采用KVM系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)CTC車務(wù)終端主機(jī)的合理移設(shè)

張國華

摘 要：大秦鐵路CTC系統(tǒng)車務(wù)終端主機(jī)統(tǒng)一放置于車務(wù)運(yùn)轉(zhuǎn)室普通機(jī)柜內(nèi)，一旦主機(jī)CTC軟件發(fā)生故障電務(wù)人員可以及時通過車務(wù)終端倒機(jī)單元進(jìn)行主/備機(jī)倒切，使得備機(jī)轉(zhuǎn)為主用減少故障延時，但是目前車務(wù)運(yùn)轉(zhuǎn)室工作環(huán)境難以達(dá)到主機(jī)硬件工作要求，經(jīng)常發(fā)生因室內(nèi)溫濕度及灰塵量超出規(guī)定要求而導(dǎo)致的主機(jī)死機(jī)問題。我們通過采用KVM系統(tǒng)將安裝在車務(wù)運(yùn)轉(zhuǎn)室的主機(jī)移設(shè)至信號機(jī)械室專用機(jī)柜中，而車務(wù)運(yùn)轉(zhuǎn)室只保留顯示器、鼠標(biāo)、鍵盤以及音響設(shè)備，達(dá)到改善主機(jī)工作環(huán)境，提高設(shè)備運(yùn)用情況。

關(guān)鍵詞：大秦鐵路；車務(wù)終端；KVM系統(tǒng)；移設(shè)

CTC系統(tǒng)的英文全稱為：Centralized Traffic Control，它是行車調(diào)度指揮中心（調(diào)度員）對所管轄內(nèi)微機(jī)聯(lián)鎖區(qū)段所有信號設(shè)備進(jìn)行集中控制，對列車運(yùn)行進(jìn)行直接指揮、管理的鐵路技術(shù)設(shè)備，CTC系統(tǒng)的成功應(yīng)用大大減輕了調(diào)度員及現(xiàn)場值班員及信號員的勞動強(qiáng)度，是現(xiàn)代通信技術(shù)與信號技術(shù)相結(jié)合的典型代表，CTC系統(tǒng)的出現(xiàn)標(biāo)志著我國現(xiàn)代鐵路技術(shù)又向前邁進(jìn)了一大步。

CTC系統(tǒng)可以有效實(shí)現(xiàn)車站信號聯(lián)鎖設(shè)備控制權(quán)限的合理分配和調(diào)整，正常情況下控制權(quán)限由行車調(diào)度中心行使，由調(diào)度員統(tǒng)一對管內(nèi)信號聯(lián)鎖設(shè)備進(jìn)行集中控制，當(dāng)現(xiàn)場CTC設(shè)備出現(xiàn)故障或遇到天窗作業(yè)時，便將控制權(quán)限交還給車站進(jìn)行人工控制，而當(dāng)現(xiàn)場CTC、信號聯(lián)鎖設(shè)備具備轉(zhuǎn)回自律模式的條件時，再將控制權(quán)限交回中心，這種權(quán)限的合理調(diào)配也充分體現(xiàn)出CTC系統(tǒng)符合鐵路設(shè)備故障-安全的理念。

大秦鐵路擔(dān)負(fù)著將我國優(yōu)質(zhì)動力煤炭資源由華北地區(qū)向東南沿海進(jìn)行快速輸送的重要使命，是我國煤炭運(yùn)輸?shù)闹匾獞?zhàn)略補(bǔ)給線，通過采用CTC系統(tǒng)按行車計(jì)劃自動觸發(fā)進(jìn)路取代過去由車站值班員按計(jì)劃人工辦理列車進(jìn)路的方式，將行車指揮權(quán)移交給路局調(diào)度中心進(jìn)行統(tǒng)一、全程調(diào)配和控制。

目前大秦鐵路沿線各個車站（包括無人中繼站）已全部采用CTC系統(tǒng)來保障安全運(yùn)輸，但是各站所安裝的CTC系統(tǒng)設(shè)備在最初設(shè)計(jì)安裝時，全都采用了將車務(wù)終端主機(jī)（有人站）放置于車務(wù)運(yùn)轉(zhuǎn)室的安裝方式，這樣做主要是為了當(dāng)主機(jī)發(fā)生故障時可以快速通過車務(wù)終端倒機(jī)單元進(jìn)行切換，將熱備機(jī)切換為主用狀態(tài)，達(dá)到減少故障延時的目的，但是通過近幾年設(shè)備運(yùn)用情況及對故障案例分析發(fā)現(xiàn)：車務(wù)終端主機(jī)的這種安裝方式其實(shí)存在著很大的缺陷和安全隱患，主要表現(xiàn)為以下幾個方面：

