摘要：作者在南疆鐵路增建二線施工過(guò)程中，對(duì)超大區(qū)間采用的基于光通信基礎(chǔ)的鐵道信號(hào)安全信息傳輸系統(tǒng)(WBS-C)系統(tǒng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)區(qū)間自動(dòng)閉塞電路進(jìn)行了認(rèn)真的探討，并結(jié)合施工實(shí)際從經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、安全、效率等方面進(jìn)行了解析，對(duì)國(guó)內(nèi)類似長(zhǎng)大區(qū)間信號(hào)信息傳輸系統(tǒng)應(yīng)用具有指導(dǎo)意義。

　　關(guān)鍵詞：鐵道信號(hào),信息安全,傳輸系統(tǒng)

　　南疆鐵路是新疆對(duì)外溝通交流的客貨運(yùn)重要通道，是南疆生產(chǎn)生活物資出入新疆的必經(jīng)之路，由中鐵七局承建的南疆鐵路輪阿二線工程?hào)|起巴音郭楞蒙古自治州輪臺(tái)縣，西至阿克蘇地區(qū)阿克蘇市。全線既有14個(gè)車站，全長(zhǎng)526km，最長(zhǎng)單線區(qū)間羊塔克庫(kù)都克車站至咸水溝車站間38公里，全線采用64D半自動(dòng)閉塞方式，列車放行時(shí)每一個(gè)區(qū)間只能停留一趟列車，列車到達(dá)臨站復(fù)原后方可同意放行下趟列車，列車運(yùn)行時(shí)速不超過(guò)80公里，日均放行列車12對(duì)，長(zhǎng)大區(qū)間使得運(yùn)輸效率極低，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需求。

　　隨著國(guó)家西部大開發(fā)和新一輪支援新疆建設(shè)的進(jìn)展，南疆鐵路運(yùn)輸效率低、行進(jìn)速度慢的弊端進(jìn)一步顯現(xiàn)，國(guó)家投入大量資金進(jìn)行南疆鐵路增建二線建設(shè)，輪阿段設(shè)計(jì)速度160公里，日通過(guò)列車120對(duì)，其中鐵道信號(hào)工程采用國(guó)內(nèi)高速鐵路及客運(yùn)專線普遍采用的ZPW2000A自動(dòng)閉塞系統(tǒng)，區(qū)間信號(hào)機(jī)四顯示，滿足安全前提條件下，最大可能的縮短列車間隙距離及時(shí)間，極大地提高運(yùn)輸效率。

　　采用自動(dòng)閉塞制式的同時(shí)，缺陷也顯示出來(lái)，發(fā)達(dá)地區(qū)人口密集，兩個(gè)車站距離近，鐵道信號(hào)自動(dòng)閉塞系統(tǒng)采用電纜傳輸，信息量小，電纜傳輸?shù)臉O限長(zhǎng)度原則上為15公里，超過(guò)該極限傳輸長(zhǎng)度，區(qū)間電壓降使得信號(hào)顯示和軌道電路可靠性大大降低，新疆的特殊地理狀況，526公里的區(qū)間幾乎全部都是無(wú)人的戈壁荒灘或者沙漠地區(qū)，每隔15公里設(shè)立一個(gè)車站，不僅要投入大量人力物力財(cái)力，而且值班工人的生活保障也是問(wèn)題。因此設(shè)計(jì)采用了撤銷一部分條件極其艱苦的車站，使得原有14個(gè)車站減少為7個(gè)，同時(shí)增加26個(gè)無(wú)人值守中繼站，采用控制站和無(wú)人值守中繼站相結(jié)合的站間設(shè)置方式，控制站和中繼站間信息傳送采用基于光通信技術(shù)的安全信息傳輸系統(tǒng)(WBS-C)，控制站的控制信息經(jīng)電光信號(hào)轉(zhuǎn)換后，利用光纖傳播至中繼站，中繼站對(duì)光信號(hào)進(jìn)行解碼，驅(qū)動(dòng)控制子系統(tǒng)，然后依次傳遞至下一控制站，代替4線制改方電路，這是一種新型閉塞設(shè)備，既能提高系統(tǒng)可靠性、又降低投資成本，必將在越來(lái)越多的鐵路信號(hào)工程中應(yīng)用。

