列控中心遠程維護方案探討

張國防 高 翔

京滬高速、滬漢蓉通道開通運營以來，由于車站列控中心硬件或軟件原因，列控板件發(fā)生過多次運行死機，至今都沒有很好的解決辦法。如何在電子設備運行死機后快速重啟恢復使用，這就成了迫切解決的問題。

在電務段2012～2014年的列控故障統(tǒng)計中，列控板件運行死機造成的故障占據了列控中心故障數量的72%左右。如：LEU 通信接口板 （CITIU）、軌道通信接口板 （CI－TC2）、輸入輸出板（PIO/PI）故障等。若同時發(fā)生主、備板件異常，應答器將會發(fā)送默認報文、軌道電路發(fā)送錯誤碼序等，這些都將嚴重影響行車安全。

目前，這類故障的處理方法都是由電務人員去現場重啟故障板件電源。鑒于維修人員的業(yè)務水平層次不一，以及中繼站無人值守、交通不便等因素，難免會出現延長故障處理時間、降低故障處理效率等問題，在一定程度上都影響到高鐵的行車安全。

鑒于車務部門使用的CTC系統(tǒng)是由遠程監(jiān)視車站信號狀態(tài)的DMIS系統(tǒng)發(fā)展而來，受此啟發(fā)，結合列控中心系統(tǒng)現狀，現提出擴展列控中心的遠程維護功能，通過列控中心遠程巡視、報警、記錄、查看系統(tǒng)平臺，使遠程監(jiān)測發(fā)展成為遠程監(jiān)控維護。下面從遠程維護系統(tǒng)方案的安全性、方案實現的可行性、功能優(yōu)越性三個方面進行探討。

1 列控中心遠程維護系統(tǒng)的安全性

列控中心遠程維護系統(tǒng)由電務段調度安全指揮中心的遠程維護終端、遠程監(jiān)測終端、控制單元、繼電器、列控板件電源開關、遠程維護安全數據網組成，基本結構示意圖如圖1所示。

當遠程監(jiān)測終端接到車站列控中心故障報警后，專業(yè)維護人員分析判斷列控故障的板件，在電務段調度指揮中心的遠程維護終端發(fā)出相關指令，通過遠程維護安全數據網，送至車站列控電源控制單元，然后車站列控電源控制單元驅動安全繼電器，繼電器接點通過動作列控板件，達到重啟故障板件的目的。

1.設備安全性。根據故障－安全原則，遵照列控中心技術規(guī)范，無論遠程維護系統(tǒng)正常或故障都不能影響到列控中心的正常使用，更不能改變列控中心設備的聯鎖條件。

圖1 列控中心的遠程維護結構示意圖

圖2 控制單元系統(tǒng)示意圖

2.操作安全性。如果條件允許，遠程維護通道單獨設網，只在調度中心保留遠程維護終端，盡可能保證安全可靠。在對遠程重啟板件操作前，必須檢查2點條件：一是遠程維護板件有故障報警，二是獲得段調度指揮中心授權 （段調度命令號）。

2 列控中心遠程維護系統(tǒng)實現的可行性

列控遠程維護系統(tǒng)方案的實現是以完成系統(tǒng)功能和保證系統(tǒng)安全可靠為依據，因此，需從系統(tǒng)的可實現方案進行討論。

2.1 電源控制單元實現方案

控制單元是列控中心遠程維護系統(tǒng)的核心，為了確保列控中心設備安全，防止錯誤重啟列控板件，控制單元采用日本京三的DS6－K5B型計算機聯鎖專用設備。該產品所有涉及到安全信息處理和傳輸的部件，均依照故障－安全原則，經過長期使用驗證具有高可靠性、高安全性。圖2是控制單元系統(tǒng)示意圖。

控制單元由控制主機和驅動電子終端組成?？刂茊卧c驅動電子終端用光釬連接，以提高系統(tǒng)抗干擾能力和防雷性能，保證系統(tǒng)具有較高的運行穩(wěn)定性。光纖交換機收到遠程操作指令后，通過以太網傳送給控制單元的控制主機，控制主機經過運算處理后把指令傳送給驅動電子終端，最終驅動繼電器J吸起或落下，從而控制列控板件的電源開關。繼電器J的接點吸起，表示控制列控板件的電源已斷開；接點落下，則電源閉合。通過采集驅動繼電器的接點狀態(tài)，還可以記錄列控板件電源開關的狀態(tài)和遠程操作是否成功的反饋信息。

控制主機由主機電源板 （IPU6）、主處理器板（F486－4I），以太網通信板 （Z2ETH）、光纖通信板 （FSIO2），光纖接口板 （FIO7）和地址分配單元 （DID）組成。其中IPU6板向控制主機提供5V電源，Z2ETH板完成控制主機與光纖交換機進行以太網通信，FSIO2板完成光協議轉換，FIO7板控制主機與電子終端之間的光纜通信，DID板完成主機單元地址分配。

