铁路信号站间信息的安全传输方案研究

摘要：本文以实例分析了某矿区铁路站间安全信息传输系统，采用光缆通道传输站间半自动闭塞信息，可以满足信息传输安全性、可靠性、及时性的需求。

关键词：铁路信号；站间信息；安全传输方案；

目前中国铁路信号站间信息通常有以下主要的几类：半自动闭塞联系、站间联系、自动闭塞方向电路联系、驼峰联系、场间联系等。其传统的站间信息的传输方式均使用继电器结合方式，即相邻站间分别通过继电器接点向对方站传输安全信息，邻站也使用继电器接收该安全信息。这种方式的每一结合继电器均需在站间铺设一对电缆芯线，有时为减少压降还需要增加电缆芯线，需求大量电缆。

一、铁路信号站间信息的安全传输方式

1.根据目前我国铁路通信、信号的运营管理模式，相邻站间的通信方式可以有如下四种方式：第一，信号专业自行提供2 芯光纤和配置光传输设备，同时采用租用（直接租赁通信专业2芯光缆）或置换（信号专业铺设4 芯，其中2 芯用来置换通信光缆）的方式获得通信光缆中的2 芯光纤，构成SDH 环形网。第二，通信专业提供数字通道，信号专业不需要敷设光缆和配置光传输设备。第三，信号专业自行提供2芯光纤，采用光纤直驱方式实现通信。第四，采用站间导线（铜线），站间可通过Modemmodem方式连接通信。

2.第一种方式中，信号专业自行提供的光纤与通信专业提供的光纤分布在不同的物理径路上，同时配置技术成熟的、具有高可靠性的、大容量和高度灵活性的光传输设备（采用IT行业通用的、经济合理的多业务传输平台MSTP），组成一个SDH传输自愈环，为车站之间提供多种接口和速率的可靠的传输通道。第二种方式的站间2M 通道的管理和调度结合目前通信传输管理模式只能由通信专业人员来完成，可能会造成通信与信号专业之间的配合脱节，不能很好的保证安全性。第三种方式由于站间距离较长，光纤传输衰耗不能满足传输要求，同时需要采用光纤收发器，该收发器不能网管、可靠性差，容易成为传输通道中的故障点，从而影响信号系统的安全性。第四种方式由于传输速率低、传输通道信息容量小，且站间距离较长，信号衰耗不能满足传输要求，同时需通信专业专门提供站间导线（铜线）。

3.对于沿线未铺设光缆的既有线路，可采用第四种方式；沿线敷设光缆的既有线路，可采用第二种方式；对新建线路，推荐采用第一种传输方式，采用故障-安全数据传输总线方式，通过采用双套网络设备、双路光纤等措施，实现通信传输的可靠性及可用性。

二、实例分析

1.某矿区铁路大多采用继电半自动闭塞系统，它是利用继电器电路的逻辑关系实现分界点之间的联系，以闭塞机继电器吸起产生的普通的电平信号作为信息载体，通过电缆传输闭塞系统的状态信息。该系统的无中继传输能力不强，容易受到外界环境的干扰，影响了线路的安全性能和运营效率。由此研发站间安全信息传输系统，采用光缆通道传输站间半自动闭塞信息，提高通道传输的抗干扰能力； 采用通道冗余技术并实时检测通道是否正常，保证线路的运营效率； 并满足信息传输安全性、可靠性、及时性的需求。

2.目的。某矿区铁路运销处管辖的有三个主要的车站。目前三站之间采用64D型继电半自动闭塞系统，本项目通过三个车站各自增加安装一套站间安全信息传输设备，完成与车站原有信号设备之间的结合。设备改造完成后，不改变区间半自动闭塞的制式，站间采用光缆代替电缆传输站间闭塞信息，半自动闭塞手续的办理过程与表示保持不变。站间安全信息传输系统的工作原理。本项目研究的站间安全信息传输系统是解决区间半自动闭塞信息的安全传输，简称为WBS-C 站间安全信息传输系统（半自动应用），其具体系统结构图如图1。

