摘要：作者在南疆鐵路增建二線施工過程中，對超大區間采用的基于光通信基礎的鐵道信號安全信息傳輸系統(WBS-C)系統代替傳統區間自動閉塞電路進行了認真的探討，并結合施工實際從經濟、技術、安全、效率等方面進行了解析，對國內類似長大區間信號信息傳輸系統應用具有指導意義。

　　關鍵詞：鐵道信號,信息安全,傳輸系統

　　南疆鐵路是新疆對外溝通交流的客貨運重要通道，是南疆生產生活物資出入新疆的必經之路，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，西至阿克蘇地區阿克蘇市。全線既有14個車站，全長526km，最長單線區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間只能停留一趟列車，列車到達臨站復原后方可同意放行下趟列車，列車運行時速不超過80公里，日均放行列車12對，長大區間使得運輸效率極低，遠遠不能滿足需求。

　　隨著國家西部大開發和新一輪支援新疆建設的進展，南疆鐵路運輸效率低、行進速度慢的弊端進一步顯現，國家投入大量資金進行南疆鐵路增建二線建設，輪阿段設計速度160公里，日通過列車120對，其中鐵道信號工程采用國內高速鐵路及客運專線普遍采用的ZPW2000A自動閉塞系統，區間信號機四顯示，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，極大地提高運輸效率。

　　采用自動閉塞制式的同時，缺陷也顯示出來，發達地區人口密集，兩個車站距離近，鐵道信號自動閉塞系統采用電纜傳輸，信息量小，電纜傳輸的極限長度原則上為15公里，超過該極限傳輸長度，區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公里的區間幾乎全部都是無人的戈壁荒灘或者沙漠地區，每隔15公里設立一個車站，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合的站間設置方式，控制站和中繼站間信息傳送采用基于光通信技術的安全信息傳輸系統(WBS-C)，控制站的控制信息經電光信號轉換后，利用光纖傳播至中繼站，中繼站對光信號進行解碼，驅動控制子系統，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備，既能提高系統可靠性、又降低投資成本，必將在越來越多的鐵路信號工程中應用。

　　一、安全信息傳輸系統(WBS-C)工作的基本原理

　　33個車站(含中繼站)之間進行站間聯系信息及方向電路信息的傳輸采用基于光纜傳輸的站間安全信息方案，取代傳統以信號電纜及繼電器聯鎖方式實現兩站間的自動閉塞站聯信息和方向電路信息的傳輸，是信號技術發展的又一項創新。WBS-C閉塞傳輸設備的主要功能是區間自動閉塞區間方向控制功能和區間安全信息傳輸功能。該

　　系統可以完成對外部設備狀態信息的采集，與對方站進行通信，對輸入信息和對方站信息進行邏輯運算，將運算結果對外輸出和傳輸到對方站。

　　采用基于光通信技術的安全信息傳輸系統(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聯鎖系統為核心，通過安全局域網(ET-NET)實現本地中心站及相鄰無人值守中繼站的安全控制，系統符合中國鐵路信號聯鎖技術條件，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域計算機聯鎖設備配置示意圖”所示，由設在中心站的控制臺子系統、電務維護子系統、聯鎖子系統和分別設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組成。

　　信號采集裝置從鐵路信號系統邏輯電路中采集所需繼電器信息發送給所需的信號設備。為了保證行車安全，信號采集裝置應保證采集信息的安全性、可靠性、及時性、準確性。信號采集裝置采用安全結構保證獲取信息的安全可靠。

　　1、安全信息傳輸系統(WBS-C)采集裝置具備以下特點：

　　(1)、采用二取二技術來保證信息的安全;

　　(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)、設備采用自檢技術、差異性比較技術、安全編碼技術和動態編碼等技術來保證軟件通信的安全性;

　　(5)、由CPU子系統和采集輸入子系統構成。

　　(6)、預留監測接口與監測設備連接。

　　(7)、充分考慮設備的可擴展性。

　　2、安全信息傳輸系統(WBS-C)系統構成

　　信號采集裝置由2取2組合式安全CPU子系統和采集子系統構成。CPU子系統和采集子系統分別提供24V電源輸入接口，分別為各自子系統供電。采集子系統通過采集線纜及回線獲取組合架上繼電器狀態信息并提供給CPU子系統。CPU子系統把采集信息2取2運算并通過串口發送給站所需采集信息的信號設備。信號采集裝置有自檢測功能，在自檢測發現故障時發送故障狀態給信號設備。

　　二、傳統閉塞方式和WBS-C的優劣分析

　　1、傳輸通道分析

　　(1)、 傳統站間聯系電路方式

　　ZPW-2000A系列復線四顯示自動閉塞區段，其站聯及方向電路傳輸通道一般采用國產SPTYWL23 型綜合扭絞數字信號電纜。為節省電纜，站間聯系電路采用JWXC-1000型和JPXC-1000型繼電器，為防止電路接點轉換過程中信號閃燈，JWXC-1000型繼電器需要設計JWXC-H340型復示繼電器。

　　(2)、 基于光通信技術的站間安全信息傳輸方式

　　站間安全傳輸系統采用計算機和現代通信技術，以安全計算機為核心，通過繼電器與聯鎖及自動閉塞系統接口，在兩站或多站點間利用光纜進行信號信息交換，完成區間信息采集、傳輸及站間聯系信息傳輸功能，同時根據信號系統制式可實現對區間運行方向改變的控制功能。

　　2、傳輸信息分析

　　(1)、傳統站間聯系電路

　　以區間分界點為邊界，分界點運行方向前方分區向后方分區傳輸信號機燈絲DJ、軌道繼電器1GJ~7GJ、小軌道繼電器XGJ信息;分界點運行方向后方分區向前方分區傳輸軌道繼電器GJ、小軌道繼電器XGJ信息。當站間距離較近時，還應考慮進站信號機LXJ、ZXJ、YXJ、LUXJ、TXJ、1DJ、UUSJ的傳輸信息及出站信號機LXJ等的傳輸信息。

　　(2)、方向電路控制信息

　　為實現雙線雙方向運行，一般設置四線制改方電路，電路通過四芯信號電纜傳輸方向電路控制信息，主要含監督區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

　　WBS-C閉塞傳輸設備在硬件上采用了先進的2取2乘2技術來保證信息的安全傳輸，采用雙套設備冗余來保證系統的高可用性，采用光纖通信保證站間傳輸的高可靠性;通信軟件上采用了自檢技術、差異性比較技術、安全編碼技術和動態編碼技術等來保證軟件通信的安全性;該系統充分考慮了系統的擴展性，為今后系統的進一步擴展打下了很好的基礎。

　　WBS-C閉塞傳輸設備與室外信號設備之間的結合，仍然采用繼電器電路，主要有信號點燈電路，道岔控制電路，軌道電路等，結合電路及光電轉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。

　　系統采集本站軌道電路及其他相關信息的繼電器接點狀態，通過光纜雙向、點對點傳輸到鄰站，直接驅動相應的繼電器。兩車站站間聯系條件互傳，為站間聯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的站間安全信息傳輸系統替代以信號電纜及聯鎖為載體的傳統站間聯系電路，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，又可提高信號系統的可靠性和穩定性，從而實現電子化站間閉塞和站間聯系，推動信號系統向高度自動化、數字化、網絡化、集成化方向發展。

　　參考文獻

　　[1]北京國正信安系統控制技術有限公司.WBS-C閉塞傳輸設備簡介，2008.

　　[2]鐵道部運輸局基于光通信的站間安全信息傳輸系統應用技術條件(暫行)，2010.