成都供電段調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)整合

曹道勇

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成都供電段調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)整合

曹道勇

成渝鐵路客運(yùn)專線有限責(zé)任公司

成都供電段現(xiàn)有多套鐵路線電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)，各套系統(tǒng)的廠家都不相同。因而需要大量的人力物力進(jìn)行管理、維護(hù)，很不方便。按照達(dá)成鐵路建設(shè)指揮部及成都供電段生產(chǎn)力布局調(diào)整要求，需要在達(dá)成電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)投標(biāo)技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化，并結(jié)合成都供電段情況進(jìn)行整合，最終將老遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)納入新建達(dá)成電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)，整合后使新老遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)有機(jī)整合為一套系統(tǒng)，系統(tǒng)功能和性能優(yōu)于既有系統(tǒng)功能和性能，并預(yù)留今后發(fā)展的空間。

成都供電段 整合 電力遠(yuǎn)動(dòng) 優(yōu)化

成都供電段運(yùn)行有多套鐵路線電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)，每套系統(tǒng)都有自己的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、磁盤陣列、Web服務(wù)器、工作站、網(wǎng)絡(luò)、UPS、機(jī)柜，硬件設(shè)備堆砌、資源分散，網(wǎng)絡(luò)布線復(fù)雜，占用空間成倍增長(zhǎng)，耗能也越來(lái)越大。應(yīng)用軟件分離，界面及功能都無(wú)法統(tǒng)一，實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)庫(kù)分離，加大了管理難度和運(yùn)行成本，也造成資源浪費(fèi)。既有遠(yuǎn)動(dòng)主站以寶成線電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)為主，正在安裝調(diào)試的是內(nèi)六線電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)；由于成都鐵路局生產(chǎn)力布局調(diào)整的原因，達(dá)成鐵路電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)也將納入成都供電段管理；另外，還需預(yù)留將來(lái)成灌、成渝、外繞、成綿峨等鐵路線電力遠(yuǎn)動(dòng)擴(kuò)展能力。

1 總體方案

1.1 基本原則

系統(tǒng)優(yōu)化及整合遵循以下基本原則：

1.1.1以達(dá)成電化改造工程電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)中標(biāo)方案為基礎(chǔ)，采用四為公司SW-2000鐵路電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)作為主體，對(duì)新建電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)方案進(jìn)行優(yōu)化，并最終將既有遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)融入新建SW-2000系統(tǒng)。

1.1.3新老遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)有機(jī)整合為一套系統(tǒng)：數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、SAN磁盤陣列、Web服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)及管理等共享一套平臺(tái)；調(diào)度臺(tái)按鐵路線配置。原則上，每條線路都配置獨(dú)立的調(diào)度臺(tái)，每個(gè)調(diào)度臺(tái)配置兩臺(tái)調(diào)度工作站。

1.1.4充分利用既有遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)軟硬件資源，盡量避免重復(fù)建設(shè)和投資。

1.2 全部工作分兩個(gè)階段進(jìn)行

1.2.1按照優(yōu)化方案，在充分考慮新老系統(tǒng)整合的前提下，完成新建達(dá)成電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的安裝、調(diào)試及開通工作；

1.2.2在不影響正常生產(chǎn)和調(diào)度工作的前提下，逐步整合既有遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)軟硬件資源：即老系統(tǒng)調(diào)試后逐次接入新主站納入新主站監(jiān)控，新系統(tǒng)逐步取代老系統(tǒng)。

1.3 總體方案

優(yōu)化及整合總體方案主要包括以下內(nèi)容：

1.3.1遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)。采用成都四為SW-2000鐵路電力自動(dòng)化系統(tǒng)作為優(yōu)化及整合的主體。

1.3.2服務(wù)器。采用IBM BladeCenter E刀片服務(wù)器機(jī)箱管理，配置2臺(tái)Unix小型機(jī)刀片作為數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、2臺(tái)X86刀片作為通信服務(wù)器、1臺(tái)X86刀片作為Web服務(wù)器，全面取代既有系統(tǒng)中的各種機(jī)架服務(wù)器。磁盤陣列采用IBM IP SAN DS3300，容量為3.6T。

1.3.3調(diào)度臺(tái)及工作站。按照線路設(shè)置，即每條線路設(shè)置獨(dú)立的調(diào)度臺(tái)，每個(gè)調(diào)度臺(tái)配置2臺(tái)PC工作站：

