焦 磊

(沈陽鐵道勘察設(shè)計(jì)院有限公司，沈陽 110013)

目前我國18 個(gè)鐵路局TDCS/CTC 運(yùn)輸調(diào)度指揮中心系統(tǒng)均未設(shè)置應(yīng)急災(zāi)備系統(tǒng)，當(dāng)發(fā)生數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、核心交換機(jī)、核心路由器等核心設(shè)備因任何故障停機(jī)時(shí)，將會造成大面積列車調(diào)度系統(tǒng)癱瘓，進(jìn)而切換至人工調(diào)度，造成列車晚點(diǎn)甚至發(fā)生事故，通過設(shè)置應(yīng)急備用子系統(tǒng)，當(dāng)發(fā)生以上核心設(shè)備因任何故障停機(jī)時(shí)，可在短時(shí)間內(nèi)切換至備用服務(wù)器；通過設(shè)置應(yīng)急備用中心，當(dāng)機(jī)房失電或因其他原因?qū)е氯婀收蠒r(shí)，可以在短時(shí)間內(nèi)切換至備用中心。

1 組建原則

行車調(diào)度指揮系統(tǒng)可按照需求設(shè)置應(yīng)急備用中心，當(dāng)中心機(jī)房全面故障時(shí)，啟用備用系統(tǒng)接管，維持調(diào)度指揮基本功能運(yùn)行。

應(yīng)急備用中心必須完全獨(dú)立于主用系統(tǒng)建設(shè)，具體包括供電、網(wǎng)絡(luò)、機(jī)柜、主機(jī)等，在條件允許的情況下，應(yīng)考慮設(shè)立獨(dú)立機(jī)房。確保主用系統(tǒng)的故障不會對應(yīng)急備用中心造成影響。

應(yīng)急備用中心的邏輯結(jié)構(gòu)與主用系統(tǒng)基本一致，應(yīng)急備用中心由數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、通信服務(wù)器、接口服務(wù)器等設(shè)備構(gòu)成，應(yīng)急備用中心的主要業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)（站場圖/運(yùn)行圖等）應(yīng)和主用系統(tǒng)實(shí)時(shí)同步，主用系統(tǒng)正常時(shí)，主用數(shù)據(jù)庫中的主要業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)向應(yīng)急備用中心同步。

應(yīng)急備用中心應(yīng)和車站基層網(wǎng)保持穩(wěn)定可靠連接，車站基層網(wǎng)的抽頭車站或者通信匯聚點(diǎn)應(yīng)配置應(yīng)急專用通道與應(yīng)急備用中心連接，并保持?jǐn)?shù)據(jù)心跳激活狀態(tài)。

調(diào)度臺安裝應(yīng)急調(diào)度終端，應(yīng)急調(diào)度終端在正常情況下處于關(guān)機(jī)狀態(tài)，不參與生產(chǎn)運(yùn)營。應(yīng)急調(diào)度終端設(shè)置專用電源和網(wǎng)線。

在轉(zhuǎn)用應(yīng)急備用中心系統(tǒng)時(shí)，啟用應(yīng)急備用中心系統(tǒng)時(shí)可能因存在不可抗力、戰(zhàn)爭或其他不可預(yù)見(如電源意外斷電)等因素，生產(chǎn)系統(tǒng)與應(yīng)急備用中心系統(tǒng)轉(zhuǎn)換周期存在時(shí)差，存在部分?jǐn)?shù)據(jù)丟失情況。

2 系統(tǒng)功能

應(yīng)急備用中心系統(tǒng)具備顯示管轄范圍內(nèi)車站信號設(shè)備狀態(tài)、列車計(jì)劃管理、車次跟蹤和自動(dòng)踩點(diǎn)、列車實(shí)際運(yùn)行圖、調(diào)度命令管理等功能，并提供監(jiān)視信息的歷史回放。

2.1 車站信號設(shè)備狀態(tài)

車站信號設(shè)備狀態(tài)主要包括車站信號機(jī)、軌道電路、道岔狀態(tài)，列車運(yùn)行狀態(tài)、線路布局及其他監(jiān)視信息。

2.2 列車計(jì)劃管理

系統(tǒng)具備從TDMS 接收基本圖、日班計(jì)劃、階段調(diào)整計(jì)劃，并生成列車運(yùn)行調(diào)整計(jì)劃功能；具備鄰臺計(jì)劃傳遞和鄰臺（含局間）運(yùn)行圖復(fù)示功能；系統(tǒng)可根據(jù)基本圖完成列車計(jì)劃調(diào)整，作業(yè)標(biāo)記等功能。

