采用KVM系统实现CTC车务终端主机的合理移设

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摘 要：大秦铁路ctc系统车务终端主机统一放置于车务运转室普通机柜内，一旦主机CTC软件发生故障电务人员可以及时通过车务终端倒机单元进行主/备机倒切，使得备机转为主用减少故障延时，但是目前车务运转室工作环境难以达到主机硬件工作要求，经常发生因室内温湿度及灰尘量超出规定要求而导致的主机死机问题。我们通过采用kvm系统将安装在车务运转室的主机移设至信号机械室专用机柜中，而车务运转室只保留显示器、鼠标、键盘以及音响设备，达到改善主机工作环境，提高设备运用情况。

关键词：大秦铁路；车务终端；KVM系统；移设

CTC系统的英文全称为：Centralized Traffic Control，它是行车调度指挥中心（调度员）对所管辖内微机联锁区段所有信号设备进行集中控制，对列车运行进行直接指挥、管理的铁路技术设备，CTC系统的成功应用大大减轻了调度员及现场值班员及信号员的劳动强度，是现代通信技术与信号技术相结合的典型代表，CTC系统的出现标志着我国现代铁路技术又向前迈进了一大步。

CTC系统可以有效实现车站信号联锁设备控制权限的合理分配和调整，正常情况下控制权限由行车调度中心行使，由调度员统一对管内信号联锁设备进行集中控制，当现场CTC设备出现故障或遇到天窗作业时，便将控制权限交还给车站进行人工控制，而当现场CTC、信号联锁设备具备转回自律模式的条件时，再将控制权限交回中心，这种权限的合理调配也充分体现出CTC系统符合铁路设备故障-安全的理念。

大秦铁路担负着将我国优质动力煤炭资源由华北地区向东南沿海进行快速输送的重要使命，是我国煤炭运输的重要战略补给线，通过采用CTC系统按行车计划自动触发进路取代过去由车站值班员按计划人工办理列车进路的方式，将行车指挥权移交给路局调度中心进行统一、全程调配和控制。

目前大秦铁路沿线各个车站（包括无人中继站）已全部采用CTC系统来保障安全运输，但是各站所安装的CTC系统设备在最初设计安装时，全都采用了将车务终端主机（有人站）放置于车务运转室的安装方式，这样做主要是为了当主机发生故障时可以快速通过车务终端倒机单元进行切换，将热备机切换为主用状态，达到减少故障延时的目的，但是通过近几年设备运用情况及对故障案例分析发现：车务终端主机的这种安装方式其实存在着很大的缺陷和安全隐患，主要表现为以下几个方面：

（1）车务终端主机属于工业用精密计算机设备，并且常年24小时不间断工作，因此，对于环境温湿度要求极高，需要温湿度恒定在一个合理的范围内，一般要求环境温度必须保持在18-22℃之间，相对湿度为50-70%之间，但目前绝大部分车务运转室都没有安装空调等调温设备，即使部分车站运转室安装有降温设备，但主机均放置于封闭的普通机柜里，这些柜子基本不具备良好的散热条件，因此，很难保证主机的工作环境温湿度达到标准。盛夏时节运转室内温度急剧升高，主机长时间工作于这种环境中所产生的热量得不到及时的散发，造成柜子内形成高温地带，经过现场人员实际测量，机柜内的温度有时甚至超过了50℃，这种环境将严重影响到主机的正常工作，即使部分运转室安装有降温设备，也难以保证温度、湿度环境恒定在合理范围内，因此，每年七、八月间大秦铁路管内总会发生多起因主机温度过高导致的死机故障，轻则干扰到正常的行车秩序，重则直接导致行车中断，对运输生产造成一定的影响。

（2）车务终端主机内部通常是由若干块小电路板通过插接件连接在一起，电路板上又由很多小规模集成电路和相关电子元器件集合而成，各种元器件焊点之间的间隔非常小，如果电路板中沉积大量的灰尘将会对这些元器件和接插件结合部造成很大影响。大量灰尘吸附在集成块和其它电子元器件之间，将会降低其散热性能，导致元器件温度升高，如果大量导电性灰尘吸附在主机主板内，这些导电灰尘将起到导体的作用，导致相近的元器件被连通而发生短路，而绝缘性灰尘大量堆积则会导致正常接插件触点接触不良，因此，按要求计算机机房内年降尘量必须为m2≤10g，而沿线各个车务运转室普遍没有采取有效的防尘措施，主机所处的机柜也只是普通机柜基本不具有防尘功能。大秦铁路沿线都处于北方地区，气候常年干燥少雨且灰尘量非常大，加之大秦铁路常年运输煤炭，线路边上的车务运转室便成为了煤尘的沉灾区，每当有列车通过时运转室内就会沉积一些煤尘，因此，在这种环境下主机内部极易聚集大量细小煤尘，这种沉积在主机电路板内部的煤尘清理起来十分困难，时间久了内部积累的煤尘越来越多，导致元器件短路烧毁电源，一旦发生主机电源烧毁而导致车务终端不能工作，影响到大秦铁路的安全运输。

