采用KVM系統實現CTC車務終端主機的合理移設

張國華

摘 要：大秦鐵路CTC系統車務終端主機統一放置于車務運轉室普通機柜內，一旦主機CTC軟件發生故障電務人員可以及時通過車務終端倒機單元進行主/備機倒切，使得備機轉為主用減少故障延時，但是目前車務運轉室工作環境難以達到主機硬件工作要求，經常發生因室內溫濕度及灰塵量超出規定要求而導致的主機死機問題。我們通過采用KVM系統將安裝在車務運轉室的主機移設至信號機械室專用機柜中，而車務運轉室只保留顯示器、鼠標、鍵盤以及音響設備，達到改善主機工作環境，提高設備運用情況。

關鍵詞：大秦鐵路；車務終端；KVM系統；移設

CTC系統的英文全稱為：Centralized Traffic Control，它是行車調度指揮中心（調度員）對所管轄內微機聯鎖區段所有信號設備進行集中控制，對列車運行進行直接指揮、管理的鐵路技術設備，CTC系統的成功應用大大減輕了調度員及現場值班員及信號員的勞動強度，是現代通信技術與信號技術相結合的典型代表，CTC系統的出現標志著我國現代鐵路技術又向前邁進了一大步。

CTC系統可以有效實現車站信號聯鎖設備控制權限的合理分配和調整，正常情況下控制權限由行車調度中心行使，由調度員統一對管內信號聯鎖設備進行集中控制，當現場CTC設備出現故障或遇到天窗作業時，便將控制權限交還給車站進行人工控制，而當現場CTC、信號聯鎖設備具備轉回自律模式的條件時，再將控制權限交回中心，這種權限的合理調配也充分體現出CTC系統符合鐵路設備故障-安全的理念。

大秦鐵路擔負著將我國優質動力煤炭資源由華北地區向東南沿海進行快速輸送的重要使命，是我國煤炭運輸的重要戰略補給線，通過采用CTC系統按行車計劃自動觸發進路取代過去由車站值班員按計劃人工辦理列車進路的方式，將行車指揮權移交給路局調度中心進行統一、全程調配和控制。

目前大秦鐵路沿線各個車站（包括無人中繼站）已全部采用CTC系統來保障安全運輸，但是各站所安裝的CTC系統設備在最初設計安裝時，全都采用了將車務終端主機（有人站）放置于車務運轉室的安裝方式，這樣做主要是為了當主機發生故障時可以快速通過車務終端倒機單元進行切換，將熱備機切換為主用狀態，達到減少故障延時的目的，但是通過近幾年設備運用情況及對故障案例分析發現：車務終端主機的這種安裝方式其實存在著很大的缺陷和安全隱患，主要表現為以下幾個方面：

（1）車務終端主機屬于工業用精密計算機設備，并且常年24小時不間斷工作，因此，對于環境溫濕度要求極高，需要溫濕度恒定在一個合理的范圍內，一般要求環境溫度必須保持在18-22℃之間，相對濕度為50-70%之間，但目前絕大部分車務運轉室都沒有安裝空調等調溫設備，即使部分車站運轉室安裝有降溫設備，但主機均放置于封閉的普通機柜里，這些柜子基本不具備良好的散熱條件，因此，很難保證主機的工作環境溫濕度達到標準。盛夏時節運轉室內溫度急劇升高，主機長時間工作于這種環境中所產生的熱量得不到及時的散發，造成柜子內形成高溫地帶，經過現場人員實際測量，機柜內的溫度有時甚至超過了50℃，這種環境將嚴重影響到主機的正常工作，即使部分運轉室安裝有降溫設備，也難以保證溫度、濕度環境恒定在合理范圍內，因此，每年七、八月間大秦鐵路管內總會發生多起因主機溫度過高導致的死機故障，輕則干擾到正常的行車秩序，重則直接導致行車中斷，對運輸生產造成一定的影響。

（2）車務終端主機內部通常是由若干塊小電路板通過插接件連接在一起，電路板上又由很多小規模集成電路和相關電子元器件集合而成，各種元器件焊點之間的間隔非常小，如果電路板中沉積大量的灰塵將會對這些元器件和接插件結合部造成很大影響。大量灰塵吸附在集成塊和其它電子元器件之間，將會降低其散熱性能，導致元器件溫度升高，如果大量導電性灰塵吸附在主機主板內，這些導電灰塵將起到導體的作用，導致相近的元器件被連通而發生短路，而絕緣性灰塵大量堆積則會導致正常接插件觸點接觸不良，因此，按要求計算機機房內年降塵量必須為m2≤10g，而沿線各個車務運轉室普遍沒有采取有效的防塵措施，主機所處的機柜也只是普通機柜基本不具有防塵功能。大秦鐵路沿線都處于北方地區，氣候常年干燥少雨且灰塵量非常大，加之大秦鐵路常年運輸煤炭，線路邊上的車務運轉室便成為了煤塵的沉降重災區，每當有列車通過時運轉室內就會沉積一些煤塵，因此，在這種環境下主機內部極易聚集大量細小煤塵，這種沉積在主機電路板內部的煤塵清理起來十分困難，時間久了內部積累的煤塵越來越多，導致元器件短路燒毀電源，一旦發生主機電源燒毀而導致車務終端不能工作，影響到大秦鐵路的安全運輸。

