兰州铁路局调度所工程PSCADA搬迁方案探讨

摘要：以兰州铁路局调度所工程PSCADA系统搬迁为例，制定了适合PSCADA系统运行特点的倒接方案，阐述了具体的搬迁实施相关要求，提出了应急预案及安全保障措施，以实现对主系统的在线不间断倒接。

关键词：PSCADA系统;倒接;既有系统;安全保障措施

0    引言

随着高速铁路的迅猛发展以及铁路电力系统的不断更新，既有设备及系统已不能满足铁路运输需求，近年来各路局先后进行了调度所改造，目前上海局、广州局、成都局、武汉局调度所作为试点已投入使用。中国国家铁路集团有限公司所辖各路局对既有调度所均进行了改造，并已接近尾声，全部使用铁路领域最先进的设备及技术。调度所供电监视控制与数据采集系统（以下简称PSCADA系统）主要服务于铁路运营行车调度、供电调度，以满足铁路生产运输需求。调度所PSCADA系统是铁路运营的心脏，一旦中断，将会给铁路运营安全带来无法控制的风险，并造成严重的经济损失，因此在调度所PSCADA系统整合倒接时，必须采用不间断倒接技术，力求对铁路运营的影响降到最低。本文以我公司承建的兰州铁路局调度所为依托，其中包含通信、信号、信息、电力四个专业，在各个专业施工过程中，制定出了适合PSCADA系统运行特点的倒接方案，倒接前先对系统进行整合、优化，最后对主系统进行在线不间断倒接。

1    工程概述

PSCADA系统负责对管辖范围内客运专线的牵引供电系统、电力配电系统与普速各线路牵引供电系统进行监控调度。

兰州局客运专线和普速各线路在兰州局调度所各设置了一套PSCADA调度系统，如表1所示。

兰州铁路局新建调度楼完工后要先将客专PSCADA调度系统搬迁至新建调度楼，再将普速牵引供电调度系统搬迁至新建调度楼。为了在搬迁过程中将综合PSCADA系统风险降至最低，本系统搬迁实施过程分以下几部分。

1.1    客专调度系统

（1）准备工作阶段：基础设施设备安装，利用新供设备与兰州局备品备件设备新建初步调度系统，初步调度系统平台进行静态测试。（2）搬迁实施阶段：通道预倒切测试及新建初步系统功能验证，倒切客专数据至新的初步系统，停用既有客专机房设备，既有设备（复试与部调数据监测设备）搬迁对新建系统进行完善与补充，搭建客专远动完整系统。

1.2    普速牵引供电调度系统

（1）准备工作阶段：用客专搬迁后空余设备进行基础设施设备安装，新建初步调度系统，初步调度系统平台进行静态测试。（2）搬迁实施阶段：通道预倒切测试及新建初步系统功能验证，倒切兰武线、嘉红线、武嘉线至新的初步系统，停用既有客专机房设备，依次搬迁剩余各线路，既有设备（复试与部调数据监测设备）搬迁对新建系统进行完善与补充，搭建新的普速牵引供电调度系统。

2    搬迁总体原则

2.1    系统搬迁总体方案

搬迁工作利用本项目采购设备与供电处备品备件部分设备在新调度楼先新搭建起PSCADA系统平台，在数据迁移工作和通道均具备使用条件的情况下，对成都交大光芒有限公司搭建的客专与普速PSCADA系统进行搬迁工作。本次系统搬迁实施过程应分阶段完成，第一阶段为搭建客专初步系统平台阶段;第二阶段为初步系统投入使用和既有客专PSCADA系统设备搬迁阶段;第三阶段为客专系统功能观察阶段;第四阶段为搭建普速初步系统平台;第五阶段为初步系统投入使用和既有普速PSCADA系统设备搬迁阶段;第六阶段为普速系统功能观察阶段。为了尽量减少通道倒接对调度生产作业的影响，利用天窗点进行通道倒切工作和设备搬迁工作，确保初步系统的稳定性和可靠性，最大限度降低通道倒切、硬件搬迁、软件调试对铁路行车的影响，达到安全搬迁的目标。

2.2    搬迁总体要求及原则

（1）依据工程特点，系统搬迁调试方案按“点外准备，点内搬迁，点内调试”的步骤实施，调试完成后厂家专业人员共同对系统运行状态进行确认，确认系统符合设计要求，具备运营条件，方可申请运营。（2）为最大限度提高安全性，减小影响范围，此次搬迁过程将利用新增设备与供电处备件搭建PSCADA新平台，同时施工单位铺设临时光缆连通新老机房网络，以确保系统倒切更加顺利。

3    具体搬迁实施及相关要求

3.1    搬迁需具备的外部条件

3.1.1    通道

最小系统平台搭建及单体调试完成之前，通信专业完成PSCADA远动通道、维护通道、部调通道、复示通道的制作。PSCADA远动通道具备条件：通信专业在既有的PSCADA通信业务接口基础上，为新机房并行提供相同的通信业务，以满足在搬迁过程中，新、老机房内的PSCADA系统至每个被控站点的通信测试可以并行，互不影响，为正式搬迁提供先决条件。通信专业新提供的PSCADA通信业务与既有模式一致，PSCADA专业与通信专业的通信分界点在PSCADA新机房的通信机柜ODF架外端口处或交换机处。