（3）车务终端主机和其所属的CTC系统其它主机分别放置于不同的处所，而且有些车站运转室与信号机械室之间相隔很远，也给电务人员日常的检修维护及故障处理带来不便，当CTC系统一旦发生故障时，就需要电务人员在信号机械室与车务运转室间反复穿梭进行判断处理，这样就很容易增加故障延时，严重影响运输生产。

（4）放置于信号机械室机柜内的主机与车务运转室内的车务终端主机之间在进行防雷设计时，难以实现设备共地，而导致两设备之间出现电压差，从而产生出弱电流通道，一旦发生雷击强电流将直接窜进弱电流通道烧毁整个系统，不共地将会使得整套CTC系统设备容易成为雷击侵害的对象，扩大雷击的范围。

我们也曾尝试过通过要求现场电务人员利用天窗时间定期对车务终端主机及CTC系统其他主机进行除尘的手段，希望能达到提高工控机自身降温能力的目的。但是一旦进入盛夏时节，遇到高温天气工控机处于密闭的机柜内，依然会因温度过高而出现自动关机的情况，没有从根本上解决这个问题。因此，解决该问题的关键就是通过将车务终端主机移设至信号机械室专用机柜中，而车务运转室只保留显示器、键盘、鼠标以及音响等非关键设备，从而达到彻底改善车务终端主机的工作环境，提高设备运用能力，减少主机因工作环境差而发生故障的概率。

为了降低因车务终端主机工作环境差而导致的死机问题，我们通过大量现场调研，最终确定采用KVM系统将主机移设至信号机械室专用机柜中的方案，车务运转室只保留车务终端显示器、键盘、鼠标以及音响，利用既有的CAT5e网线通过一套KVM信号延长装置将车务终端主机与运转室内的键盘、显示器、鼠标相连接，从而实现远程控制的目的。具体原理图如图1所示。

CTC设备KVM系统可分为两大部分：一是本地设备安装在信号机械室CTC设备工控机柜内，通过专用线缆连接在车务终端主机的视频、音频输出和键盘、鼠标输出接口上；二是远端设备安装在车务运转室机柜内，并与显示器、键盘、鼠标输入接口相连接，本地设备和远端设备之间则通过CAT5E网线连接起来进行信号传输，在不影响信号强度的前提下传输距离可以达到300米，通过KVM系统车务值班员就可以在远程对信号机械室内的车务终端主机进行操作，信号机械室拥有良好的温湿度控制系统，可以确保主机工作恒温湿度环境中，减少故障的发生。

该方案的实施不需要重新铺设线缆，可利用既有的CAT5e网线和电源线，从而加快了施工进度同时降低了施工成本，也减少了施工时对行车人员工作的干扰，对于信号机械室与车务运转室之间的距离小于300米内的都可以采用该方案进行优化，减少电务人员日常维护CTC系统所需要的时间，提高工作效率。

该方案的实施可以大大降低因车务终端主机工作环境差而导致的故障，减少大秦线CTC系统故障延时，保障大秦线的安全运输，通过将车务终端主机移设至信号机械室与CTC系统其他主机放置在一起，可以实现各主机共地的情况，提高CTC系统整体的防雷能力，降低因发生雷害导致的CTC系统故障。

文章主要通过对采用KVM系统将车务终端主机移设至信号机械室的可行性方案进行阐述，达到解决目前大秦铁路管内CTC系统车务终端主机因工作环境差而导致的死机问题的目的，该方案已经在大同电务段管内部分车站内进行了实施，经调研发现车务终端故障率大大降低，该方案的可行性将不止适用于大秦线，对于其他线路中TDCS/CTC系统也可以参照此方案进行优化改造，提高TDCS/CTC系统设备的运用环境。