數(shù)字平調光纖直放系統(tǒng)的研究與應用

李明 孫喆

(山東能源淄礦集團鐵路運銷處,山東濟寧 272104)

數(shù)字平調光纖直放系統(tǒng)的研究與應用

李明 孫喆

(山東能源淄礦集團鐵路運銷處,山東濟寧 272104)

本文根據(jù)濟北礦區(qū)鐵路的集控模式特點,包括車站、區(qū)間以及道口等主要設備的應用現(xiàn)狀,提出了建設WJG數(shù)字平調光纖直放系統(tǒng)的總體設計,并詳細設計了各個系統(tǒng)的建設目標,充分解決了區(qū)間無線信號弱、存在盲區(qū)等不安全問題。

數(shù)字平調 光纖直放 聯(lián)鎖

1 運用現(xiàn)狀和意義

礦區(qū)鐵路是銜接國家鐵路與礦區(qū)的中間環(huán)節(jié),是鐵路運輸網的重要組成部分。據(jù)有關資料統(tǒng)計,目前國內礦區(qū)鐵路超過2萬公里。作為其中之一的淄礦集團鐵路運銷處是為淄礦集團濟北礦區(qū)煤炭外運服務的專用鐵路,年運量300余萬噸,屬工業(yè)企業(yè)一級鐵路,專用線全長平均運距49km。近年來,鐵路行車事故頻發(fā),給鐵路運輸生產帶來極大的危害,淄礦集團鐵路運銷處安全行車現(xiàn)狀主要表現(xiàn)以下三個方面。

(1)無線對講系統(tǒng)不適用于現(xiàn)在鐵路行車的發(fā)展及運用。隨著鐵路設備系統(tǒng)的不斷發(fā)展,鐵路控制系統(tǒng)的不斷改進,淄礦集團鐵路運銷處根據(jù)實際情況,對微機聯(lián)鎖進行了升級改造,采用MCIS—1型和TYJL—II型微機聯(lián)鎖,有效進行銜接,實現(xiàn)了遠程集控模式,在無線對講方面采用光纖直放與中繼相結合的工作模式,東莊站至岱莊站之間已經使用了一套TTE—450FR光纖直放設備,但對講機的有效通訊距離在3—5km左右,還是存在盲區(qū)、弱信號現(xiàn)象,因此早期運用的無線對講系統(tǒng)明顯的不適用于現(xiàn)在鐵路行車的發(fā)展及運用。

(2)加強設備與設備之間的互控管理。2011年“7．23”溫甬線追尾事故,在社會上引起了強烈的反響。鐵路局不僅加強國鐵方面的管理,并要求鐵路專用線在設備方面需要進一步加強管理。

(3)提高效率,壓縮停時。近年來國鐵要求壓縮裝車時間,提高運輸效率,近年來,因設備問題延誤發(fā)送列車達十車次之多,特別是2008年“1．5”微機聯(lián)鎖事故造成延誤發(fā)車5小時以上。

2 主要研究內容

2.1 系統(tǒng)總體設計原理

光纖直放站主要由光纖直放站近端機和光纖直放站遠端機組成,其中光纖直放站近端機安裝于鐵運處集配站東莊車站,主要由光盤模塊、監(jiān)控主板、雙工器、電源模塊組成,光纖直放站遠端機安裝于裝車站唐口車站,主要由射頻一體化模塊、監(jiān)控主板、雙工器、監(jiān)控面板、電源模塊組成。

下行鏈路:車站電臺(區(qū)長臺設備)發(fā)出的下行射頻信號被耦合到光纖直放站近端機,然后送入光盤模塊,光盤模塊將射頻信號進行處理并轉換為光信號,然后通過光纖將光信號傳輸至遠端機。遠端機接收到光信號后通過一體化模塊進行一系列信號處理并放大后經過雙工器,然后再通過天饋系統(tǒng)將射頻信號重發(fā)出去。

上行鏈路:光纖直放站遠端機將天饋系統(tǒng)接收到的車載信號(移動終端設備信號)后經過雙工濾波器濾波,再由一體化模塊進行信號處理并轉換成光信號,再通過光纖傳輸至近端機。近端機接收到光信號后通過光盤模塊進行光電信號轉換,然后將信號耦合至車站電臺(區(qū)長臺設備)。