（3）車務終端主機和其所屬的CTC系統其它主機分別放置于不同的處所，而且有些車站運轉室與信號機械室之間相隔很遠，也給電務人員日常的檢修維護及故障處理帶來不便，當CTC系統一旦發生故障時，就需要電務人員在信號機械室與車務運轉室間反復穿梭進行判斷處理，這樣就很容易增加故障延時，嚴重影響運輸生產。

（4）放置于信號機械室機柜內的主機與車務運轉室內的車務終端主機之間在進行防雷設計時，難以實現設備共地，而導致兩設備之間出現電壓差，從而產生出弱電流通道，一旦發生雷擊強電流將直接竄進弱電流通道燒毀整個系統，不共地將會使得整套CTC系統設備容易成為雷擊侵害的對象，擴大雷擊的范圍。

我們也曾嘗試過通過要求現場電務人員利用天窗時間定期對車務終端主機及CTC系統其他主機進行除塵的手段，希望能達到提高工控機自身降溫能力的目的。但是一旦進入盛夏時節，遇到高溫天氣工控機處于密閉的機柜內，依然會因溫度過高而出現自動關機的情況，沒有從根本上解決這個問題。因此，解決該問題的關鍵就是通過將車務終端主機移設至信號機械室專用機柜中，而車務運轉室只保留顯示器、鍵盤、鼠標以及音響等非關鍵設備，從而達到徹底改善車務終端主機的工作環境，提高設備運用能力，減少主機因工作環境差而發生故障的概率。

為了降低因車務終端主機工作環境差而導致的死機問題，我們通過大量現場調研，最終確定采用KVM系統將主機移設至信號機械室專用機柜中的方案，車務運轉室只保留車務終端顯示器、鍵盤、鼠標以及音響，利用既有的CAT5e網線通過一套KVM信號延長裝置將車務終端主機與運轉室內的鍵盤、顯示器、鼠標相連接，從而實現遠程控制的目的。具體原理圖如圖1所示。

CTC設備KVM系統可分為兩大部分：一是本地設備安裝在信號機械室CTC設備工控機柜內，通過專用線纜連接在車務終端主機的視頻、音頻輸出和鍵盤、鼠標輸出接口上；二是遠端設備安裝在車務運轉室機柜內，并與顯示器、鍵盤、鼠標輸入接口相連接，本地設備和遠端設備之間則通過CAT5E網線連接起來進行信號傳輸，在不影響信號強度的前提下傳輸距離可以達到300米，通過KVM系統車務值班員就可以在遠程對信號機械室內的車務終端主機進行操作，信號機械室擁有良好的溫濕度控制系統，可以確保主機工作恒溫濕度環境中，減少故障的發生。

該方案的實施不需要重新鋪設線纜，可利用既有的CAT5e網線和電源線，從而加快了施工進度同時降低了施工成本，也減少了施工時對行車人員工作的干擾，對于信號機械室與車務運轉室之間的距離小于300米內的都可以采用該方案進行優化，減少電務人員日常維護CTC系統所需要的時間，提高工作效率。

該方案的實施可以大大降低因車務終端主機工作環境差而導致的故障，減少大秦線CTC系統故障延時，保障大秦線的安全運輸，通過將車務終端主機移設至信號機械室與CTC系統其他主機放置在一起，可以實現各主機共地的情況，提高CTC系統整體的防雷能力，降低因發生雷害導致的CTC系統故障。

文章主要通過對采用KVM系統將車務終端主機移設至信號機械室的可行性方案進行闡述，達到解決目前大秦鐵路管內CTC系統車務終端主機因工作環境差而導致的死機問題的目的，該方案已經在大同電務段管內部分車站內進行了實施，經調研發現車務終端故障率大大降低，該方案的可行性將不止適用于大秦線，對于其他線路中TDCS/CTC系統也可以參照此方案進行優化改造，提高TDCS/CTC系統設備的運用環境。