（1）既有線路保留原調(diào)度臺(tái)及工作站，需要升級(jí)或補(bǔ)強(qiáng)的可以通過這次整合完成；

（2）新建達(dá)成調(diào)度臺(tái)和工作站按投標(biāo)技術(shù)方案配置。

1.3.4主站計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

新遠(yuǎn)動(dòng)主站采用H3C IRF交換機(jī)組成雙以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)；新遠(yuǎn)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)與既有網(wǎng)絡(luò)之間采用級(jí)聯(lián)方式連接；新遠(yuǎn)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)與刀片中心網(wǎng)絡(luò)直接連接；Web服務(wù)器對(duì)外通過硬件防火墻連接。

1.3.5遠(yuǎn)動(dòng)通信及規(guī)約。新建遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)采用2M環(huán)型專用通道，既有遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)保留TMIS、專線、撥號(hào)等通信方式，并預(yù)留TMIS改為專線通信方式的能力。新建遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)采用IEC870-5-101/104規(guī)約，既有遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)保留原通信規(guī)約。

1.3.6遠(yuǎn)動(dòng)功能。新建遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)功能滿足招標(biāo)文件技術(shù)要求；既有遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)至少不低于原系統(tǒng)功能，條件具備時(shí)應(yīng)補(bǔ)強(qiáng)原系統(tǒng)功能。

2 優(yōu)化整合方案設(shè)計(jì)

2.1 服務(wù)器整合方案

2.1.1服務(wù)器：采用IBM BladeCenter E機(jī)箱，E機(jī)箱最多可以配置14片服務(wù)器刀片，能夠滿足成都供電段現(xiàn)在和將來(lái)發(fā)展的需求。具體配置及應(yīng)用如表1所示。

表1 刀片服務(wù)器配置及用途

2.1.2磁盤陣列：采用IBM IP SAN DS3300，SAS硬盤，3.6T容量。既有磁盤陣列可以作為后備磁盤。

2.1.3服務(wù)器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：如圖1所示。

圖1 優(yōu)化整合后的服務(wù)器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

2.2 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)整合

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)是新老系統(tǒng)整合的關(guān)鍵步驟，具體做法是根據(jù)既有遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的功能和監(jiān)控點(diǎn)表，在SW-2000系統(tǒng)中擴(kuò)展新的數(shù)據(jù)庫(kù)，涵蓋所有既有廠站設(shè)備。

2.2.1擴(kuò)展既有配電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)、RTU、STU、FTU實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)：遙信庫(kù)、遙測(cè)庫(kù)、遙控庫(kù)、SOE庫(kù)等，并完成數(shù)據(jù)庫(kù)配置。

2.2.2配置各數(shù)據(jù)庫(kù)之間的關(guān)聯(lián)選項(xiàng)。

2.2.3配置相應(yīng)的系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)選項(xiàng)。

2.3 網(wǎng)絡(luò)及通信整合

網(wǎng)絡(luò)及通信是新老系統(tǒng)整合的基礎(chǔ)內(nèi)容，具體包括主站計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)整合、通道整合及通信規(guī)約整合。

2.3.1網(wǎng)絡(luò)整合是指遠(yuǎn)動(dòng)主站計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的整合，包括SAN網(wǎng)絡(luò)、遠(yuǎn)動(dòng)主站網(wǎng)絡(luò)、Web服務(wù)器與非安全區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的連接等。

刀片服務(wù)器有數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器（2臺(tái)）、Web服務(wù)器（1臺(tái)）、通信服務(wù)器（2臺(tái)），它們通過刀片中心交換機(jī)與磁盤陣列連接。遠(yuǎn)動(dòng)主站網(wǎng)絡(luò)用來(lái)連接工作站、服務(wù)器及其他主站設(shè)備。具體的就是新系統(tǒng)交換機(jī)H3C S3600與既有系統(tǒng)交換機(jī)采用級(jí)聯(lián)方式連接，從而實(shí)現(xiàn)新老系統(tǒng)的并網(wǎng)。

Web服務(wù)器主要用來(lái)向供電段、路局、鐵道部管理信息系統(tǒng)提供遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的Web服務(wù)，而后面三者都屬于非安全區(qū)域網(wǎng)絡(luò)。為了防止計(jì)算機(jī)病毒和惡意軟件的侵?jǐn)_，保證遠(yuǎn)動(dòng)主站的網(wǎng)絡(luò)安全性，在Web服務(wù)器與非安全區(qū)域網(wǎng)絡(luò)之間應(yīng)增加硬件防火墻，如圖2所示。