2.2 數(shù)字平調光纖直放系統(tǒng)技術特點

WJG數(shù)字平調光纖直放系統(tǒng)的兩路輸入交流電源采用互為主、備的供電控制方式。正常情況下,一路電源主用供電,另一路備用;當主用電源故障時(斷電、缺相、過壓、欠壓),自動轉為備用電源供電。本系統(tǒng)由完全相同的兩系組成,采用雙機熱備的工作模式,并經過高速可靠的光纖傳輸安全通道與遠程系統(tǒng)進行連接,最終實現(xiàn)了遠距離的安全通信。

2.3 數(shù)字平調光纖直放系統(tǒng)的主要創(chuàng)新點

數(shù)字平調光纖直放系統(tǒng)擁有強大完善的監(jiān)控、告警功能,可實現(xiàn)設備故障自動報警和遠程維護,智能化程度比較高,并且系統(tǒng)能夠通過直放站近端機監(jiān)控面板檢查、查看遠端機的運行狀態(tài),較大程度地降低了維護難度;設備噪聲低、線性好、通話效果理想,具有很高的上下行隔離度,配置靈活,使用方便,可以進行一拖一或者一拖多的組網和混合組網,可以根據(jù)不同的現(xiàn)場環(huán)境特點設置靜噪門限,有效地避免了無用信號的干擾;設備模塊采用統(tǒng)一的RS485接口,設備的更換和升級比較方便;系統(tǒng)增益和輸出電平能連續(xù)可調,能調節(jié)上下行鏈路的增益平衡。

2.4 數(shù)字平調光纖直放系統(tǒng)的主要功能

通過項目的建設,成功實現(xiàn)以下功能:

(1)消除覆蓋東、岱、唐鐵路區(qū)間通信中存在的無線信號盲區(qū)和陰影區(qū)角落或鐵路通信效果不理想的地帶;

(2)保證各運輸口、調度室、行車室以及各個道口無線通話的質量;

(3)具有對漏泄同軸電纜的實時監(jiān)測功能。

3 經濟和社會效益分析

數(shù)字平調光纖直放系統(tǒng)的研究與應用,建成了一個安全、互控、信息實時采集和保存的安全管理應用綜合系統(tǒng),具有顯著的技術、經濟和社會效益。

3.1 技術效益分析

數(shù)字平調光纖直放系統(tǒng)以實現(xiàn)安全為基礎,高效利用設備,并將其綜合集成,以較低的成本達到保障安全、提高運輸效率的目的,建設成為國內領先水平的礦區(qū)輔助生產系統(tǒng)。技術效應具體分析如下。

(1)實現(xiàn)了信號全覆蓋。本項目的建設徹底解決了特殊地段弱信號、盲區(qū)、邊遠地區(qū)移動通信問題的老問題,提高了通話質量,有效的避免了因無線信號中斷而延誤列車發(fā)車時間。

(2)實現(xiàn)了通話實時記錄、保存。本項目的建設成功保證了行車室、調度室、各站以及各道口的通話質量及實時錄音,并能夠保存長達3個月,對通話標準、通話時間和通話質量進行了監(jiān)控。實現(xiàn)了系統(tǒng)數(shù)據(jù)層、集成應用以及用戶交互層的橫向集成和縱向集成。

3.2 效益分析

(1)安全及其他效益分析。該系統(tǒng)的成功應用為淄礦集團鐵路運銷處構建了一套設備優(yōu)化和安全管理體系,從根本上解決了制約通話質量和設備安全的問題,尤其是實時監(jiān)控和回放功能,使現(xiàn)場作業(yè)人員由人控轉為人機雙控,規(guī)范了現(xiàn)場作業(yè)人員的操作標準和語言標準,從而降低了人身或車輛等安全事故發(fā)生的機率。

(2)社會效益分析。大多數(shù)企業(yè)在引進設備、開發(fā)新系統(tǒng)時,由于研發(fā)廠家、時間、功能不一致,造成各系統(tǒng)各自為政、功能單一、管理困難等現(xiàn)象,通過本項目的實施,對企業(yè)采用一定技術將原有系統(tǒng)進行集成和整合提供了思路和方向,從而可以節(jié)約更大的投資費用,尤其在設備互控方面為鐵路運行安全提供了有力保障,在其他地方鐵路中,有很高的適用價值,便于在同行業(yè)間推廣使用。