兩臺通信服務(wù)器，通信服務(wù)器采用雙機(jī)冗余配置，并通過心跳監(jiān)測網(wǎng)交互信息，當(dāng)有服務(wù)器故障時，其他服務(wù)器能夠立刻頂替故障機(jī)運(yùn)行，接管其業(yè)務(wù)。通信服務(wù)器采用工業(yè)控制計算機(jī)，其主要性能指標(biāo)為：

CPU字長：Intel core 2，雙核

主頻：≥3GHz

內(nèi)存：≥12GB

網(wǎng)絡(luò)接口：5個10BaseT/100BaseTX

外存容量：≥500GB

DVD-ROM： 1個

4)對既有后臺服務(wù)器進(jìn)行增容，新增設(shè)備主要性能指標(biāo)為：

內(nèi)存：16GB

網(wǎng)絡(luò)接口： 5個10BaseT/100BaseTX

外存容量： 2*300GB

5)增設(shè)操作員工作站臺桌椅1套，風(fēng)格與調(diào)度所既有調(diào)度臺桌保持一致。

6)通信設(shè)備

調(diào)度端配置與通道數(shù)量匹配的2套路由器作為通信接口設(shè)備。

2.1.2 軟件擴(kuò)容改造

軟件系統(tǒng)在既有軟件平臺上擴(kuò)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(tǒng)軟件

操作系統(tǒng)作為計算機(jī)的資源管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對計算機(jī)資源的分配、控制、調(diào)度及回收。本工程操作系統(tǒng)要求具有實(shí)時多用戶、多任務(wù)的處理功能，每個用戶都能同時執(zhí)行多個進(jìn)程，并提供完善的調(diào)試、診斷手段及其它服務(wù)程序。系統(tǒng)軟件應(yīng)支持多種通用性開發(fā)工具軟件，滿足系統(tǒng)各種功能開發(fā)的需要。操作系統(tǒng)應(yīng)具有較強(qiáng)的抗病毒能力，高度的安全穩(wěn)定性，適用于大型工業(yè)控制場合。

(2)支持軟件

系統(tǒng)應(yīng)配置足夠的支持軟件，滿足系統(tǒng)功能開發(fā)的需要。主要包括：窗口管理軟件、網(wǎng)絡(luò)通信軟件、高級語言編譯軟件、大型商用數(shù)據(jù)庫軟件、漢字庫等標(biāo)準(zhǔn)軟件。

(3)應(yīng)用軟件

1）應(yīng)用軟件應(yīng)模塊化設(shè)計，各模塊接口簡單、相對獨(dú)立，一個模塊故障不應(yīng)影響其他模塊運(yùn)行。

2）應(yīng)用軟件應(yīng)具有良好的開放性。用戶在遵循操作規(guī)則的前提下，應(yīng)可根據(jù)運(yùn)營的要求，在線建立、修改、編輯、增擴(kuò)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫及用戶畫面等應(yīng)用軟件，并可對系統(tǒng)進(jìn)行二次開發(fā)，而無須修改軟件程序。修改過程應(yīng)遵循安全可靠的原則，在修改內(nèi)容未經(jīng)維護(hù)人員確認(rèn)不能刷新實(shí)時數(shù)據(jù)庫。

2.1.3 通信通道擴(kuò)容改造

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

3 改造后的調(diào)度系統(tǒng)功能

調(diào)度系統(tǒng)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(tǒng)功能進(jìn)一步細(xì)化及修改的權(quán)力：

3.1控制功能

1)單獨(dú)遙控

改變某一對象運(yùn)行狀態(tài)的控制，包括開關(guān)合/分、自動裝置投入/撤除、保護(hù)定值切換等操作。當(dāng)對開關(guān)進(jìn)行合/分操作時，應(yīng)同時給安全視頻監(jiān)控系統(tǒng)一個命令，以使系統(tǒng)追隨該開關(guān)進(jìn)行圖象畫面顯示。

2)程序遙控

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

3)遙控試驗(yàn)

