摘要：以蘭州鐵路局調(diào)度所工程PSCADA系統(tǒng)搬遷為例，制定了適合PSCADA系統(tǒng)運(yùn)行特點(diǎn)的倒接方案，闡述了具體的搬遷實(shí)施相關(guān)要求，提出了應(yīng)急預(yù)案及安全保障措施，以實(shí)現(xiàn)對(duì)主系統(tǒng)的在線不間斷倒接。

關(guān)鍵詞：PSCADA系統(tǒng);倒接;既有系統(tǒng);安全保障措施

0 ? ?引言

隨著高速鐵路的迅猛發(fā)展以及鐵路電力系統(tǒng)的不斷更新，既有設(shè)備及系統(tǒng)已不能滿足鐵路運(yùn)輸需求，近年來(lái)各路局先后進(jìn)行了調(diào)度所改造，目前上海局、廣州局、成都局、武漢局調(diào)度所作為試點(diǎn)已投入使用。中國(guó)國(guó)家鐵路集團(tuán)有限公司所轄各路局對(duì)既有調(diào)度所均進(jìn)行了改造，并已接近尾聲，全部使用鐵路領(lǐng)域最先進(jìn)的設(shè)備及技術(shù)。調(diào)度所供電監(jiān)視控制與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱PSCADA系統(tǒng)）主要服務(wù)于鐵路運(yùn)營(yíng)行車調(diào)度、供電調(diào)度，以滿足鐵路生產(chǎn)運(yùn)輸需求。調(diào)度所PSCADA系統(tǒng)是鐵路運(yùn)營(yíng)的心臟，一旦中斷，將會(huì)給鐵路運(yùn)營(yíng)安全帶來(lái)無(wú)法控制的風(fēng)險(xiǎn)，并造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，因此在調(diào)度所PSCADA系統(tǒng)整合倒接時(shí)，必須采用不間斷倒接技術(shù)，力求對(duì)鐵路運(yùn)營(yíng)的影響降到最低。本文以我公司承建的蘭州鐵路局調(diào)度所為依托，其中包含通信、信號(hào)、信息、電力四個(gè)專業(yè)，在各個(gè)專業(yè)施工過(guò)程中，制定出了適合PSCADA系統(tǒng)運(yùn)行特點(diǎn)的倒接方案，倒接前先對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行整合、優(yōu)化，最后對(duì)主系統(tǒng)進(jìn)行在線不間斷倒接。

1 ? ?工程概述

PSCADA系統(tǒng)負(fù)責(zé)對(duì)管轄范圍內(nèi)客運(yùn)專線的牽引供電系統(tǒng)、電力配電系統(tǒng)與普速各線路牽引供電系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控調(diào)度。

蘭州局客運(yùn)專線和普速各線路在蘭州局調(diào)度所各設(shè)置了一套PSCADA調(diào)度系統(tǒng)，如表1所示。

蘭州鐵路局新建調(diào)度樓完工后要先將客專PSCADA調(diào)度系統(tǒng)搬遷至新建調(diào)度樓，再將普速牽引供電調(diào)度系統(tǒng)搬遷至新建調(diào)度樓。為了在搬遷過(guò)程中將綜合PSCADA系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)降至最低，本系統(tǒng)搬遷實(shí)施過(guò)程分以下幾部分。

1.1 ? ?客專調(diào)度系統(tǒng)

（1）準(zhǔn)備工作階段：基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備安裝，利用新供設(shè)備與蘭州局備品備件設(shè)備新建初步調(diào)度系統(tǒng)，初步調(diào)度系統(tǒng)平臺(tái)進(jìn)行靜態(tài)測(cè)試。（2）搬遷實(shí)施階段：通道預(yù)倒切測(cè)試及新建初步系統(tǒng)功能驗(yàn)證，倒切客專數(shù)據(jù)至新的初步系統(tǒng)，停用既有客專機(jī)房設(shè)備，既有設(shè)備（復(fù)試與部調(diào)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)設(shè)備）搬遷對(duì)新建系統(tǒng)進(jìn)行完善與補(bǔ)充，搭建客專遠(yuǎn)動(dòng)完整系統(tǒng)。

1.2 ? ?普速牽引供電調(diào)度系統(tǒng)

