摘要：作者在南疆鐵路增建二線施工過程中，對超大區(qū)間采用的基于光通信基礎(chǔ)的鐵道信號安全信息傳輸系統(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，對國內(nèi)類似長大區(qū)間信號信息傳輸系統(tǒng)應(yīng)用具有指導(dǎo)意義。

　　關(guān)鍵詞：鐵道信號,信息安全,傳輸系統(tǒng)

　　南疆鐵路是新疆對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東起巴音郭楞蒙古自治州輪臺縣，西至阿克蘇地區(qū)阿克蘇市。全線既有14個車站，全長526km，最長單線區(qū)間羊塔克庫都克車站至咸水溝車站間38公里，全線采用64D半自動閉塞方式，列車放行時每一個區(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)行時速不超過80公里，日均放行列車12對，長大區(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)計速度160公里，日通過列車120對，其中鐵道信號工程采用國內(nèi)高速鐵路及客運(yùn)專線普遍采用的ZPW2000A自動閉塞系統(tǒng)，區(qū)間信號機(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間，極大地提高運(yùn)輸效率。

　　采用自動閉塞制式的同時，缺陷也顯示出來，發(fā)達(dá)地區(qū)人口密集，兩個車站距離近，鐵道信號自動閉塞系統(tǒng)采用電纜傳輸，信息量小，電纜傳輸?shù)臉O限長度原則上為15公里，超過該極限傳輸長度，區(qū)間電壓降使得信號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)間幾乎全部都是無人的戈壁荒灘或者沙漠地區(qū)，每隔15公里設(shè)立一個車站，不僅要投入大量人力物力財力，而且值班工人的生活保障也是問題。因此設(shè)計采用了撤銷一部分條件極其艱苦的車站，使得原有14個車站減少為7個，同時增加26個無人值守中繼站，采用控制站和無人值守中繼站相結(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)電光信號轉(zhuǎn)換后，利用光纖傳播至中繼站，中繼站對光信號進(jìn)行解碼，驅(qū)動控制子系統(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，必將在越來越多的鐵路信號工程中應(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)以信號電纜及繼電器聯(lián)鎖方式實(shí)現(xiàn)兩站間的自動閉塞站聯(lián)信息和方向電路信息的傳輸，是信號技術(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)可以完成對外部設(shè)備狀態(tài)信息的采集，與對方站進(jìn)行通信，對輸入信息和對方站信息進(jìn)行邏輯運(yùn)算，將運(yùn)算結(jié)果對外輸出和傳輸?shù)綄Ψ秸尽?/p>

　　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、庫車、新和、羊塔克庫都克、喀拉玉兒滾、阿克蘇中心站計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)為核心，通過安全局域網(wǎng)(ET-NET)實(shí)現(xiàn)本地中心站及相鄰無人值守中繼站的安全控制，系統(tǒng)符合中國鐵路信號聯(lián)鎖技術(shù)條件，滿足故障—安全使用要求。

　　如圖 “南疆鐵路庫阿增建二線工程區(qū)域計算機(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。

　　信號采集裝置從鐵路信號系統(tǒng)邏輯電路中采集所需繼電器信息發(fā)送給所需的信號設(shè)備。為了保證行車安全，信號采集裝置應(yīng)保證采集信息的安全性、可靠性、及時性、準(zhǔn)確性。信號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)來保證信息的安全;

　　(2)、可使用雙套信號采集裝置，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)和動態(tài)編碼等技術(shù)來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)測接口與監(jiān)測設(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)算并通過串口發(fā)送給站所需采集信息的信號設(shè)備。信號采集裝置有自檢測功能，在自檢測發(fā)現(xiàn)故障時發(fā)送故障狀態(tài)給信號設(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)線四顯示自動閉塞區(qū)段，其站聯(lián)及方向電路傳輸通道一般采用國產(chǎn)SPTYWL23 型綜合扭絞數(shù)字信號電纜。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)換過程中信號閃燈，JWXC-1000型繼電器需要設(shè)計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)采用計算機(jī)和現(xiàn)代通信技術(shù)，以安全計算機(jī)為核心，通過繼電器與聯(lián)鎖及自動閉塞系統(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，同時根據(jù)信號系統(tǒng)制式可實(shí)現(xiàn)對區(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，還應(yīng)考慮進(jìn)站信號機(jī)LXJ、ZXJ、YXJ、LUXJ、TXJ、1DJ、UUSJ的傳輸信息及出站信號機(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，電路通過四芯信號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)來保證信息的安全傳輸，采用雙套設(shè)備冗余來保證系統(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)和動態(tài)編碼技術(shù)等來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)備與室外信號設(shè)備之間的結(jié)合，仍然采用繼電器電路，主要有信號點(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)，通過光纜雙向、點(diǎn)對點(diǎn)傳輸?shù)洁徴荆�直接�?qū)動相應(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，推動信號系統(tǒng)向高度自動化、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.