每個被控站主接線畫面上設(shè)置遙控試驗(yàn)對象，各被控站控制信號盤內(nèi)設(shè)置模擬試驗(yàn)繼電器，用于測試調(diào)度系統(tǒng)至被控端綜合自動化系統(tǒng)之間的可靠性。為了控制輸出的安全性，系統(tǒng)應(yīng)具有防止輸出繼電器接點(diǎn)粘接、多重選擇、選擇超時監(jiān)視等措施，在上述情況下，執(zhí)行命令應(yīng)被屏蔽并給出提示信息?？刂撇捎眠x擇、執(zhí)行兩步操作方式，并給出執(zhí)行中的提示。

4)復(fù)歸操作

對被控站聲光報警等信號進(jìn)行復(fù)歸的操作。該操作無遙信返回，操作完成后，系統(tǒng)應(yīng)給出判斷操作是否輸出執(zhí)行的提示。

5)模擬操作

可對開關(guān)進(jìn)行不下位模擬對位操作，并用不同符號或顏色區(qū)別于正常狀態(tài)。

6)閉鎖、解鎖操作

對遙控對象進(jìn)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(jiān)視內(nèi)容

1)對各被控站進(jìn)行實(shí)時數(shù)據(jù)采集，并通過LCD顯示屏對各被控站供電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)視。遙控開關(guān)狀態(tài)的顯示顏色：合閘為紅色，分閘為綠色。

2)對牽引供電系統(tǒng)及供電設(shè)備非正常運(yùn)行狀態(tài)下的信息內(nèi)容的監(jiān)視。

(2)系統(tǒng)對異常運(yùn)行狀態(tài)提供報警提示功能。

3.3遙測監(jiān)視功能

(1)遙測參數(shù)的采集方式

系統(tǒng)通過交流采樣方式對被控站系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行實(shí)時采集并在調(diào)度系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)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(shù)字方式實(shí)時顯示電流、電壓及功率等測量參數(shù)。

2) 設(shè)置專用圖表畫面用來顯示遙測參數(shù)。

3) 模擬量數(shù)據(jù)處理。

4) 脈沖量數(shù)據(jù)處理。

3.4數(shù)據(jù)庫管理功能

系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，用于對在線運(yùn)行數(shù)據(jù)及歷史數(shù)據(jù)的管理。

3.5通道切換功能

系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對通道的監(jiān)視和告警。主用通道發(fā)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(tǒng)時鐘同步功能

本調(diào)度系統(tǒng)設(shè)置NTP時鐘系統(tǒng)作為系統(tǒng)主時鐘，與各被控站綜合自動化系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時同步對時，同時預(yù)留與外部時鐘系統(tǒng)對時接口。當(dāng)NTP時鐘故障時，可以通過外部時鐘對SCADA系統(tǒng)進(jìn)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(tǒng)進(jìn)行實(shí)時同步對時。

3.7系統(tǒng)還應(yīng)包括打印功能、培訓(xùn)功能、口令功能、漢化功能、文件在線編輯維護(hù)修改擴(kuò)展功能、容錯能力、自診斷、自恢復(fù)功能等

4 系統(tǒng)基本技術(shù)指標(biāo)

遙控命令傳送時間≤ 1s

遙信變位傳送時間≤ 3s

畫面調(diào)用響應(yīng)時間≤ 1s

遙控正確率≥ 99.99%

遙信正確率≥ 99.9%

服務(wù)器主、備切換時間≤ 20s

服務(wù)器負(fù)荷率≤50%

網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷率≤30%

控制中心網(wǎng)絡(luò)通信速率10/100/1000Mbps

事件順序記錄分辯率≤ 10 ms

5 結(jié)束語

通過系統(tǒng)整合，將多條電氣化鐵路電力牽引調(diào)度遠(yuǎn)方監(jiān)控系統(tǒng)合成一套性能穩(wěn)定、功能完善的電力牽引遠(yuǎn)動調(diào)度平臺，不僅能夠統(tǒng)一操作界面，簡化系統(tǒng)架構(gòu)，提高系統(tǒng)的可靠性和易維護(hù)性，更能方便調(diào)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(yuǎn)動系統(tǒng)能更好的適應(yīng)鐵路網(wǎng)快速發(fā)展的需要，滿足更高要求的鐵路建設(shè)。西康二線工程電力牽引遠(yuǎn)動系統(tǒng)的改造方案可以為后續(xù)的新建及既有電氣化鐵路電力牽引遠(yuǎn)動系統(tǒng)的整合提供借鑒。

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朱珠，中鐵第一勘察設(shè)計院集團(tuán)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