（1）準(zhǔn)備工作階段：用客專搬遷后空余設(shè)備進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備安裝，新建初步調(diào)度系統(tǒng)，初步調(diào)度系統(tǒng)平臺(tái)進(jìn)行靜態(tài)測(cè)試。（2）搬遷實(shí)施階段：通道預(yù)倒切測(cè)試及新建初步系統(tǒng)功能驗(yàn)證，倒切蘭武線、嘉紅線、武嘉線至新的初步系統(tǒng)，停用既有客專機(jī)房設(shè)備，依次搬遷剩余各線路，既有設(shè)備（復(fù)試與部調(diào)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)設(shè)備）搬遷對(duì)新建系統(tǒng)進(jìn)行完善與補(bǔ)充，搭建新的普速牽引供電調(diào)度系統(tǒng)。

2 ? ?搬遷總體原則

2.1 ? ?系統(tǒng)搬遷總體方案

搬遷工作利用本項(xiàng)目采購(gòu)設(shè)備與供電處備品備件部分設(shè)備在新調(diào)度樓先新搭建起PSCADA系統(tǒng)平臺(tái)，在數(shù)據(jù)遷移工作和通道均具備使用條件的情況下，對(duì)成都交大光芒有限公司搭建的客專與普速PSCADA系統(tǒng)進(jìn)行搬遷工作。本次系統(tǒng)搬遷實(shí)施過(guò)程應(yīng)分階段完成，第一階段為搭建客專初步系統(tǒng)平臺(tái)階段;第二階段為初步系統(tǒng)投入使用和既有客專PSCADA系統(tǒng)設(shè)備搬遷階段;第三階段為客專系統(tǒng)功能觀察階段;第四階段為搭建普速初步系統(tǒng)平臺(tái);第五階段為初步系統(tǒng)投入使用和既有普速PSCADA系統(tǒng)設(shè)備搬遷階段;第六階段為普速系統(tǒng)功能觀察階段。為了盡量減少通道倒接對(duì)調(diào)度生產(chǎn)作業(yè)的影響，利用天窗點(diǎn)進(jìn)行通道倒切工作和設(shè)備搬遷工作，確保初步系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，最大限度降低通道倒切、硬件搬遷、軟件調(diào)試對(duì)鐵路行車的影響，達(dá)到安全搬遷的目標(biāo)。

2.2 ? ?搬遷總體要求及原則

（1）依據(jù)工程特點(diǎn)，系統(tǒng)搬遷調(diào)試方案按“點(diǎn)外準(zhǔn)備，點(diǎn)內(nèi)搬遷，點(diǎn)內(nèi)調(diào)試”的步驟實(shí)施，調(diào)試完成后廠家專業(yè)人員共同對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行確認(rèn)，確認(rèn)系統(tǒng)符合設(shè)計(jì)要求，具備運(yùn)營(yíng)條件，方可申請(qǐng)運(yùn)營(yíng)。（2）為最大限度提高安全性，減小影響范圍，此次搬遷過(guò)程將利用新增設(shè)備與供電處備件搭建PSCADA新平臺(tái)，同時(shí)施工單位鋪設(shè)臨時(shí)光纜連通新老機(jī)房網(wǎng)絡(luò)，以確保系統(tǒng)倒切更加順利。

3 ? ?具體搬遷實(shí)施及相關(guān)要求

3.1 ? ?搬遷需具備的外部條件

3.1.1 ? ?通道

最小系統(tǒng)平臺(tái)搭建及單體調(diào)試完成之前，通信專業(yè)完成PSCADA遠(yuǎn)動(dòng)通道、維護(hù)通道、部調(diào)通道、復(fù)示通道的制作。PSCADA遠(yuǎn)動(dòng)通道具備條件：通信專業(yè)在既有的PSCADA通信業(yè)務(wù)接口基礎(chǔ)上，為新機(jī)房并行提供相同的通信業(yè)務(wù)，以滿足在搬遷過(guò)程中，新、老機(jī)房?jī)?nèi)的PSCADA系統(tǒng)至每個(gè)被控站點(diǎn)的通信測(cè)試可以并行，互不影響，為正式搬遷提供先決條件。通信專業(yè)新提供的PSCADA通信業(yè)務(wù)與既有模式一致，PSCADA專業(yè)與通信專業(yè)的通信分界點(diǎn)在PSCADA新機(jī)房的通信機(jī)柜ODF架外端口處或交換機(jī)處。

3.1.2 ? ?基礎(chǔ)設(shè)施及電源

初步系統(tǒng)平臺(tái)測(cè)試前，新調(diào)度機(jī)房必須為初步系統(tǒng)UPS電源提供兩路安全可靠穩(wěn)定的電源。新老機(jī)房之間的通信網(wǎng)絡(luò)線纜安裝鋪設(shè)到位，鋪放新老機(jī)房間的光纜并測(cè)試連通，做好標(biāo)識(shí)（至少10芯，普速與客專各一根），臨時(shí)通道安全可靠。初步系統(tǒng)平臺(tái)測(cè)試前，新調(diào)度機(jī)房必須為客專與普速調(diào)度各提供兩路安全可靠穩(wěn)定的電源至配電箱雙切上端，雙切下端提供一路電源至UPS。

