成都供电段调度自动化系统整合

曹道勇



成都供电段调度自动化系统整合

曹道勇

成渝铁路客运专线有限责任公司

成都供电段现有多套铁路线电力远动系统，各套系统的厂家都不相同。因而需要大量的人力物力进行管理、维护，很不方便。按照达成铁路建设指挥部及成都供电段生产力布局调整要求，需要在达成电力远动系统投标技术方案的基础上进行优化，并结合成都供电段情况进行整合，最终将老远动系统纳入新建达成电力远动系统，整合后使新老远动系统有机整合为一套系统，系统功能和性能优于既有系统功能和性能，并预留今后发展的空间。

成都供电段 整合 电力远动 优化

成都供电段运行有多套铁路线电力远动系统，每套系统都有自己的数据库服务器、磁盘阵列、Web服务器、工作站、网络、UPS、机柜，硬件设备堆砌、资源分散，网络布线复杂，占用空间成倍增长，耗能也越来越大。应用软件分离，界面及功能都无法统一，实时和历史数据库分离，加大了管理难度和运行成本，也造成资源浪费。既有远动主站以宝成线电力远动系统为主，正在安装调试的是内六线电力远动系统；由于成都铁路局生产力布局调整的原因，达成铁路电力远动系统也将纳入成都供电段管理；另外，还需预留将来成灌、成渝、外绕、成绵峨等铁路线电力远动扩展能力。

1 总体方案

1.1 基本原则

系统优化及整合遵循以下基本原则：

1.1.1以达成电化改造工程电力远动系统中标方案为基础，采用四为公司SW-2000铁路电力调度自动化系统作为主体，对新建电力远动系统方案进行优化，并最终将既有远动系统融入新建SW-2000系统。

1.1.3新老远动系统有机整合为一套系统：数据库服务器、SAN磁盘阵列、Web服务器、网络及管理等共享一套平台；调度台按铁路线配置。原则上，每条线路都配置独立的调度台，每个调度台配置两台调度工作站。

1.1.4充分利用既有远动系统软硬件资源，尽量避免重复建设和投资。

1.2 全部工作分两个阶段进行

1.2.1按照优化方案，在充分考虑新老系统整合的前提下，完成新建达成电力远动系统的安装、调试及开通工作；

1.2.2在不影响正常生产和调度工作的前提下，逐步整合既有远动系统软硬件资源：即老系统调试后逐次接入新主站纳入新主站监控，新系统逐步取代老系统。

1.3 总体方案

优化及整合总体方案主要包括以下内容：

1.3.1远动系统。采用成都四为SW-2000铁路电力自动化系统作为优化及整合的主体。

1.3.2服务器。采用IBM BladeCenter E刀片服务器机箱管理，配置2台Unix小型机刀片作为数据库服务器、2台X86刀片作为通信服务器、1台X86刀片作为Web服务器，全面取代既有系统中的各种机架服务器。磁盘阵列采用IBM IP SAN DS3300，容量为3.6T。

1.3.3调度台及工作站。按照线路设置，即每条线路设置独立的调度台，每个调度台配置2台PC工作站：

（1）既有线路保留原调度台及工作站，需要升级或补强的可以通过这次整合完成；

（2）新建达成调度台和工作站按投标技术方案配置。

1.3.4主站计算机网络

新远动主站采用H3C IRF交换机组成双以太网结构；新远动网络与既有网络之间采用级联方式连接；新远动网络与刀片中心网络直接连接；Web服务器对外通过硬件防火墙连接。

1.3.5远动通信及规约。新建远动系统采用2M环型专用通道，既有远动系统保留TMIS、专线、拨号等通信方式，并预留TMIS改为专线通信方式的能力。新建远动系统采用IEC870-5-101/104规约，既有远动系统保留原通信规约。

1.3.6远动功能。新建远动系统功能满足招标文件技术要求；既有远动系统至少不低于原系统功能，条件具备时应补强原系统功能。

2 优化整合方案设计

2.1 服务器整合方案

2.1.1服务器：采用IBM BladeCenter E机箱，E机箱最多可以配置14片服务器刀片，能够满足成都供电段现在和将来发展的需求。具体配置及应用如表1所示。

