铁路供电段电力远动系统调度主站改造方案

李晓祥 上海铁路局阜阳铁路枢纽工程建设指挥部

1 引言

随着近几年铁路的不断发展，新建电气化铁路和既有铁路电气化改造的不断增建，新建信号电源和变配电所监控站点日益增多，系统容量不断扩大，软、硬件设备均已不能满足供电段目前及今后发展的需要。

为了提高组织管理效能、减少运营维修管理成本，迫切希望根据调度集中、信息共享的原则，建设一套统一的电力调度指挥系统，将既有线电力供电远动系统的改造统一规划，并具备远期新建铁路的接入能力，负责供电段管内所有电气化铁路电力远动系统统一的调度指挥，满足铁路系统发展的需求。

2 前期调查

某供电段电力远动调度中心已有一套远动系统，设置于2003年。该电力远动系统主要由调度主站、远动终端和远动通道构成。调度主站主要由数据服务器、前置机、SCADA工作站、网路交换机、通信设备、输入输出设备、不间断电源设备等构成。该调度主站建成后，近几年随着铁路建设步伐的加快，新建的信号电源和变配电所监控站点不断接入该系统，使得变配电所远动终端达到24个，电源远动终端达到173个。既有远动通道部分利用2M通信通道，部分远动通道为64K通道或音频专线通道，64K通道或512K通道的通信稳定可靠性较差。

鉴于目前系统的容量和软、硬件设备已不能满足目前及今后发展的需要，需新设一套电力远动综合调度监控系统，对目前既有电力远动系统及复示系统进行接入，同时该系统应具备扩容功能，满足未来系统的扩容需求。

3 改造方案

3.1 设计原则

（1）满足可靠性、整体性、实时性、先进性、开放性和标准化的要求。

（2）对调度主站统一规划、统一标准、统一管理，实施上统筹规划并结合辖区内铁路建设进程分步建设。

（3）技术体系以统一的硬件平台、统一的软件平台、统一的安全平台、统一的管理平台和统一的存储平台为特征，对外提供标准的信息接口。

（4）系统采用标准化设计，在接口定义，软、硬件平台配置等方面遵循相关的国际标准、国家标准或行业标准。

（5）系统采用先进的控制技术、计算技术、网络技术等，规划并建成一套面向全段管辖范围所有各线的电力远动系统。

（6）系统采用开放的技术标准和面向服务的技术架构，能够根据辖区内铁路建设的发展，适应统一规划、分步实施及生产力布局调整的需要，方便灵活地进行功能和容量的扩展，并方便地与其它相关系统进行互连互通和信息共享。各调度台的管辖与控制范围可根据实际需要动态、在线调整。

（7）铁路电力远动系统的数据通信应采用铁路通信专用通道，并宜设置主用和备用通道。

3.2 系统构成

电力远动系统一般由调度主站、远动终端、远动通道构成；牵引调度复示系统由复示主站、复示终端、复示通道构成。

电力远动和复示系统改造设计充分利用既有远动终端、既有远动通道和既有调度主站设备，对调度主站和复示系统方案进行整合优化设计。

调度主站一般应配置网路交换机、前置机、SCADA工作站、数据服务器、通信设备、输入输出设备、不间断电源设备、时钟同步设备等，其中网络交换机、前置机、数据服务器、SCADA工作站应按双机冗余配置。电力远动系统构成示意图详见图1。

牵引供电复示系统一般由复示服务器、复示工作站及相应的通讯网络设备构成，设置数据、文档管理报表打印机等设备。

图1 电力远动系统构成示意图

3.2.1 硬件构成

为了确保系统的高可靠性，调度所系统中的所有关键设备，包括局域网络设备、服务器、调度台均采用冗余配置。调度所系统的建设将会随系统扩展，因此无论是网络交换机、服务器设备均采用支持模块化配置、具备高扩展性的硬件配置方案。主要硬件设备：

（1）局域网络设备：负责实现调度所系统中各计算机节点或存储设备间的数据交换。

（2）调度台：负责提供调度员用于日常调度操作的人机界面。

（3）维护管理台：负责提供系统的各种增、添、修、改等SCADA维护功能以及IT系统的域管理功能。

（4）服务器组：用于完成系统的数据库管理、历史数据存储、SCADA业务逻辑处理、实现与远动终端系统的通信、与外部接口系统的通信、系统配置管理、系统备份等功能。

（5）存储系统：用以完成对系统的所有静态及历史数据的存储。

（6）其它配套设备：包括打印机、时钟等，用于完成系统的打印、时钟同步等功能。

3.2.2 软件构成

系统软件主要包括系统软件和应用软件。

系统软件可以为UNIX或Windows 2003 Server或Windows XP，Oracle或Microsoft SQL Server 等。

应用软件应该是在成熟产品的基础上，充分考虑系统监控容量规模，构建于平台软件基础之上的分布式、大容量的SCADA应用软件。应用软件主要包括。

（1）平台软件层：建议采用基于国际或国内成熟软件。

（2）数据管理层：实现数据管理、存储、分析等功能。

（3）业务逻辑层：实现SCADA系统的数据采集、通讯管理和协议转换等业务逻辑。

（4）人机界面层：实现调度人员、维护人员的人机界面显示，以完成各种监控操作，应包括电力调度工作站和维修管理工作站。

（5）维护管理层：完成系统配置、系统维护、网络维护等功能。

（6）安全防护层：设置核心系统安全软件，即在操作系统的安全功能之上提供一个安全保护层，通过从内核层截取文件访问控制方式，加强操作系统安全性。

3.3 系统基本功能

铁路电力远动系统的远动对象为铁路电力网中的各类（级）变、配电所（包括无人值班变、配电所和开关站）及供电线路上的线路分段设备等。

系统实现遥控、遥测和遥信基本功能。调度主站在其管辖范围内具备接收及处理远动终端发送的实时采集数据，对可控的电力设备进行遥控操作，远动数据采集、分析处理及控制，对实时采集数据进行分析与处理等功能。系统数据通信具有系统内部与外部两种通信功能，电力远动系统与上级电力调度之间的数据通信和调度端与远动终端之间的数据通信。

4 既有系统接入与新系统容量

调度主站系统具备对既有系统的通道类型和通讯规约的兼容性，以确保维持既有线路通信通道不变。可根据实际通道类型和既有接口设备的运行情况，配置相应的通道接口设备。

新的调度主站系统在完全接入既有远动设备之前，既有远动主站系统需要继续并行运行，以便于新系统的调试。新系统需要对所有远动终端重新调试（至少需要将所有遥控调试一遍），以保证远动系统的正确安全运行。

一般电力变配电所远动终端接入的点数不超过1000个点，电源远动终端接入的点数不超过200个。考虑系统需要接入既有远动终端和未来新上的远动终端，要求系统接入最大容量为25万点，即120个变配电所和650个电源远动终端。

5 结束语

按照铁路高速、重载的发展方向及节能环保的发展理念，铁路电气化里程将不断刷新。据有关方面统计，我国电气化铁路总里程已突破4.8万公里，跃升世界第一，根据《中长期铁路网规划》，到2020年，我国铁路营业里程将达到12万公里以上，其中电气化铁路比重将达到60%。由此可见，铁路供电段电力远动调度主站的扩容改造显得尤为重要，建成具有足够的扩展能力与良好的扩展性能的系统网络显得十分必要。