3.2 ? ?初步系統(tǒng)平臺(tái)組建及調(diào)試

具備施工條件后，需按照規(guī)劃開(kāi)始安裝設(shè)備。設(shè)備安裝完成后，進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的操作系統(tǒng)及其應(yīng)用軟件安裝工作，并分配好IP地址，完成最小系統(tǒng)平臺(tái)的內(nèi)網(wǎng)組建工作。

3.3 ? ?系統(tǒng)搬遷工作

天窗點(diǎn)：通道倒切測(cè)試，初步系統(tǒng)功能驗(yàn)證。通信專業(yè)完成新機(jī)房的通信業(yè)務(wù)檢查核對(duì)工作，天窗點(diǎn)內(nèi)完成PSCADA遠(yuǎn)動(dòng)通道的倒切和初步系統(tǒng)測(cè)試工作，檢查初步系統(tǒng)畫面數(shù)據(jù)是否正常，并對(duì)系統(tǒng)功能進(jìn)行驗(yàn)證，驗(yàn)證完畢后通道通過(guò)新老機(jī)房之間的臨時(shí)光纜連接至既有機(jī)房，既有系統(tǒng)投入運(yùn)行。施工完畢后，調(diào)度員在既有調(diào)度臺(tái)進(jìn)行作業(yè)及辦公。

3.3.1 ? ?影響范圍

普速牽引（武嘉線、嘉紅線、蘭武線）供電PSCADA系統(tǒng)（點(diǎn)內(nèi)線路上的牽引變電所、分區(qū)所、開(kāi)閉所、AT所、接觸網(wǎng)開(kāi)關(guān)站正常供電，不能正確顯示各被控設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，調(diào)度端不能進(jìn)行遠(yuǎn)動(dòng)操作，只能通過(guò)電話通知當(dāng)?shù)囟巳藶椴僮鳎齑包c(diǎn)結(jié)束恢復(fù)調(diào)度端遠(yuǎn)程操作功能;天窗點(diǎn)內(nèi)停止使用PSCADA系統(tǒng)中武嘉線、嘉紅線、蘭武線進(jìn)行停送電相關(guān)作業(yè)。

3.3.2 ? ?施工內(nèi)容

PSCADA遠(yuǎn)動(dòng)通道，通信專業(yè)將PSCADA遠(yuǎn)動(dòng)通道倒切至新電牽機(jī)房通信接口設(shè)備處;通信業(yè)務(wù)建立成功，檢查各個(gè)被控站點(diǎn)通信狀態(tài)，確認(rèn)主站與被控站通信恢復(fù);由于屬于系統(tǒng)數(shù)據(jù)的移植，所有的數(shù)據(jù)點(diǎn)均沒(méi)有發(fā)生變化，由遠(yuǎn)動(dòng)調(diào)試人員對(duì)各個(gè)站點(diǎn)進(jìn)行抽驗(yàn)，遠(yuǎn)動(dòng)調(diào)試人員對(duì)最小系統(tǒng)功能驗(yàn)證，確認(rèn)遙控、遙信、遙測(cè)等功能的實(shí)現(xiàn);如果在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，仍然不能完成通道的倒切工作，立即將原主用通道恢復(fù)至既有調(diào)度系統(tǒng)通信接口處，并通過(guò)主站PING被控端IP的方式確定通道恢復(fù)正常。PSCADA通道倒切測(cè)試完畢后，將通道通過(guò)新老機(jī)房之間的臨時(shí)光纜連接至既有機(jī)房?；謴?fù)既有系統(tǒng)功能，并驗(yàn)證系統(tǒng)功能。