　　一、安全信息傳輸系統(tǒng)(WBS-C)工作的基本原理

　　33個(gè)車站(含中繼站)之間進(jìn)行站間聯(lián)系信息及方向電路信息的傳輸采用基于光纜傳輸?shù)恼鹃g安全信息方案，取代傳統(tǒng)以信號(hào)電纜及繼電器聯(lián)鎖方式實(shí)現(xiàn)兩站間的自動(dòng)閉塞站聯(lián)信息和方向電路信息的傳輸，是信號(hào)技術(shù)發(fā)展的又一項(xiàng)創(chuàng)新。WBS-C閉塞傳輸設(shè)備的主要功能是區(qū)間自動(dòng)閉塞區(qū)間方向控制功能和區(qū)間安全信息傳輸功能。該

　　系統(tǒng)可以完成對(duì)外部設(shè)備狀態(tài)信息的采集，與對(duì)方站進(jìn)行通信，對(duì)輸入信息和對(duì)方站信息進(jìn)行邏輯運(yùn)算，將運(yùn)算結(jié)果對(duì)外輸出和傳輸?shù)綄?duì)方站。

　　采用基于光通信技術(shù)的安全信息傳輸系統(tǒng)(WBS-C)，它是以雅克拉、庫(kù)車、新和、羊塔克庫(kù)都克、喀拉玉兒滾、阿克蘇中心站計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)為核心，通過(guò)安全局域網(wǎng)(ET-NET)實(shí)現(xiàn)本地中心站及相鄰無(wú)人值守中繼站的安全控制，系統(tǒng)符合中國(guó)鐵路信號(hào)聯(lián)鎖技術(shù)條件，滿足故障—安全使用要求。

　　如圖 “南疆鐵路庫(kù)阿增建二線工程區(qū)域計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備配置示意圖”所示，由設(shè)在中心站的控制臺(tái)子系統(tǒng)、電務(wù)維護(hù)子系統(tǒng)、聯(lián)鎖子系統(tǒng)和分別設(shè)各個(gè)控制站的輸入輸出接口(電子終端)，以及中心站到各中繼站之間的安全局域網(wǎng)組成。

　　信號(hào)采集裝置從鐵路信號(hào)系統(tǒng)邏輯電路中采集所需繼電器信息發(fā)送給所需的信號(hào)設(shè)備。為了保證行車安全，信號(hào)采集裝置應(yīng)保證采集信息的安全性、可靠性、及時(shí)性、準(zhǔn)確性。信號(hào)采集裝置采用安全結(jié)構(gòu)保證獲取信息的安全可靠。

　　1、安全信息傳輸系統(tǒng)(WBS-C)采集裝置具備以下特點(diǎn)：

　　(1)、采用二取二技術(shù)來(lái)保證信息的安全;

　　(2)、可使用雙套信號(hào)采集裝置，互為冗余提高可用性。

　　(3)、提供獨(dú)立雙通道COM口(RS422串行總線)輸出采集信息，保證其可靠性和可用性;

　　(4)、設(shè)備采用自檢技術(shù)、差異性比較技術(shù)、安全編碼技術(shù)和動(dòng)態(tài)編碼等技術(shù)來(lái)保證軟件通信的安全性;

　　(5)、由CPU子系統(tǒng)和采集輸入子系統(tǒng)構(gòu)成。

　　(6)、預(yù)留監(jiān)測(cè)接口與監(jiān)測(cè)設(shè)備連接。

　　(7)、充分考慮設(shè)備的可擴(kuò)展性。

　　2、安全信息傳輸系統(tǒng)(WBS-C)系統(tǒng)構(gòu)成

　　信號(hào)采集裝置由2取2組合式安全CPU子系統(tǒng)和采集子系統(tǒng)構(gòu)成。CPU子系統(tǒng)和采集子系統(tǒng)分別提供24V電源輸入接口，分別為各自子系統(tǒng)供電。采集子系統(tǒng)通過(guò)采集線纜及回線獲取組合架上繼電器狀態(tài)信息并提供給CPU子系統(tǒng)。CPU子系統(tǒng)把采集信息2取2運(yùn)算并通過(guò)串口發(fā)送給站所需采集信息的信號(hào)設(shè)備。信號(hào)采集裝置有自檢測(cè)功能，在自檢測(cè)發(fā)現(xiàn)故障時(shí)發(fā)送故障狀態(tài)給信號(hào)設(shè)備。

　　二、傳統(tǒng)閉塞方式和WBS-C的優(yōu)劣分析

　　1、傳輸通道分析

　　(1)、 傳統(tǒng)站間聯(lián)系電路方式

　　ZPW-2000A系列復(fù)線四顯示自動(dòng)閉塞區(qū)段，其站聯(lián)及方向電路傳輸通道一般采用國(guó)產(chǎn)SPTYWL23 型綜合扭絞數(shù)字信號(hào)電纜。為節(jié)省電纜，站間聯(lián)系電路采用JWXC-1000型和JPXC-1000型繼電器，為防止電路接點(diǎn)轉(zhuǎn)換過(guò)程中信號(hào)閃燈，JWXC-1000型繼電器需要設(shè)計(jì)JWXC-H340型復(fù)示繼電器。

