电气化铁路供电调度运行管理系统总体方案研究

电气化铁路供电调度运行管理系统总体方案研究
李冰
【摘要】我国电气化铁路虽然已建成世界上规模最大的高速铁路供电数据采集及监控操作系统(SCADA系统),但既有供电调度管理模式传统低效,不能满足供电调度岗位高标准、多角色、高负载、一职多能等管理要求,还需充分运用信息化手段,构建供电调度工作规范化、标准化、智能化、专业化管理平台,提升供电调度管理水平.主要针对铁路供电调度运行管理系统的总体方案进行研究.
【期刊名称】《中国铁路》
【年(卷),期】2018(000)005
【总页数】5页(P53-57)
【关键词】电气化铁路;供电调度;运行管理;总体方案
【作者】李冰
【作者单位】中国铁路总公司工电部,北京100844
【正文语种】中文
【中图分类】U223.8
0 引言
随着我国高速铁路快速发展，牵引供电在大张力接触网、高强度接触线和供电6C 检测监控等方面取得一系列重大突破，为铁路牵引供电领域达到世界先进水平，建成世界一流的高速铁路设备保障体系奠定了坚实基础[1]。

但铁路供电调度在技术
创新、专业管理方面仍然处于人工、电话、纸质等高成本、低效率的工作模式阶段，亟需借鉴其他专业经验，依靠科技创新，努力打造世界一流的供电调度管理水平，全面实现我国铁路专业管理从“学习跟跑”向“创新引领”的突破。

铁路供电调度虽然已建成世界上规模最大的高速铁路SCADA运行监控系统，但在日常专业管理方面，其工作模式仍停留在较为传统落后的阶段，高速铁路建设规模的快速扩张必然造成供电调度日常工作量不断增多，既有供电调度管理模式已不能满足高标准高负载的发展要求。

铁路供电调度的专业管理必须跟上高速铁路发展的步伐，大力推进技术创新，特别是在当今互联网、大数据、人工智能等技术不断发展的推动下，要充分运用信息化手段，以提高供电调度天窗作业效率、强化停送电安全措施卡控、提升应急处置能力水平、加强运行数据的专业分析为目的，以实现供电调度运行信息智能统计、作业计划智能审核、停送电安全智能卡控、应急处置智能决策、业务培训智能管理、运行质量智能分析等为抓手，着力构建智能化、专业化管理平台，研究开发供电调度运行管理系统，打造世界一流管理水平。

1 系统构成
根据供电调度的岗位职责，其主要工作任务是掌握值班期间的运行信息、办理天窗作业停送电操作、故障情况下及时高效的应急处置、对日常运行数据进行统计分析，为供电专业管理部门科学决策提供有用的素材[2-4]。

因此，开发供电调度运行管
理系统，内容应包括供电调度值班管理、天窗作业管理、应急处置管理、工作质量统计分析等子系统。

同时，为不断提高供电调度员业务素质，还应具有供电调度业务培训管理子系统。

从技术前瞻性方面，应具备运行数据和信息智能统计、作业计划智能审核和流转、应急处置智能决策、业务培训智能管理、工作质量智能分析等智能化技术条件。

1.1 供电调度值班管理子系统
该子系统主要用于供电调度日常值班和交接班的标准化过程卡控，使供电调度能够
及时准确地掌握牵引供电运行方式、运行状态、运行数据、设备缺陷和安全信息，了解变电所、网工区、应急值守人员和作业车、抢修汽车的值待班信息，以及应急发电机等设备的分布与状态等。

1.2 供电调度作业管理子系统
该子系统主要用于供电调度天窗作业或紧急情况下停送电作业的智能化审核和实施过程的管控，通过对接触网、所亭作业计划的智能化和流程化审核，进行作业计划和各项命令的网络化签认、发布、实施和安全措施的有效管控，实现供电调度停送电全过程的规范化、标准化管理。

1.3 供电调度应急管理子系统
该子系统主要用于故障情况下应急处置智能化分析、判断、决策和综合信息展示的管控，通过对SCADA系统导入的故障报文数据进行智能检索分析，自动判断故障类型，给出跳闸数据和故标位置示意图、动车组停车位置示意图，并根据不同的故障类型对供电调度应急处置的方法和关键步骤进行智能化提示和指导，根据故标和基础数据库关联信息为查找故障提供辅助信息，是供电调度应急处置和指挥决策的智能型专家助手。