（1）車務(wù)終端主機(jī)屬于工業(yè)用精密計(jì)算機(jī)設(shè)備，并且常年24小時不間斷工作，因此，對于環(huán)境溫濕度要求極高，需要溫濕度恒定在一個合理的范圍內(nèi)，一般要求環(huán)境溫度必須保持在18-22℃之間，相對濕度為50-70%之間，但目前絕大部分車務(wù)運(yùn)轉(zhuǎn)室都沒有安裝空調(diào)等調(diào)溫設(shè)備，即使部分車站運(yùn)轉(zhuǎn)室安裝有降溫設(shè)備，但主機(jī)均放置于封閉的普通機(jī)柜里，這些柜子基本不具備良好的散熱條件，因此，很難保證主機(jī)的工作環(huán)境溫濕度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。盛夏時節(jié)運(yùn)轉(zhuǎn)室內(nèi)溫度急劇升高，主機(jī)長時間工作于這種環(huán)境中所產(chǎn)生的熱量得不到及時的散發(fā)，造成柜子內(nèi)形成高溫地帶，經(jīng)過現(xiàn)場人員實(shí)際測量，機(jī)柜內(nèi)的溫度有時甚至超過了50℃，這種環(huán)境將嚴(yán)重影響到主機(jī)的正常工作，即使部分運(yùn)轉(zhuǎn)室安裝有降溫設(shè)備，也難以保證溫度、濕度環(huán)境恒定在合理范圍內(nèi)，因此，每年七、八月間大秦鐵路管內(nèi)總會發(fā)生多起因主機(jī)溫度過高導(dǎo)致的死機(jī)故障，輕則干擾到正常的行車秩序，重則直接導(dǎo)致行車中斷，對運(yùn)輸生產(chǎn)造成一定的影響。

（2）車務(wù)終端主機(jī)內(nèi)部通常是由若干塊小電路板通過插接件連接在一起，電路板上又由很多小規(guī)模集成電路和相關(guān)電子元器件集合而成，各種元器件焊點(diǎn)之間的間隔非常小，如果電路板中沉積大量的灰塵將會對這些元器件和接插件結(jié)合部造成很大影響。大量灰塵吸附在集成塊和其它電子元器件之間，將會降低其散熱性能，導(dǎo)致元器件溫度升高，如果大量導(dǎo)電性灰塵吸附在主機(jī)主板內(nèi)，這些導(dǎo)電灰塵將起到導(dǎo)體的作用，導(dǎo)致相近的元器件被連通而發(fā)生短路，而絕緣性灰塵大量堆積則會導(dǎo)致正常接插件觸點(diǎn)接觸不良，因此，按要求計(jì)算機(jī)機(jī)房內(nèi)年降塵量必須為m2≤10g，而沿線各個車務(wù)運(yùn)轉(zhuǎn)室普遍沒有采取有效的防塵措施，主機(jī)所處的機(jī)柜也只是普通機(jī)柜基本不具有防塵功能。大秦鐵路沿線都處于北方地區(qū)，氣候常年干燥少雨且灰塵量非常大，加之大秦鐵路常年運(yùn)輸煤炭，線路邊上的車務(wù)運(yùn)轉(zhuǎn)室便成為了煤塵的沉降重災(zāi)區(qū)，每當(dāng)有列車通過時運(yùn)轉(zhuǎn)室內(nèi)就會沉積一些煤塵，因此，在這種環(huán)境下主機(jī)內(nèi)部極易聚集大量細(xì)小煤塵，這種沉積在主機(jī)電路板內(nèi)部的煤塵清理起來十分困難，時間久了內(nèi)部積累的煤塵越來越多，導(dǎo)致元器件短路燒毀電源，一旦發(fā)生主機(jī)電源燒毀而導(dǎo)致車務(wù)終端不能工作，影響到大秦鐵路的安全運(yùn)輸。

（3）車務(wù)終端主機(jī)和其所屬的CTC系統(tǒng)其它主機(jī)分別放置于不同的處所，而且有些車站運(yùn)轉(zhuǎn)室與信號機(jī)械室之間相隔很遠(yuǎn)，也給電務(wù)人員日常的檢修維護(hù)及故障處理帶來不便，當(dāng)CTC系統(tǒng)一旦發(fā)生故障時，就需要電務(wù)人員在信號機(jī)械室與車務(wù)運(yùn)轉(zhuǎn)室間反復(fù)穿梭進(jìn)行判斷處理，這樣就很容易增加故障延時，嚴(yán)重影響運(yùn)輸生產(chǎn)。

（4）放置于信號機(jī)械室機(jī)柜內(nèi)的主機(jī)與車務(wù)運(yùn)轉(zhuǎn)室內(nèi)的車務(wù)終端主機(jī)之間在進(jìn)行防雷設(shè)計(jì)時，難以實(shí)現(xiàn)設(shè)備共地，而導(dǎo)致兩設(shè)備之間出現(xiàn)電壓差，從而產(chǎn)生出弱電流通道，一旦發(fā)生雷擊強(qiáng)電流將直接竄進(jìn)弱電流通道燒毀整個系統(tǒng)，不共地將會使得整套CTC系統(tǒng)設(shè)備容易成為雷擊侵害的對象，擴(kuò)大雷擊的范圍。