圖2 Web服務(wù)器與非安全區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的連接

2.3.2通道整合是將新老遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的通信接口統(tǒng)一接入SW-2000主站網(wǎng)絡(luò)中。如圖3所示。

2.3.3規(guī)約調(diào)試及整合

老系統(tǒng)引入新系統(tǒng)，遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約調(diào)試是整合工作最艱巨的部分之一，它需要將既有全部配電所綜自系統(tǒng)、RTU、STU、FTU等的各種通信規(guī)約接入SW-2000主站。

規(guī)約整合工作具有如下特點(diǎn)：

（1）SW-2000遠(yuǎn)動(dòng)主站提供常見通信規(guī)約庫(kù)，以便與站端設(shè)備“匹配”。規(guī)約庫(kù)包括各種常見的遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約，如IEC870-5-101/104、CDT、1801、ModBus等。

（2）SW-2000支持在線調(diào)試，即修改規(guī)約或增加新的規(guī)約時(shí)可以在線完成，不影響其他通道的正常運(yùn)行。

圖3 通道整合

（3）規(guī)約整合需要既有遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)各設(shè)備供應(yīng)商提供詳細(xì)的規(guī)約文本，并配合調(diào)試工作。

3 遠(yuǎn)動(dòng)功能調(diào)試及整合

首先制定停電時(shí)間表，按照時(shí)間表逐線、逐點(diǎn)調(diào)試，這里的點(diǎn)是配電所、信號(hào)電源、車站開關(guān)等。調(diào)試前應(yīng)以原系統(tǒng)功能為依據(jù)，確定各系統(tǒng)的調(diào)試目標(biāo)及所要完成的功能，并編寫實(shí)驗(yàn)大綱。實(shí)驗(yàn)大綱經(jīng)供電段確認(rèn)后執(zhí)行。

按照實(shí)驗(yàn)大綱，在SW-2000遠(yuǎn)動(dòng)主站框架下，調(diào)試各部分功能：配電所、RTU、FTU、STU。將既有遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)納入電子值班管理。最后，將新老遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)全部納入Web服務(wù)，包括：基于圖形的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和信息及歷史數(shù)據(jù)。

4 結(jié)論

整合后的電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)：

4.1將系統(tǒng)統(tǒng)一為一個(gè)平臺(tái)、一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)、一個(gè)界面、一套功能，具備“按需增長(zhǎng)”的條件，為系統(tǒng)擴(kuò)展預(yù)留了充分的技術(shù)條件。

4.2數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器采用IBM Power 6/AIX（IBM Unix）小型機(jī)配置，調(diào)度工作站采用PC/Windows配置，真正實(shí)現(xiàn)了Unix-Windows混合平臺(tái)結(jié)構(gòu)，大大提高了系統(tǒng)的可靠性和可用性。

4.3采用多種冗余配置、適量冷卻、預(yù)測(cè)性故障分析（PFA）等，系統(tǒng)可靠性、先進(jìn)性大大提高。

4.4統(tǒng)一管理、減少占地空間、簡(jiǎn)化布線、節(jié)能降耗，大大降低管理難度和成本。

4.5功能滿足用戶需求和相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

4.6最大限度利舊，減少重復(fù)投資和浪費(fèi)。

[1] 翟純玉,唐志勇,張本川.鐵路電力自動(dòng)化技術(shù)[M].北京:中國(guó)鐵道出版社,2006.

[2] 田國(guó)政.變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)及傳輸規(guī)約選擇[J].電網(wǎng)技術(shù),2003, 27(9):66-68.

[3] 郭莉,樂煥白,南國(guó)泰,陳慧英.刀片服務(wù)器在綜合數(shù)據(jù)平臺(tái)中的應(yīng)用[J].陜西電力,2007,(3):41-44.

[4] 徐武祥,楊強(qiáng).云南電力調(diào)度數(shù)據(jù)平臺(tái)初探[J].云南電力技術(shù),2005,(2): 58-61.

[5] 李存斌,董福貴等.電力市場(chǎng)信息系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與應(yīng)用整合平臺(tái)[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化,2004,28(20):63-67.

[6]王為國(guó),代偉等.調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享模式的探討[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化,2005,(4):88-91.

[7] 王永福,張伯明等.集中數(shù)據(jù)管理平臺(tái)及其在電力市場(chǎng)中的應(yīng)用[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化,2003,(11).

[8] 石俊杰,李毅松等.國(guó)家電網(wǎng)公司調(diào)度系統(tǒng)數(shù)據(jù)整合總體方案的思考[J].電力信息化,2006,(6):28-31.