1.4 供电调度质量管理子系统
该子系统主要用于供电调度大数据信息的自动生成和统计分析，以信息化、大数据开发应用为手段，不断提升供电调度工作质量和运营管理水平。

1.5 供电调度培训管理子系统
该子系统主要用于供电调度岗前资格鉴定培训、新线业务培训、适应性培训的管控，通过构建理论和实作培训题库、编制自动化考试培训软件，对培训质量的统计、分析、评价等进行智能化统计分析，提升供电调度专业化培训管理水平。

2 系统的分级设置
系统由中国铁路总公司级（简称总公司级）系统和铁路局集团公司级（简称铁路局
级）系统构成，采用分布式架构。

软硬件配置应考虑系统的RAMS和扩展性要求。

系统结构见图1。

图1 系统结构
2.1 总公司级系统
在中国铁路总公司设置1套总公司级系统，硬件主要由数据库服务器、应用服务器、存储设备、信息安全服务器、网络安全设备、电调台终端等组成。

软件主要由系统软件、平台软件、总公司级应用软件构成。

总公司级系统结构见图2。

图2 总公司级系统结构
2.2 铁路局级系统
在铁路局集团公司调度所设置1套铁路局级系统，硬件主要由数据库服务器、应
用服务器、存储设备、信息安全服务器、网络安全设备、铁路局级终端和站段级终端等设备构成。

铁路局级系统结构见图3。

软件主要由系统软件、平台软件、铁路局级应用软件构成。

铁路局级终端包括供电调度主任终端、供电综合台终端、列调台终端、电调台终端、供电施工计划管理员终端、供电调度业务培训管理员终端、供电调度工作质量分析管理员终端、监护调度员终端。

站段级终端包括供电段（维管段）生产调度终端、网工区终端、变电所终端、要令人终端。

3 系统硬件配置
3.1 配置原则
（1）服务器、存储设备等硬件可在中国铁路总公司、铁路局集团公司既有办公信息网硬件平台上进行虚拟化分配，也可采用物理机配置。

（2）在调度所列调台、供电段生产调度、网工区、变电所等已配置铁路办公信息系统的场所，可复用既有终端设备。

图3 铁路局级系统结构
（3）本系统与SCADA系统之间需配置网络安全隔离设备。

（4）系统软硬件配置数量可随管辖的电气化铁路里程增加而扩展。

3.2 总公司级配置
3.2.1 服务器
服务器CPU配置应不低于2路8核，内存应不低于64 GB，硬盘应不低于2×6 000 GB。

各服务器的配置数量应满足：数据库服务器、应用服务器冗余配置；信息安全服务器可单机配置。

3.2.2 存储设备
存储设备采用冗余配置，存储容量不低于10 TB，满足不低于10年的数据存储要求。

3.2.3 网络及安全设备
配置包括但不限于核心交换机、防火墙等网络及安全设备。

（1）核心交换机。

核心交换机可配置1台，不少于24个千兆电口，2个千兆光口。

（2）防火墙。

应在中国铁路总公司局域网与铁路局集团公司供电调度智能化运行管理系统接入处配置防火墙，吞吐量不小于450 Mb/s。

3.2.4 电调台终端
在电调台配置1台电调台终端。

3.3 铁路局级配置
3.3.1 服务器
服务器CPU配置应不低于2路8核，内存应不低于64 GB，硬盘应不低于2×6 000 GB。

各服务器的配置数量应满足：
（1）数据库服务器、应用服务器采用冗余配置；
（2）SCADA接口服务器按高速铁路、普速铁路分别设置，采用单机配置；（3）其他系统接口服务器采用单机配置；
（4）信息安全服务器采用单机配置。