4 ? ?應(yīng)急預(yù)案及安全保障措施

4.1 ? ?搬遷過(guò)程中硬件出現(xiàn)問(wèn)題

應(yīng)用及通信服務(wù)器（刀片）出現(xiàn)故障：刀片在重新插拔之后出現(xiàn)不能啟動(dòng)或不能使用等問(wèn)題，啟用冗余通信及應(yīng)用服務(wù)器，保證PSCADA系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行，插拔刀片應(yīng)在天窗點(diǎn)一開(kāi)始就開(kāi)始，在刀片出現(xiàn)問(wèn)題后，應(yīng)在天窗點(diǎn)結(jié)束之前恢復(fù)整個(gè)數(shù)據(jù)，達(dá)到設(shè)備冗余標(biāo)準(zhǔn)。新建系統(tǒng)平臺(tái)核心交換機(jī)出現(xiàn)故障：?jiǎn)⒂脗溆煤诵慕粨Q機(jī)，若調(diào)度已經(jīng)移至新調(diào)度大廳辦公，則啟用備用核心交換機(jī)。機(jī)架式服務(wù)器故障：配置服務(wù)器、安全域服務(wù)器、維護(hù)服務(wù)器、接口服務(wù)器首先排除故障，若不能使用立即用備用服務(wù)器替換，等排除故障后使用。Web服務(wù)器：Web服務(wù)器采用通用復(fù)示和專用復(fù)示兩種方式，可并行互不影響，兩種方式都可同時(shí)供電段復(fù)示使用，現(xiàn)階段供電段使用的為專用復(fù)示，專用復(fù)示發(fā)生故障時(shí)可用通用復(fù)示代替，在解決和排查硬件故障后投入使用。

4.2 ? ?搬遷過(guò)程中軟件出現(xiàn)問(wèn)題

調(diào)度員工作站畫面或數(shù)據(jù)無(wú)法正常顯示，立即啟用備用調(diào)度員工作站，確保調(diào)度實(shí)時(shí)監(jiān)控。應(yīng)用及通信服務(wù)器數(shù)據(jù)不正常運(yùn)行，立即啟用冗余設(shè)備，然后排除故障。若故障不能排除，使用備用設(shè)備替換。Web服務(wù)器故障，復(fù)示服務(wù)器分專用和通用復(fù)示，若其中一臺(tái)發(fā)生問(wèn)題后，可相互代替使用，不影響供電段正常使用，處理正常后恢復(fù)使用。交換機(jī)配置數(shù)據(jù)故障，立即啟用冗余交換機(jī)，立即使用備份好的數(shù)據(jù)文件恢復(fù)配置，配置正常后投入使用。

4.3 ? ?搬遷過(guò)程中通信出現(xiàn)問(wèn)題

通道切割、調(diào)試工程中存在接口風(fēng)險(xiǎn)，在現(xiàn)場(chǎng)切割前先進(jìn)行接口測(cè)試，測(cè)試無(wú)誤后再進(jìn)行切割。如果在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，仍然不能完成通道的倒切，立即將通道恢復(fù)至既有調(diào)度系統(tǒng)通信接口處，并通過(guò)主站PING通被控站的方式確定牽引通道恢復(fù)正常。若在搬遷過(guò)程中PSCADA通道出現(xiàn)故障，通信專業(yè)需在15 min內(nèi)恢復(fù)通道至既有機(jī)房，若為交換機(jī)問(wèn)題，可實(shí)現(xiàn)交換機(jī)之間相互的切換功能。新老機(jī)房之間的臨時(shí)光纜出現(xiàn)問(wèn)題，連接新老機(jī)房網(wǎng)絡(luò)有不通或丟包現(xiàn)象，立即啟用預(yù)留光纜替換，保證新老機(jī)房之間通信正常。

4.4 ? ?電源出現(xiàn)問(wèn)題

新建機(jī)房需提供兩路獨(dú)立可靠的電源給遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)供電，UPS電源輸出30路獨(dú)立電源，然后分別引入每個(gè)服務(wù)器機(jī)柜。若新建機(jī)房?jī)陕份斎腚娫闯霈F(xiàn)問(wèn)題后，UPS電池滿功率運(yùn)行可提供3 h以上穩(wěn)定可靠的電源。期間單UPS出現(xiàn)問(wèn)題，立即采用應(yīng)急措施，采用輸入輸出連通方式進(jìn)行供電，在5 min內(nèi)恢復(fù)供電。

5 ? ?結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)既有PSCADA系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，詳細(xì)繪制了供電調(diào)度電路圖，根據(jù)實(shí)際電路圖對(duì)通信過(guò)渡通道進(jìn)行了設(shè)計(jì)，對(duì)PSCADA硬件設(shè)備的構(gòu)成、軟件系統(tǒng)的連接進(jìn)行勘察，完善了方案的技術(shù)可行性。經(jīng)過(guò)方案預(yù)想，查找出了可能存在的安全隱患并提出了解決辦法，最終實(shí)現(xiàn)了PSCADA系統(tǒng)的無(wú)縫搬遷，有效保證了鐵路行車運(yùn)輸安全暢通，實(shí)現(xiàn)了既定目標(biāo)。

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收稿日期：2020-02-05

作者簡(jiǎn)介：王杰（1986—），男，甘肅慶陽(yáng)人，工程師，研究方向：送變電專業(yè)技術(shù)。