驅動電子終端同樣采用了DS6－K5B的輸入輸出接口，由通信接口板 （LINE2）和輸入輸出板（PIO）組成。它們均采用了京三公司K5B型的控制單元設備，能確保安全可靠。當控制單元設備故障、通信故障或開機重起都不會誤操作列控板件電源，保證信號設備 “故障－安全”的基本原則。

2.2 繼電器接點控制電路設計

繼電器采用鐵路信號專用安全型繼電器，其接點用來控制列控板件的電源電路，如圖3所示。

繼電器吸起，列控板件電源斷開；繼電器落下，電源接通。由此起到了對列控板件電源開關電的重啟維護功能。只需對列控板稍做修改，將電源通道斷開接入列控電源回路中的A點和B點。為了保證故障－安全，采用了6組落下接點并接。這是遠程維護系統(tǒng)與列控中心設備的唯一聯控點，它僅對列控板件電源進行控制，能確保列控中心的原有聯鎖關系，無需再做仿真和聯鎖試驗。

2.3 遠程維護系統(tǒng)的安全數據網絡

圖3 繼電器接點控制列控板件電源的電路

遠程維護系統(tǒng)的安全數據網絡是由二部分組成：一部分是向段調度中心傳輸列控報警信息的微機監(jiān)測安全數據網；另一部分是遠程維護終端向車站光纖交換機發(fā)送操作指令的遠程維護獨立安全數據網。遠程監(jiān)測終端通過微機監(jiān)測安全數據網得到車站列控中心的有關板件故障報警，在段調度安全指揮中心終端，獲得段調度授權后，專業(yè)維護人員通過遠程維護安全數據網，發(fā)送給車站電源控制單元來操作故障板件的重啟。

出于經濟考慮，不再設獨立的安全數據網，充分利用原有的遠程列控中心的監(jiān)測系統(tǒng)，數據網利用集中監(jiān)測安全數據網，在車站列控維修機和調度遠程終端上安裝配套遠程維護系統(tǒng)的程序。由于各站列控維修機終端和監(jiān)測終端較多，安全可靠性有可能降低。為此，建議遠程維護通道使用專設安全數據網絡，避免接入終端過多，降低黑客攻擊和外界干擾的可能性。此外車站的電源控制單元也設有獨立機柜和獨立電源。

遠程維護終端設在段安全調度中心，便于電務段調度管理。遠程維護終端操作軟件安裝在專設的工控機中，操作軟件的核心是列控現有的驅采對位試驗軟件，經過在Windows操作平臺上擴展開發(fā)即可，是供專業(yè)電務維修人員操作車站電源控制單元的人機界面軟件。它的主要功能有：與管內所有車站電源控制單元通信，遠程維護界面，生成遠程操作指令，遠程操作前核對身份、密碼和電務段調度命令，向列控板件故障的車站電源控制單元發(fā)送命令信息，且生成操作日志報表以便查詢。

車站列控中心維修機的硬件上需增加一塊與電源控制單元主機通信的光纖適配卡，維修機只需要適時向電源控制單元發(fā)送報警設備代碼。電源控制單元的軟件流程圖如圖4所示。遠程維護系統(tǒng)程序主要是在收到列控中心的報警數據包時，查詢報警設備的代碼，同時與電源控制單元通信，電源控制單元接收到遠程維護終端操作指令后，對指令數據包解析，當操作列控板件與實際故障報警設備代碼一致時，生成相對應的控制代碼，傳輸給驅采板，最終驅動相應繼電器操作故障板件；反之不執(zhí)行操作命令。

圖4 車站列控中心維修機的軟件流程圖

綜上所述，列控遠程維護系統(tǒng)的方案無論從安全性、經濟性、改造難度上都是可行性較高的方案，無需再做大量的仿真和現場試驗，能確保在列控中心安全的前提下完成遠程維護功能。

3 遠程維護系統(tǒng)的優(yōu)越性

1.減少因列控死機造成的故障延時，最大限度地減少對高鐵線路的行車影響。

2.及時保證列控設備的冗余性。

3.提高現場工作效率，減少工作強度和維護人員去現場處理增加的生產成本。

4 結束語

本方案不僅應用于列控中心的維護，還可以擴展到對計算機聯鎖控顯工控機、CTC/TDCS的工控機和路由器、列控LEU電子單元等電子設備進行遠程重啟。鐵路信號設備的安全冗余對于設備的安全性尤其重要，通過對列控遠程維護方案進行研究，希望對鐵路信號設備的遠程維護有所幫助。

［1］ 中華人民共和國鐵道部.科技運［2010］138號.列控中心技術規(guī)范［S］.2010。

［2］ 王大群.客運專線信號安全數據網網管系統(tǒng)安全防范及優(yōu)化措施［J］.鐵道通信信號，2013（10）.

［3］ 史偉，晏子峰.基于帶外管理技術的新型遠程TDCS/CTC維護系統(tǒng)［J］.鐵道通信信號，2009（7）.

［4］ 郭曉明.DS6－K5B計算機聯鎖系統(tǒng)的運用可靠性［J］.鐵道通信信號，2004（2）.