1 概述

  铁路运输调度担负着组织客货运输、保证重点运输、提高客货服务质量、确保运输安全的重要责任,对铁路运输企业完成铁路运输生产经营任务,提高效益起着重要作用。随着信息技术、电子技术和控制技术的不断发展,运调系统已成为铁路局调度组织运输生产不可或缺的重要手段,是组织完成运输生产任务的重大应用系统。昆明铁路局调度所是全路18个局级调度指挥中心之一,随着高速铁路网进入云南省,既有调度所无论是建筑空间还是运调系统能力,均无法满足沪昆高铁、南昆客专、泛亚铁路等工程的接入。为此,铁路总公司批准建设新的昆明铁路局调度所,按照满足既有、在建、规划铁路接入的需要控制其建设规模,建成后的运调系统按照普速、高铁两套系统相对独立运行,并与全国普速铁路网、高速铁路网运调系统互联互通,其建设使云南铁路现代化水平得到进一步的提升。

2 设计原则

  1)统一规划,系统性设计的原则

  铁路调度指挥的系统性包括铁路网规划与既有线的协调、点线能力协调、客运专线与一般干线的协调,调度所内部各种设施间的有机结合、配置优化,通过系统性设计把功能性、前瞻性、安全性、文化性、经济性有机结合起来。

  2)具有前瞻性,把握先进性原则

  对运调系统设计应具有前瞻性,在未来较长时间内能够满足运输需求,适应中长期铁路网规划需要并预留发展条件,充分体现设施的完备和现代化采用先进、成熟、适用的技术装备,少维修免维护,尽量减少设备维修对日常调度工作的影响。

  3)合理布局,体现功能性原则

  将有限的空间、环境、资源合理利用,运调系统的各类设备满足功能要求,数据、信息传输通道预留且有冗余,预留新增设备接口,重要的和不能间断工作的设备要有热备;充分考虑备用系统和应急指挥的需要。

  4)采取防范措施,保证安全性原则

  调度系统是铁路的神经中枢,关系到铁路运输安全,各系统设备内部和外部均应有信息安全防护措施。

  5)运调系统设备容量配置应遵循的原则

  各条线共用的设备应统筹考虑既有铁路、在建铁路、规划铁路的容量需求;与各条线相关的设备由各条线接入时自行考虑。

  6)普速、高铁运调系统同步建设、分步开通

  高铁和普速铁路独立设置运调系统,与新建调度楼工程同步建设;为减少对既有运调系统的影响和对运输组织的干扰,普速铁路调度系统与高铁调度系统分步开通。

  7)电源系统统筹规划设计

  调度大厅调度台的设备电源系统由电力专业统一设置,通信、信号、信息、电牵等各专业设备机房设备用电,由各专业各自设置不间断电源系统。

  8)综合布线设计

  各设备机房内部及机房至调度大厅的布线由各专业完成,其余弱电综合布线(含调度大厅)由信息专业完成,强电综合布线由电力专业完成。机房内布线均采用上走线桥架方式,与静电地板下方的空调送风管路分开,便于维护管理。

  9)辅助设施

  调度大厅操作台面由信息专业统一考虑,调度大厅的所有终端显示器统一尺寸。

3 运调系统设计

  昆明铁路局运调系统设计:包括通信、信号、信息、防灾、电调、机调、UPS电源等系统设备的工程设计。建成后的运调系统,将为昆明铁路局的普速、高铁线路运输组织服务。为调度所内的值班主任、值班副主任、行车调度、计划调度、货运调度、机车调度、客运调度、特运调度、施工调度、施工调度、工务调度、电务调度、车辆调度、班列行包、集装箱、十八点统计、动车调度、动车司机调度、客服调度、工务综合设施调度、电务综合设施调度、供电调度综合、供电调度等调度台提供业务平台。

  3.1 调度大厅的系统设计

  新建调度所采用通透的大厅方式,较既有的分散调度方式更有利于运输组织的协调。将所有调度台集中设置在调度大厅内,由于受单层面积限制,采用普速调度和高铁调度两个大厅的布置方案。设计方案充分调研了路局调度作业的需求,给出每类调度台上的终端配置。对大厅内的综合布线和电源设计统一规划、综合布置,即信息布线由信息专业统一设计,供电线路由电力专业统一设计,大厅内的终端设备由电力专业统一提供UPS电源。

