既有鐵路電力遠動通道組網方案分析

傅 勇

傅 勇:中鐵電氣化局集團 工程師 441021 湖北襄陽

在鐵路專網通信中，電力遠動業務是一項最為基礎的業務，位于鐵路站段的電力控制中心通過遠動通道，對遠方的電力設備進行參數采集、監視和控制，以實現遠程通信、遠程測量、遠程控制和遠程調節等SCADA的各項功能，對保證鐵路用電安全起著非常重要的作用。早期的電力遠動通道由于受當時鐵路通信技術水平的制約，形式繁雜，普遍存在傳輸速率低、通道不穩定、抗干擾能力差的缺點，嚴重制約鐵路電力自動化的發展。近些年隨著各種信息系統及綜合信息系統相繼建成，光纖通信和以太網技術的大量使用，電力遠動通道逐步向著高速、穩定、可靠的方向發展。下面結合工程實例，介紹2種最常見的組網方案。

1 依托既有TDMS系統進行組網

1.1 適用對象

部分遠動站點無光纜及傳輸設備，而且遠動站點距離通信機房較遠，敷設光纜投資太大或受地理條件所限不能敷設光纜。但前期車站TDMS(運輸調度管理信息系統)已經建成，且目前TDMS網絡的數據流量不大。

依托于既有TDMS系統進行組網，具有投資小、施工方便、路由保護完全的特點，不需要對既有光纖傳輸網絡進行割接。但是由于與TDMS共網，網絡資源受TDMS限制，存在與TDMS數據爭帶寬的現象，且TDMS故障會影響到電力遠動網的安全。

1.2 組網實例

既有WX鐵路電力遠動通道的改造方案。WX線有25個遠端電力點，需要和遠動控制中心遠程聯接，其中車站遠動室14個，中繼站遠動室6個，配電所遠動室5個?？刂浦行闹粮鬈囌尽⒅欣^站及其中3個配電所均有傳輸設備，可以提供2 Mb/s FE通道;另外2個配電所無光纖傳輸設備，不能提供2 Mb/s FE通道，但有一條用于提供自動電話業務的10對地區電纜。該線的TDMS網絡前期已經建成，僅在14個車站設有TDMS網絡的FE接入能力。該TDMS網絡是由2 Mb/s FE組成的環網，所有的FE端口均由環網路由進行保護，主要網絡設備采用IBM、思科系列，目前僅有報點及貨運業務，數據量不大，帶寬及可靠性比較高。

如果直接利用TDMS網絡來組成該線的遠動通道，全線只有14個車站可以直接接入FE，其他6個中繼站和5個配電所由于遠離車站，不能直接進行FE接入。但是可以利用區段光纖傳輸網提供的2 Mb/s FE通道和網橋+地區電纜的方式，延伸FE接入到鄰近車站TDMS中。WX鐵路電力遠動通道依托于既有TDMS網絡組建，組網示意圖如圖1所示。

從圖1可以看出，TDMS系統給控制中心設備及網內25臺遠動設備分配一個惟一的固定IP地址，控制中心和遠端設備間采用TCP/IP協議進行通信。所有14個車站的遠動設備，由于距離TDMS交換機只有50 m，而且在同一大樓內，所以直接利用超五類網線接入。6個中繼站及3個配電所遠動設備，利用既有區段光纖傳輸網提供的2 Mb/sFE通道，接入相鄰車站的TDMS交換機中。另外，2個配電所雖然沒有傳輸設備，但是有地區電纜，可以利用網橋設備+地區電纜的方式，將遠動設備接入到本站的TDMS交換機中。

圖1 WX鐵路電力遠動通道組網示意圖

所謂網橋設備，即RJ11和FE的互轉設備，可以將以太網接口經過轉換后在普通雙絞線上進行遠距離傳輸。由于采用MSDSL多速率數字用戶線技術，在線徑0.5 mm的雙絞線上，傳輸速率最大可達2.32 Mb/s，最遠傳輸距離達到6.25 km，成本低、可靠性高、使用方便，不需要任何軟件設置，自適應10/100 BaseT接口，完全滿足使用要求。

該方案施工完畢后，在控制中心以1024 B的大數據包連續對各遠動設備進行3 min的測試，無一丟包，且延時小，完全符合遠動要求。

2 2Mb/s FE方式直接組成環網

2.1 適用對象

遠動站點均有光纜及傳輸設備，或者遠動站點距離通信機房較近FE延伸方便。設計有相應的光纜設備投資，無MIS網絡或目前MIS網絡的數據流量太大，不能新增業務。

2 Mb/s FE方式直接組成環網的方案，獨立成網、結構清晰、帶寬獨享，不與其他業務爭帶寬，能做到高速、穩定、可靠。但是每個遠端電力點都要增加光纜和傳輸設備，控制中心也要增加相應的網絡設備，投資比較大。

2.2 組網實例

既有WA鐵路電力遠動通道的改造方案。WA全線有32個遠端電力點需要和遠動控制中心遠程聯接，其中既有車站遠動室23個，新設變電所遠動室9個。控制中心至各車站均有傳輸設備，可以提供2Mb/s FE通道;另外9個變電所由于是新增的，需要新增光纖及傳輸設備接入到附近車站通信機械室。WA鐵路電力遠動通道采用2Mb/s FE方式直接組成環網，網絡示意圖如圖2所示。

從圖2可以看出，控制中心至各車站利用既有傳輸設備提供的2 Mb/s電路組成環網，變電所遠動室通過新設的光纖及PDH傳輸設備接入到附近車站，所有2 Mb/s經G/E轉換器后變為FE接口提供給電力遠動設備。

3 總結

上述實例可以看出，2種方案各有優缺點，需要針對具體情況選擇使用。一般既有鐵路改造多采用第1種方案，除非設計有專門資金才采用第2種方案。

圖2 WA鐵路電力遠動通道組網示意圖

由于遠端電力設備位置分散、交通不便，電力遠動通道的組網相對于鐵路其他通信業務比較復雜，尤其是對既有鐵路電力遠動網的改造，不可能每個遠端電力點都增加光纜和傳輸設備，要從投資、帶寬、可靠性、維護等多方面因素進行綜合考慮。

［1］ 中華人民共和國鐵道部．TB10117-98．鐵路電力牽引供電遠動系統技術規范［S］．北京:中國鐵道出版社，1998．

［2］ 中華人民共和國鐵道部．TB10006-2005．鐵路運輸通信設計規范［S］．北京:中國鐵道出版社，2005．

［3］ 中華人民共和國鐵道部．TB10205-99．鐵路通信施工規范［S］．北京:中國鐵道出版社，1999．