（1）WBS-C站间安全信息传输系统（ 半自动应用） 将信息，并运用计算机和现代通信技术，采用二取二技术来保证获取信息的可靠性，设备利用光纤通道进行通信，当信息到达目的车站后，WBS-C站间安全信息传输系统（ 半自动应用） 又将光信号转换成相关继电器的状态信息。WBS-C站间安全信息传输系统（ 半自动应用）由电源子系统、CPU子系统、I /O 子系统和远程通信子系统组成。CPU 子系统和I /O 子系统的结构设计均采用2 取2的结构，保证了设备的可靠性。

（2）远程通信子系统包括一块光通信接口板，主要完成信息的光电转换，将CPU 子系统中主CPU 通过串口通信扩展板发送过来的数据由电平信号转化为光信号，通过光纤发送到对方站； 将对方站发送过来的光信号转化为电平信号发送给CPU子系统，实现信息的安全传输。光通信采用双光纤冗余保证该系统的可用性，CPU 子系统对即将发送给光通信子系统的串口数据进行2 取2 比较，保证了数据的可靠性。

3.项目实施情况

（1）项目概况。本次项目改造三个车站安装WBS-C站间安全信息传输系统设备之后，三站之间的闭塞通道改电缆通道为光纤通道，闭塞方式仍为半自动闭塞，

（2）与站内设备接口。WBS-C 站间安全信息传输系统（ 半自动应用）设计安装于每个车站的信号机械室内。WBS-C 站间安全信息传输系统（ 半自动应用）采用220AC 供电电源，电源由站内电源屏提供，并引入设备组合侧面，额定电流不小于1A。在一站WBS-C 站间安全信息传输系统（ 半自动应用） 通过半自动辅助继电器组合与64D 线路继电器电路接口。在二、三站WBS-C 站间安全信息传输系统（ 半自动应用） 通过半自动辅助继电器组合与微机连锁系统半自动电缆接口。由于没有64D 线路继电器电路，所以需要新增ZDJF，FDJF 二个偏极继电器，两个继电器反向串联接在微机连锁的两根电缆之间。全部放置于半自动辅助组合内部，具体实现原理为： 甲站向乙站传输正脉冲信息时，甲站微机连锁系统输出正脉冲驱动ZDJF，甲站WBS-C 系统采集ZDJF 的状态并通过光纤传输到乙站，乙站WBS-C 系统驱动ZXJF的状态，利用原有结合电路正脉冲输入到微机连锁，完成一次正脉冲信息的传输； 甲站向乙站传输负脉冲信息时，甲站微机联锁系统输出负脉冲驱动FDJF，甲站WBS-C 系统采集FDJF 的状态并通过光纤传输到乙站，乙站WBS-C 系统驱动FXJF的状态，利用原有的结合电路负脉冲输入到微机连锁，完成一次负脉冲信息的传输。

（3）站间通信接口。WBS-C 站间安全信息传输系统（ 半自动应用）的站间通道采用双通道冗余技术，当任一通道故障后不影响设备的正常使用。WBS-C站间安全信息传输系统（ 半自动应用）提供光纤接口（SC），每个区间方向需要4芯单模光纤（ 其中两芯冗余），站与站设备之间实现点对点连接，构成一个封闭的传输网络。

作为铁路站间信息的安全传输的保障措施。结合多种站间通信方式来保证铁路信号站间信息的安全传输方案将极大的提高站间信息传输的可靠性，为列车的安全运行提供强有力的保障。使信号设备的计算机技术应用水平发展到一个新的高度，为进一步提高系统功能，完善站间信息的传输方式及传输容量，适应今后的发展奠定了基础。

参考文献：

[1]王友珍.重载铁路站间安全信息传输系统应用研究.铁道标准设计2012. 01.

[2]中国铁路通信信号总公司研究设计院. 铁路工程设计技术手册信号（修订版）[M] .北京：中国铁道出版社， 2011 ：205-220 .