2.3 車次追蹤和自動(dòng)踩點(diǎn)

系統(tǒng)具備列車車次號人工輸入、自動(dòng)校核功能，列車車次號以列車自動(dòng)追蹤為主，并以自動(dòng)追蹤為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)踩點(diǎn)等功能。

2.4 列車實(shí)際運(yùn)行圖

系統(tǒng)具備通過自動(dòng)踩點(diǎn)實(shí)現(xiàn)列車運(yùn)行實(shí)績的自動(dòng)記錄，自動(dòng)生成列車實(shí)際運(yùn)行圖功能；分界口車站所屬鐵路踩點(diǎn)后向鄰局傳遞，保證車次號的一致性；嚴(yán)格限制列車運(yùn)行實(shí)績的人工修改等功能。

2.5 調(diào)度命令管理

系統(tǒng)具備調(diào)度命令格式規(guī)范化生成、輸入、下發(fā)，根據(jù)有關(guān)規(guī)定進(jìn)行調(diào)度命令號碼管理功能；通過有線或無線向管轄區(qū)段的各受令單位進(jìn)行調(diào)度命令下達(dá)；具備調(diào)度命令查詢、顯示、統(tǒng)計(jì)和打印功能；具備調(diào)度命令鄰臺間、鄰局間轉(zhuǎn)發(fā)等等功能。

3 技術(shù)方案

應(yīng)急中心系統(tǒng)，作為路局中心主用系統(tǒng)的應(yīng)急備用系統(tǒng)，不包括查詢子系統(tǒng)、運(yùn)維子系統(tǒng)、仿真測試子系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)安全、通信質(zhì)量監(jiān)督等輔助配套系統(tǒng)。應(yīng)急備用系統(tǒng)提供在主用系統(tǒng)故障情況下的備用功能，以實(shí)現(xiàn)基本的調(diào)度指揮核心功能。

應(yīng)急備用中心不單獨(dú)設(shè)置調(diào)度臺設(shè)備，通過應(yīng)急備用中心核心交換機(jī)與普速中心調(diào)度臺配線間的若干樓層交換機(jī)的萬兆光口進(jìn)行連接。為保證系統(tǒng)發(fā)生災(zāi)難時(shí)快速將應(yīng)急備用中心系統(tǒng)投入使用，應(yīng)急備用中心區(qū)域核心交換機(jī)與普速中心調(diào)度臺樓層交換機(jī)應(yīng)為通信調(diào)試完畢狀態(tài)，并定期進(jìn)行通信狀態(tài)核對。

普速TDCS/CTC 運(yùn)輸調(diào)度指揮中心系統(tǒng)通過設(shè)置調(diào)度臺樓層電源開關(guān)柜，與應(yīng)急備用中心電源屏進(jìn)行連通，并敷設(shè)應(yīng)急備用電源電纜至各個(gè)調(diào)度臺作為備用。調(diào)度臺樓層電源開關(guān)柜平時(shí)處于斷開狀態(tài)，不對調(diào)度臺設(shè)備進(jìn)行供電。

應(yīng)急備用中心應(yīng)設(shè)置獨(dú)立的電源系統(tǒng)，滿足應(yīng)急備用中心數(shù)據(jù)庫、服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、調(diào)度臺用電需求。

下文分別從按全局備份應(yīng)急備用中心及按區(qū)域備份應(yīng)急備用中心進(jìn)行方案描述。

3.1 按全局備份應(yīng)急備用中心

3.1.1 設(shè)備配置

應(yīng)急中心系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、全局信息交換服務(wù)器、全局應(yīng)用服務(wù)器等全局服務(wù)器、對外信息提供服務(wù)器、軟件管理服務(wù)器，按區(qū)域備份區(qū)域應(yīng)用服務(wù)器、實(shí)時(shí)服務(wù)器、通信前置服務(wù)器、接口服務(wù)器等服務(wù)器設(shè)備，上述服務(wù)器按單套配置。

應(yīng)急備用中心按普速區(qū)域化TDCS/CTC 運(yùn)輸調(diào)度中心系統(tǒng)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行配置，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備采用單套且考慮在滿足性能要求的前提下適當(dāng)降低配置。

應(yīng)急備用中心不單獨(dú)設(shè)置調(diào)度臺工作設(shè)備，通過設(shè)置應(yīng)急備用中心核心交換機(jī)冗余光纖線纜實(shí)現(xiàn)與普速中心調(diào)度臺通信。