3.1.2    基础设施及电源

初步系统平台测试前，新调度机房必须为初步系统UPS电源提供两路安全可靠稳定的电源。新老机房之间的通信网络线缆安装铺设到位，铺放新老机房间的光缆并测试连通，做好标识（至少10芯，普速与客专各一根），临时通道安全可靠。初步系統平台测试前，新调度机房必须为客专与普速调度各提供两路安全可靠稳定的电源至配电箱双切上端，双切下端提供一路电源至UPS。

3.2    初步系统平台组建及调试

具备施工条件后，需按照规划开始安装设备。设备安装完成后，进行相对应的操作系统及其应用软件安装工作，并分配好IP地址，完成最小系统平台的内网组建工作。

3.3    系统搬迁工作

天窗点：通道倒切测试，初步系统功能验证。通信专业完成新机房的通信业务检查核对工作，天窗点内完成PSCADA远动通道的倒切和初步系统测试工作，检查初步系统画面数据是否正常，并对系统功能进行验证，验证完毕后通道通过新老机房之间的临时光缆连接至既有机房，既有系统投入运行。施工完毕后，调度员在既有调度台进行作业及办公。

3.3.1    影响范围

普速牵引（武嘉线、嘉红线、兰武线）供电PSCADA系统（点内线路上的牵引变电所、分区所、开闭所、AT所、接触网开关站正常供电，不能正确显示各被控设备运行状态，调度端不能进行远动操作，只能通过电话通知当地端人为操作，天窗点结束恢复调度端远程操作功能;天窗点内停止使用PSCADA系统中武嘉线、嘉红线、兰武线进行停送电相关作业。

3.3.2    施工内容

PSCADA远动通道，通信专业将PSCADA远动通道倒切至新电牵机房通信接口设备处;通信业务建立成功，检查各个被控站点通信状态，确认主站与被控站通信恢复;由于属于系统数据的移植，所有的数据点均没有发生变化，由远动调试人员对各个站点进行抽验，远动调试人员对最小系统功能验证，确认遥控、遥信、遥测等功能的实现;如果在规定时间内，仍然不能完成通道的倒切工作，立即将原主用通道恢复至既有调度系统通信接口处，并通过主站PING被控端IP的方式确定通道恢复正常。PSCADA通道倒切測试完毕后，将通道通过新老机房之间的临时光缆连接至既有机房。恢复既有系统功能，并验证系统功能。

4    应急预案及安全保障措施

4.1    搬迁过程中硬件出现问题

应用及通信服务器（刀片）出现故障：刀片在重新插拔之后出现不能启动或不能使用等问题，启用冗余通信及应用服务器，保证PSCADA系统能够正常运行，插拔刀片应在天窗点一开始就开始，在刀片出现问题后，应在天窗点结束之前恢复整个数据，达到设备冗余标准。新建系统平台核心交换机出现故障：启用备用核心交换机，若调度已经移至新调度大厅办公，则启用备用核心交换机。机架式服务器故障：配置服务器、安全域服务器、维护服务器、接口服务器首先排除故障，若不能使用立即用备用服务器替换，等排除故障后使用。Web服务器：Web服务器采用通用复示和专用复示两种方式，可并行互不影响，两种方式都可同时供电段复示使用，现阶段供电段使用的为专用复示，专用复示发生故障时可用通用复示代替，在解决和排查硬件故障后投入使用。

4.2    搬迁过程中软件出现问题

调度员工作站画面或数据无法正常显示，立即启用备用调度员工作站，确保调度实时监控。应用及通信服务器数据不正常运行，立即启用冗余设备，然后排除故障。若故障不能排除，使用备用设备替换。Web服务器故障，复示服务器分专用和通用复示，若其中一台发生问题后，可相互代替使用，不影响供电段正常使用，处理正常后恢复使用。交换机配置数据故障，立即启用冗余交换机，立即使用备份好的数据文件恢复配置，配置正常后投入使用。

4.3    搬迁过程中通信出现问题

通道切割、调试工程中存在接口风险，在现场切割前先进行接口测试，测试无误后再进行切割。如果在规定时间内，仍然不能完成通道的倒切，立即将通道恢复至既有调度系统通信接口处，并通过主站PING通被控站的方式确定牵引通道恢复正常。若在搬迁过程中PSCADA通道出现故障，通信专业需在15 min内恢复通道至既有机房，若为交换机问题，可实现交换机之间相互的切换功能。新老机房之间的临时光缆出现问题，连接新老机房网络有不通或丢包现象，立即启用预留光缆替换，保证新老机房之间通信正常。

4.4    电源出现问题

新建机房需提供两路独立可靠的电源给远动系统供电，UPS电源输出30路独立电源，然后分别引入每个服务器机柜。若新建机房两路输入电源出现问题后，UPS电池满功率运行可提供3 h以上稳定可靠的电源。期间单UPS出现问题，立即采用应急措施，采用输入输出连通方式进行供电，在5 min内恢复供电。

5    结语

本文通过对既有PSCADA系统的现场调查，详细绘制了供电调度电路图，根据实际电路图对通信过渡通道进行了设计，对PSCADA硬件设备的构成、软件系统的连接进行勘察，完善了方案的技术可行性。经过方案预想，查找出了可能存在的安全隐患并提出了解决办法，最终实现了PSCADA系统的无缝搬迁，有效保证了铁路行车运输安全畅通，实现了既定目标。

[参考文献]

[1] 调度集中系统技术条件：Q/CR 518—2016[S].

[2] 翟纯玉，唐志勇，张本川.铁路电力自动化技术[M].北京：中国铁道出版社，2006.

收稿日期：2020-02-05

作者简介：王杰（1986—），男，甘肃庆阳人，工程师，研究方向：送变电专业技术。