信號半自動閉塞光通道傳輸方式的實現(xiàn)及意義

馬建民

(鐵道第一勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司，西安 710043)

1 概述

信號繼電半自動閉塞模式在我國鐵路上已運用有近五十年的歷史。這些年來，繼電半自動閉塞不僅滿足了鐵路運輸發(fā)展的需要，而且提高了行車效率。但隨著鐵路光通信及信號技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的利用電纜傳送半自動閉塞信號的方式已越來越不能適應(yīng)鐵路建設(shè)的需要。

2 半自動閉塞光纜傳輸方式產(chǎn)生的原因

隨著鐵路光通信技術(shù)的發(fā)展，目前已建或擬建鐵路均敷設(shè)有光纜，電纜和明線正逐步被淘汰，這極大地限制了傳統(tǒng)電纜模式傳送半自動閉塞信號的發(fā)展。另外，半自動閉塞工作時，半自動閉塞信號車站需接收發(fā)送車站的24V脈沖電壓信號才能可靠工作。由于各車站站間距離差異很大，所以造成線路壓降各不相同，這就要求發(fā)送閉塞信號的車站電壓有高、有低，需根據(jù)開通時具體情況調(diào)整，平時維護(hù)時也要酌情調(diào)整，使用很不方便，而且當(dāng)線路短路、斷路、絕緣特性差時,都會影響閉塞正常工作，工人在維護(hù)中誤將閉塞線接反，也會造成半自動閉塞的失效。鑒于此種情況，研制既可在光纜通道上傳輸,也可在實回線通道上傳輸?shù)男滦蛡魉头绞剑殉蔀榇_保接發(fā)列車安全，降低運維維護(hù)成本的當(dāng)務(wù)之急。

3 半自動閉塞光通道傳輸方式

3.1 工作原理

如圖1所示，接發(fā)列車時，不論人工、自動或列車發(fā)送，均是由控制室發(fā)出正脈沖電壓或負(fù)脈沖電壓，進(jìn)入傳輸器后，正脈沖電壓變?yōu)镕1，負(fù)脈沖電壓變?yōu)镕2,送入光通道。傳輸器接收到F1或F2后，F(xiàn)1變?yōu)檎}沖電壓，F(xiàn)2變?yōu)樨?fù)脈沖電壓，送入控制室，從而使發(fā)車燈、接車燈亮黃或亮綠或亮紅。

3.2 工作過程

半自動閉塞光通道方式工作過程分3步，首先是信號發(fā)送，其次是信號接收，再次為控制邏輯。

3.2.1 信號發(fā)送

如圖2所示，發(fā)送通道首先對閉塞機接受的脈沖電壓信號進(jìn)行幅值和極性鑒別，當(dāng)信號幅值大于一定的門檻時(例如直流30 V)，才被確認(rèn)為合格信號，此時信號鑒別電路將根據(jù)不同的輸入信號極性（“+”或“-”）控制V/F電路輸出F1或F2，經(jīng)濾波電路后形成標(biāo)準(zhǔn)的正弦波信號，再經(jīng)音頻放大、隔離變壓器及阻抗匹配后變?yōu)樗蟮碾娖郊白杩梗椭凉馔ǖ酪纛l四發(fā)口。

3.2.2 信號接收

如圖3所示，接收的音頻信號先經(jīng)隔離變壓器及阻抗匹配處理后，再經(jīng)音頻放大后進(jìn)行F/V轉(zhuǎn)換，例如F1→V1，F(xiàn)2→V2等，最后依V值反演判斷是何頻率信號，當(dāng)判定為F1或F2后，直流極性判斷電路輸出“+”或“-”脈沖電壓信號送至半自動閉塞設(shè)備。

3.2.3 控制邏輯

控制邏輯步驟除控制上述發(fā)送和接收通道的邏輯關(guān)系外，還用于監(jiān)測互聯(lián)的2臺傳輸機及光通道是否正常，一旦出現(xiàn)邏輯錯誤、通道中斷或傳輸器設(shè)備故障等，可將信號傳輸切換至實回線通道，確保了信號傳輸暢通，并發(fā)出報警、監(jiān)測信號，提示維護(hù)人員。

4 半自動閉塞光纜傳輸方式的意義

4.1 提高了資源利用率，降低了工程投資

自動閉塞光纜傳輸方式能空余出電纜芯線，提高了電纜的使用率，部分工程甚至可取消敷設(shè)電纜費用，極大地降低了工程投資。

目前我國鐵路上使用的通信低頻對稱電纜規(guī)格型號一般為HEYFLT234×4×0.9或HEYFLT237×4×0.9，芯線使用情況大體為：1對列調(diào)備用回線，1對站間行車備用回線，2對區(qū)間電話回線，1對應(yīng)急通信回線，1對區(qū)間養(yǎng)路回線，1對區(qū)間靜圖回線，2對閉塞信號回線，1對橋隧守護(hù)回線，部分線路還有道口電話回線和其他通信回線。在使用半自動閉塞光纜傳輸方式后，部分項目可將電纜規(guī)格由7×4降低為4×4，節(jié)約了大量的工程投資。

4.2 提高了半自動閉塞系統(tǒng)的可靠性

系統(tǒng)克服了由于站間距差異造成的電壓差，確保接收電壓保持一個定值，使閉塞系統(tǒng)的可靠性大大提高。另外，避免了線路短路、斷路、絕緣特性差時產(chǎn)生的影響及人為操作失誤時造成的安全隱患。

4.3 減小了維護(hù)的工作量，提高了維護(hù)的安全性

采用光纜傳輸方式后可取消電纜實施或減少電纜芯線使用，降低了維護(hù)人員的工作量，同時可利用市場上較成熟的光纜監(jiān)測設(shè)備，極大的提高了信號閉塞系統(tǒng)維護(hù)的安全性。

5 結(jié)束語

半自動閉塞系統(tǒng)光傳輸方式，作為傳統(tǒng)信號閉塞模式的一種更新改造，在我國鐵路運行模式下必能重行煥發(fā)青春。