3.3.2 存储设备
存储设备采用冗余配置，存储容量不低于10 TB，满足不低于10年的数据存储要求。

3.3.3 网络安全设备
配置包括但不限于核心交换机、防火墙、网闸等网络及安全设备。

（1）核心交换机。

核心交换机采用单机配置，不少于48个千兆电口，2个千兆光口。

（2）防火墙。

应在核心交换机与站段级终端之间、其他系统接口服务器与外部系统之间分别配置防火墙，吞吐量不小于450 Mb/s。

（3）网闸。

在铁路局级系统与高速铁路SCADA系统、普速铁路SCADA系统之间分别配置网闸，吞吐量不小于300 Mb/s。

3.3.4 终端
应分别设置铁路局级终端及站段级终端，包括固定终端和移动终端。

其中，固定终端的内存配置应不低于8 GB，硬盘配置应不低于500 GB，移动终端应采用工业级设备。

（1）铁路局级终端的配置应满足：供电调度主任、副主任各配置1台供电调度主任终端；每个电调台配置1台电调台终端；每个列调台配置1台列调台终端；每个铁路局集团公司配置1台供电综合台终端、1台供电施工计划管理员终端、1台供电培训管理员终端、1台工作质量管理员终端；原则上按照每2～3个电调台配置1台监护调度员移动终端。

（2）站段级终端的配置应满足：每个供电段配置1台生产调度终端；每个网工区
配置1套网工区终端（含台式计算机和移动设备，互为冗余）；每个变电所配置1套变电所终端（含台式计算机和移动设备，互为冗余）；每个网工区配置4台要
令人移动终端。

4 系统软件配置
供电调度智能化运行管理系统软件应包括系统软件、平台软件和应用软件。

系统软件结构见图4。

4.1 系统软件
系统软件应包括操作系统和数据库管理系统。

其中，工作站操作系统采用Windows，移动终端采用Android，服务器操作系统采用Linux，数据库管理系
统采用Oracle。

图4 系统软件结构
4.2 平台软件
平台软件应具备数据交换、报表服务、流程引擎、统一认证等功能。

4.3 应用软件
应用软件应具备但不限于如下功能：供电调度值班管理；供电调度作业管理；供电调度应急处置管理；供电调度业务培训管理；供电调度工作质量分析；供电调度数据库管理功能。

5 系统通信网络
5.1 网络结构
系统网络结构见图5。

（1）总公司级系统所在局域网通过设置在中国铁路总公司的路由设备（CE设备）接入铁路办公信息网，通道接口为GE光通道。

接入路由协议使用EBGP或静态。

（2）铁路局级系统所在局域网通过设置在铁路局集团公司的路由设备（CE设备）接入铁路办公信息网，通道接口为GE光通道。

接入路由协议使用EBGP或静态。

（3）供电段（维管段）、所亭、工区、车站配备的固定终端，通过路由设备（CE 设备）就近接入铁路办公信息网。

通道接口为FE电口或光口，接入路由协议使用静态协议。

（4）供电段（维管段）、所亭、工区、车站配备的移动终端，应先接入铁路局集团公司移动公网安全平台，再穿越铁路计算机网络安全平台等设施到达铁路办公信息网。

无线电频率使用应符合国家及中国铁路总公司相关规定。

图5 系统网络结构
5.2 网络带宽要求
（1）总公司级系统接入铁路办公信息网，通道带宽不低于20 Mb/s。

（2）铁路局级系统接入铁路办公信息网，通道带宽不低于10 Mb/s。

（3）每个站段级终端接入铁路办公信息网，通道带宽不低于2 Mb/s。

（4）铁路局网络安全平台应建立针对本系统的专用通道。

5.3 数据传输要求
各类接口的数据通信采用基于TCP/IP网络传输协议[5]。

6 结束语
电气化铁路供电调度运行管理系统作为信息化管理平台，与地方电力系统相比起步较晚，但有着鲜明的行业和专业特点，进行方案研究时必须密切联系工作实际，决不能照搬套用。

目前，很多单位和厂家都在进行相关研究探索，但在方案设计和功能要求方面存在不同程度的差异，有的甚至仅追求形式，偏离了专业需求，因此，有必要对全路供电调度运行管理系统的总体方案进行统一规划，以利于全路供电调度的专业化、规范性管理。

参考文献
【相关文献】
[1]王保国.夯实基础创新实践全面提升供电管理水平——在全路供电工作会议上的讲话（摘要）[J].中国铁路，2013(1)：3-8，22.
[2]TG/GD 104—2017 高速铁路供电调度规则[S].
[3]TG/GD 103—2012 普速铁路供电调度规则[S].
[4]TG/CW 103—2008 铁路运输调度规则[S].
[5]TG/XX 201—2015 铁路信息网络管理办法[S].。