　　(2)、 基于光通信技術(shù)的站間安全信息傳輸方式

　　站間安全傳輸系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)和現(xiàn)代通信技術(shù)，以安全計(jì)算機(jī)為核心，通過(guò)繼電器與聯(lián)鎖及自動(dòng)閉塞系統(tǒng)接口，在兩站或多站點(diǎn)間利用光纜進(jìn)行信號(hào)信息交換，完成區(qū)間信息采集、傳輸及站間聯(lián)系信息傳輸功能，同時(shí)根據(jù)信號(hào)系統(tǒng)制式可實(shí)現(xiàn)對(duì)區(qū)間運(yùn)行方向改變的控制功能。

　　2、傳輸信息分析

　　(1)、傳統(tǒng)站間聯(lián)系電路

　　以區(qū)間分界點(diǎn)為邊界，分界點(diǎn)運(yùn)行方向前方分區(qū)向后方分區(qū)傳輸信號(hào)機(jī)燈絲DJ、軌道繼電器1GJ~7GJ、小軌道繼電器XGJ信息;分界點(diǎn)運(yùn)行方向后方分區(qū)向前方分區(qū)傳輸軌道繼電器GJ、小軌道繼電器XGJ信息。當(dāng)站間距離較近時(shí)，還應(yīng)考慮進(jìn)站信號(hào)機(jī)LXJ、ZXJ、YXJ、LUXJ、TXJ、1DJ、UUSJ的傳輸信息及出站信號(hào)機(jī)LXJ等的傳輸信息。

　　(2)、方向電路控制信息

　　為實(shí)現(xiàn)雙線雙方向運(yùn)行，一般設(shè)置四線制改方電路，電路通過(guò)四芯信號(hào)電纜傳輸方向電路控制信息，主要含監(jiān)督區(qū)間軌道空閑條件信息JQ、JQH及方向電路控制信息FQ、FQH。

　　(3)、 WBS-C型站間安全信息傳輸系統(tǒng)

　　WBS-C閉塞傳輸設(shè)備在硬件上采用了先進(jìn)的2取2乘2技術(shù)來(lái)保證信息的安全傳輸，采用雙套設(shè)備冗余來(lái)保證系統(tǒng)的高可用性，采用光纖通信保證站間傳輸?shù)母呖煽啃?通信軟件上采用了自檢技術(shù)、差異性比較技術(shù)、安全編碼技術(shù)和動(dòng)態(tài)編碼技術(shù)等來(lái)保證軟件通信的安全性;該系統(tǒng)充分考慮了系統(tǒng)的擴(kuò)展性，為今后系統(tǒng)的進(jìn)一步擴(kuò)展打下了很好的基礎(chǔ)。

　　WBS-C閉塞傳輸設(shè)備與室外信號(hào)設(shè)備之間的結(jié)合，仍然采用繼電器電路，主要有信號(hào)點(diǎn)燈電路，道岔控制電路，軌道電路等，結(jié)合電路及光電轉(zhuǎn)換模塊增加了接口電路的施工難度，精度也要求很高，要求施工工人具有較高的施工能力。

　　系統(tǒng)采集本站軌道電路及其他相關(guān)信息的繼電器接點(diǎn)狀態(tài)，通過(guò)光纜雙向、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸?shù)洁徴荆�直接�?qū)動(dòng)相應(yīng)的繼電器。兩車站站間聯(lián)系條件互傳，為站間聯(lián)系電路提供所需信息，并滿足故障-安全原則。

　　采用基于光通信技術(shù)的站間安全信息傳輸系統(tǒng)替代以信號(hào)電纜及聯(lián)鎖為載體的傳統(tǒng)站間聯(lián)系電路，完成站間自動(dòng)閉塞方向電路控制和站間安全信息傳輸功能，既可降低工程投資，又可提高信號(hào)系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，從而實(shí)現(xiàn)電子化站間閉塞和站間聯(lián)系，推動(dòng)信號(hào)系統(tǒng)向高度自動(dòng)化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化方向發(fā)展。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]北京國(guó)正信安系統(tǒng)控制技術(shù)有限公司.WBS-C閉塞傳輸設(shè)備簡(jiǎn)介，2008.

　　[2]鐵道部運(yùn)輸局基于光通信的站間安全信息傳輸系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)條件(暫行)，2010.