表1 刀片服务器配置及用途

2.1.2磁盘阵列：采用IBM IP SAN DS3300，SAS硬盘，3.6T容量。既有磁盘阵列可以作为后备磁盘。

2.1.3服务器系统结构：如图1所示。

图1 优化整合后的服务器系统结构

2.2 实时数据库整合

实时数据库是新老系统整合的关键步骤，具体做法是根据既有远动系统的功能和监控点表，在SW-2000系统中扩展新的数据库，涵盖所有既有厂站设备。

2.2.1扩展既有配电所综合自动化系统、RTU、STU、FTU实时数据库：遥信库、遥测库、遥控库、SOE库等，并完成数据库配置。

2.2.2配置各数据库之间的关联选项。

2.2.3配置相应的系统数据库选项。

2.3 网络及通信整合

网络及通信是新老系统整合的基础内容，具体包括主站计算机网络整合、通道整合及通信规约整合。

2.3.1网络整合是指远动主站计算机网络的整合，包括SAN网络、远动主站网络、Web服务器与非安全区域网络的连接等。

刀片服务器有数据库服务器（2台）、Web服务器（1台）、通信服务器（2台），它们通过刀片中心交换机与磁盘阵列连接。远动主站网络用来连接工作站、服务器及其他主站设备。具体的就是新系统交换机H3C S3600与既有系统交换机采用级联方式连接，从而实现新老系统的并网。

Web服务器主要用来向供电段、路局、铁道部管理信息系统提供远动系统的Web服务，而后面三者都属于非安全区域网络。为了防止计算机病毒和恶意软件的侵扰，保证远动主站的网络安全性，在Web服务器与非安全区域网络之间应增加硬件防火墙，如图2所示。

图2 Web服务器与非安全区域网络的连接

2.3.2通道整合是将新老远动系统的通信接口统一接入SW-2000主站网络中。如图3所示。

2.3.3规约调试及整合

老系统引入新系统，远动规约调试是整合工作最艰巨的部分之一，它需要将既有全部配电所综自系统、RTU、STU、FTU等的各种通信规约接入SW-2000主站。

规约整合工作具有如下特点：

（1）SW-2000远动主站提供常见通信规约库，以便与站端设备“匹配”。规约库包括各种常见的远动规约，如IEC870-5-101/104、CDT、1801、ModBus等。

（2）SW-2000支持在线调试，即修改规约或增加新的规约时可以在线完成，不影响其他通道的正常运行。

图3 通道整合

（3）规约整合需要既有远动系统各设备供应商提供详细的规约文本，并配合调试工作。

3 远动功能调试及整合

首先制定停电时间表，按照时间表逐线、逐点调试，这里的点是配电所、信号电源、车站开关等。调试前应以原系统功能为依据，确定各系统的调试目标及所要完成的功能，并编写实验大纲。实验大纲经供电段确认后执行。

按照实验大纲，在SW-2000远动主站框架下，调试各部分功能：配电所、RTU、FTU、STU。将既有远动系统纳入电子值班管理。最后，将新老远动系统全部纳入Web服务，包括：基于图形的实时数据和信息及历史数据。

4 结论

整合后的电力调度自动化系统优势：

4.1将系统统一为一个平台、一个数据库、一个界面、一套功能，具备“按需增长”的条件，为系统扩展预留了充分的技术条件。

4.2数据库服务器采用IBM Power 6/AIX（IBM Unix）小型机配置，调度工作站采用PC/Windows配置，真正实现了Unix-Windows混合平台结构，大大提高了系统的可靠性和可用性。

4.3采用多种冗余配置、适量冷却、预测性故障分析（PFA）等，系统可靠性、先进性大大提高。

4.4统一管理、减少占地空间、简化布线、节能降耗，大大降低管理难度和成本。

4.5功能满足用户需求和相关技术标准。

4.6最大限度利旧，减少重复投资和浪费。

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