應(yīng)急備用中心應(yīng)設(shè)置獨(dú)立的電源系統(tǒng)，滿足應(yīng)急備用中心設(shè)備用電需求。

應(yīng)急備用中心系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和普速區(qū)域化TDCS/CTC 運(yùn)輸調(diào)度中心系統(tǒng)一致，服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)、電源設(shè)備單套配置。

3.1.2 服務(wù)器

參考現(xiàn)有TDCS/CTC 服務(wù)器如數(shù)據(jù)庫、全局信息交換服務(wù)器、全局應(yīng)用服務(wù)器、區(qū)域應(yīng)用服務(wù)器、區(qū)域通信前置服務(wù)器，與其他接口服務(wù)器配置；信息交換服務(wù)器、應(yīng)用、通信前置服務(wù)器、各類接口服務(wù)器選用單機(jī)進(jìn)行配置，以上服務(wù)器配置在滿足應(yīng)急工作的情況下，可采取犧牲部分性能降低設(shè)備配置檔次以節(jié)省投資。

備用中心服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)地址可參考生產(chǎn)系統(tǒng)服務(wù)器IP 地址，在有服務(wù)器配置數(shù)據(jù)或軟件程序更換時(shí)，通過數(shù)據(jù)完全備份進(jìn)行同步。

3.1.3 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備

在應(yīng)急備用中心設(shè)置備用中心核心路由器、核心交換機(jī)、基層網(wǎng)接入交換機(jī)、外部鏈接路由器、與其他系統(tǒng)接口路由器等可采用單臺設(shè)置；常態(tài)下與通信專業(yè)處于一種已調(diào)試好，但不連通的狀態(tài)。

提供獨(dú)立的通道1 000 M 光纖通道，保證應(yīng)急備用中心核心交換機(jī)與生產(chǎn)中心核心交換機(jī)常態(tài)下的服務(wù)器及網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)同步，將應(yīng)急備用中心區(qū)域核心交換機(jī)至調(diào)度大廳的樓層交換機(jī)進(jìn)行通道調(diào)試并作為備用通道，以備應(yīng)急情況下的系統(tǒng)切換。

應(yīng)急備用中心核心路由器及核心交換機(jī)需要在主用系統(tǒng)更新時(shí)同步進(jìn)行更新。通過在應(yīng)急備用中心設(shè)置FTP 服務(wù)器或TFTP 服務(wù)器，可實(shí)時(shí)對生產(chǎn)中心的路由器及交換機(jī)進(jìn)行配置備份，備份策略可基于實(shí)時(shí)或周期性。

3.1.4 數(shù)據(jù)庫服務(wù)器

數(shù)據(jù)庫服務(wù)器采用PC 機(jī)，使用數(shù)據(jù)庫復(fù)制技術(shù)，以減少對現(xiàn)有系統(tǒng)的影響。單獨(dú)創(chuàng)建一個(gè)專用的光纖通道，連通既有數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和應(yīng)急備用數(shù)據(jù)庫。以保證24 h 實(shí)時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)同步。

為實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫實(shí)時(shí)同步，需要采用商業(yè)數(shù)據(jù)庫軟件Golden Gate 作為數(shù)據(jù)庫備份軟件。

3.2 按區(qū)域備份應(yīng)急備用中心

3.2.1 設(shè)備配置

應(yīng)急中心系統(tǒng)按區(qū)域備份區(qū)域應(yīng)用服務(wù)器、實(shí)時(shí)服務(wù)器、通信前置服務(wù)器、接口服務(wù)器等服務(wù)器設(shè)備，上述服務(wù)器按雙套冗余配置。

應(yīng)急備用中心按區(qū)域化TDCS/CTC 運(yùn)輸調(diào)度中心系統(tǒng)單區(qū)域網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行配置，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備采用雙套冗余且考慮在滿足性能要求的前提下適當(dāng)降低配置。

應(yīng)急備用中心不單獨(dú)設(shè)置調(diào)度臺工作設(shè)備，通過設(shè)置應(yīng)急備用中心區(qū)域核心交換機(jī)冗余光纖線纜實(shí)現(xiàn)與普速中心調(diào)度臺通信，如圖1 所示。

3.2.2 服務(wù)器

圖1 區(qū)域備份系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1 Structural diagram of regional backup system

參考現(xiàn)有區(qū)域服務(wù)器結(jié)構(gòu)配置區(qū)域應(yīng)用服務(wù)器、區(qū)域通信前置服務(wù)器，與其他接口服務(wù)器配置(TSR 接口服務(wù)器)、FTP 備份服務(wù)器；應(yīng)用、通信前置服務(wù)器、與其他接口服務(wù)器、FTP 備份服務(wù)器雙機(jī)熱備，以上服務(wù)器配置在滿足應(yīng)急工作的情況下，可采取犧牲部分性能降低設(shè)備配置檔次以節(jié)省投資。