我們也曾嘗試過通過要求現(xiàn)場電務(wù)人員利用天窗時間定期對車務(wù)終端主機(jī)及CTC系統(tǒng)其他主機(jī)進(jìn)行除塵的手段，希望能達(dá)到提高工控機(jī)自身降溫能力的目的。但是一旦進(jìn)入盛夏時節(jié)，遇到高溫天氣工控機(jī)處于密閉的機(jī)柜內(nèi)，依然會因溫度過高而出現(xiàn)自動關(guān)機(jī)的情況，沒有從根本上解決這個問題。因此，解決該問題的關(guān)鍵就是通過將車務(wù)終端主機(jī)移設(shè)至信號機(jī)械室專用機(jī)柜中，而車務(wù)運(yùn)轉(zhuǎn)室只保留顯示器、鍵盤、鼠標(biāo)以及音響等非關(guān)鍵設(shè)備，從而達(dá)到徹底改善車務(wù)終端主機(jī)的工作環(huán)境，提高設(shè)備運(yùn)用能力，減少主機(jī)因工作環(huán)境差而發(fā)生故障的概率。

為了降低因車務(wù)終端主機(jī)工作環(huán)境差而導(dǎo)致的死機(jī)問題，我們通過大量現(xiàn)場調(diào)研，最終確定采用KVM系統(tǒng)將主機(jī)移設(shè)至信號機(jī)械室專用機(jī)柜中的方案，車務(wù)運(yùn)轉(zhuǎn)室只保留車務(wù)終端顯示器、鍵盤、鼠標(biāo)以及音響，利用既有的CAT5e網(wǎng)線通過一套KVM信號延長裝置將車務(wù)終端主機(jī)與運(yùn)轉(zhuǎn)室內(nèi)的鍵盤、顯示器、鼠標(biāo)相連接，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制的目的。具體原理圖如圖1所示。

CTC設(shè)備KVM系統(tǒng)可分為兩大部分：一是本地設(shè)備安裝在信號機(jī)械室CTC設(shè)備工控機(jī)柜內(nèi)，通過專用線纜連接在車務(wù)終端主機(jī)的視頻、音頻輸出和鍵盤、鼠標(biāo)輸出接口上；二是遠(yuǎn)端設(shè)備安裝在車務(wù)運(yùn)轉(zhuǎn)室機(jī)柜內(nèi)，并與顯示器、鍵盤、鼠標(biāo)輸入接口相連接，本地設(shè)備和遠(yuǎn)端設(shè)備之間則通過CAT5E網(wǎng)線連接起來進(jìn)行信號傳輸，在不影響信號強(qiáng)度的前提下傳輸距離可以達(dá)到300米，通過KVM系統(tǒng)車務(wù)值班員就可以在遠(yuǎn)程對信號機(jī)械室內(nèi)的車務(wù)終端主機(jī)進(jìn)行操作，信號機(jī)械室擁有良好的溫濕度控制系統(tǒng)，可以確保主機(jī)工作恒溫濕度環(huán)境中，減少故障的發(fā)生。

該方案的實(shí)施不需要重新鋪設(shè)線纜，可利用既有的CAT5e網(wǎng)線和電源線，從而加快了施工進(jìn)度同時降低了施工成本，也減少了施工時對行車人員工作的干擾，對于信號機(jī)械室與車務(wù)運(yùn)轉(zhuǎn)室之間的距離小于300米內(nèi)的都可以采用該方案進(jìn)行優(yōu)化，減少電務(wù)人員日常維護(hù)CTC系統(tǒng)所需要的時間，提高工作效率。

該方案的實(shí)施可以大大降低因車務(wù)終端主機(jī)工作環(huán)境差而導(dǎo)致的故障，減少大秦線CTC系統(tǒng)故障延時，保障大秦線的安全運(yùn)輸，通過將車務(wù)終端主機(jī)移設(shè)至信號機(jī)械室與CTC系統(tǒng)其他主機(jī)放置在一起，可以實(shí)現(xiàn)各主機(jī)共地的情況，提高CTC系統(tǒng)整體的防雷能力，降低因發(fā)生雷害導(dǎo)致的CTC系統(tǒng)故障。

文章主要通過對采用KVM系統(tǒng)將車務(wù)終端主機(jī)移設(shè)至信號機(jī)械室的可行性方案進(jìn)行闡述，達(dá)到解決目前大秦鐵路管內(nèi)CTC系統(tǒng)車務(wù)終端主機(jī)因工作環(huán)境差而導(dǎo)致的死機(jī)問題的目的，該方案已經(jīng)在大同電務(wù)段管內(nèi)部分車站內(nèi)進(jìn)行了實(shí)施，經(jīng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)車務(wù)終端故障率大大降低，該方案的可行性將不止適用于大秦線，對于其他線路中TDCS/CTC系統(tǒng)也可以參照此方案進(jìn)行優(yōu)化改造，提高TDCS/CTC系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)用環(huán)境。