  3.2 行车调度系统设计

  3.2.1 系统结构

  新建调度所的行车调度主要由TDCS/CTC系统提供,按照客专CTC中心和普速TDCS/CTC中心两套系统进行设计。系统构成包括客专CTC中心主用系统、普速TDCS/CTC中心主用系统、查询子系统、运维子系统、仿真测试子系统、备用设备和中心应急备用系统,并配套信息安全防护设备和通信质量监督设备。

  中心主用系统实现调度指挥核心功能,查询子系统为其他生产岗位提供信息查询服务,仿真测试子系统提供软件、数据测试验证以及培训平台,运维子系统提供设备管理和维护功能,中心应急备用系统提供在主用系统故障情况下的备用功能。

  TDCS/CTC中心系统结构如图1所示。

  3.2.2 主要系统功能

  1)实现站场信息管理:铁路局TDCS/CTC中心子系统具备显示管辖范围内车站信号设备状态、列车运行状态、线路布局、临时限速命令执行状态等监视信息功能,并提供监视信息的历史回放。

  2)列车计划管理:系统通过与TDMS的接口,实现基本运行图、日班计划、阶段计划调整及分界口列车对数统计等管理功能。

  3)车次追踪和自动采点:具备列车车次号人工输入、自动校核以及人工校正等功能。

  4)列车实际运行图:具备通过自动采点实现列车运行实绩的自动记录,自动生成列车实际运行图功能。遇设备故障、施工等特殊情况无法自动采点时,按照相关规定由人工报点。

  5)调度命令管理等功能:具备调度命令模板维护及通过模板生成调度命令、列车占用丢失报警等功能,并提供模拟测试和仿真培训功能。

  6)系统应具备管辖范围内接触网供电状态人工标记功能。

  7)CTC系统中心设备对管辖区段的列车和调车作业进行指挥和管理,通过联锁、列控、区间闭塞等信号设备,实现集中控制;具备分散自律功能,在列车运行调整计划的基础上,识别列车作业与调车作业在时间与空间上的冲突,实现列车和调车作业的统一控制。CTC系统与TDCS系统互联互通。

  3.2.3 主要系统配置

  系统设备配置执行《铁路列车调度指挥系统(3.0)技术条件》(TJ/DW 151—2013)及《列车调度指挥系统(TDCS)、调度集中系统(CTC)组网方案和硬件配置标准(暂行)》(运基信号[2009]676号),并结合路局管辖线路实际情况优化。

  1)TDCS/CTC中心系统配置的服务器包括数据库服务器、应用服务器、通信前置服务器、系统软件管理服务器、对外信息提供服务器、时钟同步服务器及接口服务器(与铁总、邻局、GSM-R、TSRS、TDMS、编组站自动化系统)等,均采用双机热备方式。按照普速中心、客专中心分别配置。

  2)应用服务器具备运行图管理、调度命令管理、站场显示功能,原则上按线配置,管辖范围不超过500 km。为便于数据管理,在实施阶段,结合调度台管辖范围进行配置,采用了综合功能的应用服务器,按照调度台范围配置。

  3)通信前置服务器按线别分别设置,由于昆明局管辖各线路相对较短,为便于数据管理和提高设备综合利用率,实施方案结合调度台管辖范围进行整合配置。

  4)CTC与TSRS接口服务器配置,与行调台设置一一对应。

  5)查询子系统、运维子系统按照1个调度所设置1套的原则设计,并通过接口通信机及专用单向传输协议和路局TDCS/CTC中心主用系统接口,在子系统路由器的边界处设置网络隔离设备。

  6)TDCS/CTC系统为信息安全等级保护四级,信息安全防护以统一的安全管理中心为核心,包括安全计算环境、边界和通信网络防护3个层面。作为铁路信号系统的重要组成部分,为加强系统的整体防御能力,避免重复投入,全局设置1套安全管理中心,集中管控普速线和客专TDCS/CTC边界安全装备和信息安全计算环境,以及其他信号系统和网络安全防护系统。

  7)中心分别设置双路独立智能电源系统,每路电源设双UPS,满足30 min系统供电需求。设备的用电量根据设备额定功率计算,考虑启用时的峰值,普速TDCS/CTC中心总机系统按240 kVA,客专CTC中心总机系统按200 kVA考虑。