備用中心服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)地址可參考生產(chǎn)系統(tǒng)服務(wù)器IP 地址，在有服務(wù)器配置數(shù)據(jù)或軟件程序更換時(shí)，通過數(shù)據(jù)完全備份進(jìn)行同步。

3.2.3 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備

在應(yīng)急備用中心設(shè)置備用中心基層網(wǎng)接入路由器、核心交換機(jī)、基層網(wǎng)接入交換機(jī)、與其他系統(tǒng)接口路由器等采用雙套冗余配置，常態(tài)下與通信專業(yè)處于一種已調(diào)試好，但不連通的狀態(tài)。

提供獨(dú)立的通道1 000 M 光纖通道，保證應(yīng)急備用中心核心交換機(jī)與生產(chǎn)中心核心交換機(jī)常態(tài)下的服務(wù)器及網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)同步，將應(yīng)急備用中心區(qū)域核心交換機(jī)至調(diào)度大廳的樓層交換機(jī)進(jìn)行通道調(diào)試并作為備用通道，以備應(yīng)急情況下的系統(tǒng)切換。

應(yīng)急備用中心核心路由器及核心交換機(jī)需要在主用系統(tǒng)更新時(shí)同步進(jìn)行更新。通過在應(yīng)急備用中心設(shè)置FTP 服務(wù)器或TFTP 服務(wù)器，可實(shí)時(shí)對生產(chǎn)中心的路由器及交換機(jī)進(jìn)行配置備份，備份策略可基于實(shí)時(shí)或周期性。

3.3 應(yīng)急備用系統(tǒng)的切換

由于應(yīng)急備用系統(tǒng)在設(shè)備配置、容量、數(shù)量等均為生產(chǎn)系統(tǒng)的簡化配置，可靠性及穩(wěn)定性較生產(chǎn)系統(tǒng)低。建議當(dāng)生產(chǎn)系統(tǒng)恢復(fù)正常后，應(yīng)及時(shí)切換回生產(chǎn)系統(tǒng)，確保主用生產(chǎn)系統(tǒng)正常接管生產(chǎn)系統(tǒng)業(yè)務(wù)流量。應(yīng)急備用中心服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備已通過備份策略，保證與主用系統(tǒng)程序及數(shù)據(jù)保持一致，如圖2 所示。

圖2 應(yīng)急備用系統(tǒng)切換示意圖Fig.2 Schematic diagram of emergency standby system switching

當(dāng)普速中心生產(chǎn)系統(tǒng)癱瘓時(shí)，按如下步驟進(jìn)行切換。

1) 需要第一時(shí)間將應(yīng)急備用通道接入應(yīng)急備用中心系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)應(yīng)急備用中心系統(tǒng)與CTC 車站的切割連通、與相鄰路局/客專中心、鐵路總公司、GMS-R、TSR、TMDS 等接口通道的切割連通。

2) 切斷與生產(chǎn)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)連接并修改應(yīng)急備用中心系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、服務(wù)器IP 地址(備用地址)配置與主用系統(tǒng)(生產(chǎn)系統(tǒng)地址)一致，實(shí)現(xiàn)對車站及外部系統(tǒng)提供正常服務(wù)。

3) 調(diào)度臺樓層交換機(jī)通信鏈路切換至應(yīng)急備用通信鏈路，切換調(diào)度臺電源至應(yīng)急備用中心電源，調(diào)度設(shè)備保證調(diào)度臺終端能正常提供行車指揮核心功能。

4 結(jié)語

本文研究分析了應(yīng)急備用系統(tǒng)的兩種設(shè)置方案及應(yīng)急備用系統(tǒng)的切換方式。

應(yīng)急備用系統(tǒng)有以下優(yōu)點(diǎn)：當(dāng)發(fā)生運(yùn)輸調(diào)度指揮系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、核心交換機(jī)、核心路由器等核心設(shè)備因故障停機(jī)時(shí)，可在短時(shí)間內(nèi)切換至備用服務(wù)器；當(dāng)機(jī)房失電或因其他原因?qū)е氯婀收蠒r(shí),可以在短時(shí)間內(nèi)切換至備用中心，不會造成大面積列車調(diào)度系統(tǒng)癱瘓。

本系統(tǒng)在不影響原系統(tǒng)功能的條件下更有利于大型鐵路局集團(tuán)公司降低運(yùn)營風(fēng)險(xiǎn)，提高應(yīng)對不可預(yù)見因素與突發(fā)情況的能力。