  3.3 运输调度管理系统设计

  运输调度管理系统TDMS及TMIS核心业务(含货票、三级建库、运输信息集成平台等)采用在线搬迁方案,新设迁移保障设备。采用虚拟化技术,建立TDMS数据库及应用虚拟化平台。为保证T/D结合系统的在线迁移,新设2台T/D结合数据库服务器。因搬迁过程中调度系统业务不能中断,新调度楼内所有调度终端均为新设。

  3.4 客票系统及综合IT网设计

  客票系统采用在线搬迁方案,新设迁移保障设备,包括应用服务器、接入交换机、光纤交换机、客票安全设备等。为保障综合IT网平稳搬迁,新增核心路由器、核心交换机、万兆接入交换机、千兆接入交换机等网络设备。

  3.5 供电调度系统设计

  调度楼内新建1套客专PSCADA系统设备,作为路局客运专线供电调度统一技术平台,负责全局客运专线牵引供电及电力设施的调度管理。充分利用既有设备扩容,整合形成1套普速铁路SCADA系统,负责全局普速铁路牵引供电的调度管理。系统均采用分层、分布式的结构,分为调度管理层、通信传输网络层和现场设备层。各调度台的管辖与控制范围根据实际需要动态、在线调整。主站系统采用分布式多层体系结构,主要由数据层、应用层及客户端系统构成。

  3.6 车辆5T监测系统设计

  铁路局5T监测站由数据传输设备、数据处理设备、监控终端等构成,按一主一备配备,通过专用通道或铁路计算机网络与管内探测站相连接,实时监测全局5T探测、预报信息,监控系统运行状态,并进行相关数据汇总和分析。本次新建调度所,车辆5T监测站及车辆调度系统生产设备按照搬迁使用的原则设计。

  3.7 其他相关系统设计

  救援指挥中心大屏显示系统。在新调度楼应急救援指挥中心设监控大屏,从铁路综合视频监控系统或应急指挥通信系统获取现场视频信息,为应急指挥、事故救援等提供视频显示。

  机房电源及环境监控系统。主要由现场监控单元、中心设备单元、各类传感器、监控室设备及软件组成。

  视频监控系统。采用全IP网络高清视频监控方案,接入楼宇弱电网络联网运行。

  入侵报警系统。在各楼层重点机房设置双鉴探头及撤布防键盘,在各楼层信息配线间设置防区模块,在三层信息机房设置报警主机。

  门禁系统。实现对新调度楼内重点区域、机房、办公用房等处的人员进出管理、监控与记录,同时兼具考勤管理功能。门禁系统接入楼宇弱电网络联网运行。

4 工艺接口设计
4.1 建筑设计

  新建调度所建筑造型设计充分体现了现代、简洁、稳重、大方的特点,选材上符合城市规划和节能要求,按地下2层、地上11层,建筑高度59.7 m设计。运调系统机房设置于第2~8层,调度生产用房设于第9层,调度大厅及辅助用房设于第10~11层。调度厅按大开间布置调度台。

4.2 机房场地设计

  运调系统设备机房按照《电子信息系统机房设计规范》(GB 50174—2008)中的A级机房设计。调度大厅及运调系统设备机房采用防静电地板。工艺设备机房均设计机房专用空调,安装于专用的空调机房内,并按设备机柜布局设置冷热通道,气流组织采用地板送风吊顶回风形式。

5 小结

  铁路局调度所是铁路运输组织的中枢所在,运调系统是其核心设备。昆明铁路局新建调度所运调系统的设计使路局调度指挥手段实现新的突破,使沪昆高铁、南昆客专等顺利接入并开通运营,也为大瑞、玉磨等泛亚铁路的接入创造了条件。昆明铁路局调度所工程运调系统设计方案融入最新的设计理念和设计标准,能够为类似的工程设计所借鉴。

参考文献

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  [3]中华人民共和国铁道部.铁运[2010]180号 关于规范高铁调度岗位设置及工作职责的通知 [S].北京:中华人民共和国铁道部,2011.

  [4]中华人民共和国铁道部.公函[2011]28号 关于印发《铁路列车调度指挥系统(TDCS)/调度集中系统(CTC)信息安全技术方案评审意见》的通知[S].北京:中华人民共和国铁道部,2011.

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