李明 孫喆

(山東能源淄礦集團(tuán)鐵路運(yùn)銷處,山東濟(jì)寧 272104)

數(shù)字平調(diào)光纖直放系統(tǒng)的研究與應(yīng)用

李明 孫喆

(山東能源淄礦集團(tuán)鐵路運(yùn)銷處,山東濟(jì)寧 272104)

本文根據(jù)濟(jì)北礦區(qū)鐵路的集控模式特點(diǎn),包括車站、區(qū)間以及道口等主要設(shè)備的應(yīng)用現(xiàn)狀,提出了建設(shè)WJG數(shù)字平調(diào)光纖直放系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì),并詳細(xì)設(shè)計(jì)了各個系統(tǒng)的建設(shè)目標(biāo),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(diào) 光纖直放 聯(lián)鎖

1 運(yùn)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(yùn)輸網(wǎng)的重要組成部分。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì),目前國內(nèi)礦區(qū)鐵路超過2萬公里。作為其中之一的淄礦集團(tuán)鐵路運(yùn)銷處是為淄礦集團(tuán)濟(jì)北礦區(qū)煤炭外運(yùn)服務(wù)的專用鐵路,年運(yùn)量300余萬噸,屬工業(yè)企業(yè)一級鐵路,專用線全長平均運(yùn)距49km。近年來,鐵路行車事故頻發(fā),給鐵路運(yùn)輸生產(chǎn)帶來極大的危害,淄礦集團(tuán)鐵路運(yùn)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(yùn)用。隨著鐵路設(shè)備系統(tǒng)的不斷發(fā)展,鐵路控制系統(tǒng)的不斷改進(jìn),淄礦集團(tuán)鐵路運(yùn)銷處根據(jù)實(shí)際情況,對微機(jī)聯(lián)鎖進(jìn)行了升級改造,采用MCIS—1型和TYJL—II型微機(jī)聯(lián)鎖,有效進(jìn)行銜接,實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程集控模式,在無線對講方面采用光纖直放與中繼相結(jié)合的工作模式,東莊站至岱莊站之間已經(jīng)使用了一套TTE—450FR光纖直放設(shè)備,但對講機(jī)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(yùn)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(yùn)用。

(2)加強(qiáng)設(shè)備與設(shè)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(qiáng)烈的反響。鐵路局不僅加強(qiáng)國鐵方面的管理,并要求鐵路專用線在設(shè)備方面需要進(jìn)一步加強(qiáng)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(yùn)輸效率,近年來,因設(shè)備問題延誤發(fā)送列車達(dá)十車次之多,特別是2008年“1．5”微機(jī)聯(lián)鎖事故造成延誤發(fā)車5小時以上。

2 主要研究內(nèi)容

2.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)原理

光纖直放站主要由光纖直放站近端機(jī)和光纖直放站遠(yuǎn)端機(jī)組成,其中光纖直放站近端機(jī)安裝于鐵運(yùn)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(yuǎn)端機(jī)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(shè)備)發(fā)出的下行射頻信號被耦合到光纖直放站近端機(jī),然后送入光盤模塊,光盤模塊將射頻信號進(jìn)行處理并轉(zhuǎn)換為光信號,然后通過光纖將光信號傳輸至遠(yuǎn)端機(jī)。遠(yuǎn)端機(jī)接收到光信號后通過一體化模塊進(jìn)行一系列信號處理并放大后經(jīng)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(yuǎn)端機(jī)將天饋系統(tǒng)接收到的車載信號(移動終端設(shè)備信號)后經(jīng)過雙工濾波器濾波,再由一體化模塊進(jìn)行信號處理并轉(zhuǎn)換成光信號,再通過光纖傳輸至近端機(jī)。近端機(jī)接收到光信號后通過光盤模塊進(jìn)行光電信號轉(zhuǎn)換,然后將信號耦合至車站電臺(區(qū)長臺設(shè)備)。

2.2 數(shù)字平調(diào)光纖直放系統(tǒng)技術(shù)特點(diǎn)

WJG數(shù)字平調(diào)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(dāng)主用電源故障時(斷電、缺相、過壓、欠壓),自動轉(zhuǎn)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(jī)熱備的工作模式,并經(jīng)過高速可靠的光纖傳輸安全通道與遠(yuǎn)程系統(tǒng)進(jìn)行連接,最終實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)距離的安全通信。

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

數(shù)字平調(diào)光纖直放系統(tǒng)擁有強(qiáng)大完善的監(jiān)控、告警功能,可實(shí)現(xiàn)設(shè)備故障自動報(bào)警和遠(yuǎn)程維護(hù),智能化程度比較高,并且系統(tǒng)能夠通過直放站近端機(jī)監(jiān)控面板檢查、查看遠(yuǎn)端機(jī)的運(yùn)行狀態(tài),較大程度地降低了維護(hù)難度;設(shè)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(jìn)行一拖一或者一拖多的組網(wǎng)和混合組網(wǎng),可以根據(jù)不同的現(xiàn)場環(huán)境特點(diǎn)設(shè)置靜噪門限,有效地避免了無用信號的干擾;設(shè)備模塊采用統(tǒng)一的RS485接口,設(shè)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(diào),能調(diào)節(jié)上下行鏈路的增益平衡。

2.4 數(shù)字平調(diào)光纖直放系統(tǒng)的主要功能

通過項(xiàng)目的建設(shè),成功實(shí)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(yùn)輸口、調(diào)度室、行車室以及各個道口無線通話的質(zhì)量;

(3)具有對漏泄同軸電纜的實(shí)時監(jiān)測功能。

3 經(jīng)濟(jì)和社會效益分析

數(shù)字平調(diào)光纖直放系統(tǒng)的研究與應(yīng)用,建成了一個安全、互控、信息實(shí)時采集和保存的安全管理應(yīng)用綜合系統(tǒng),具有顯著的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和社會效益。

3.1 技術(shù)效益分析

數(shù)字平調(diào)光纖直放系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)安全為基礎(chǔ),高效利用設(shè)備,并將其綜合集成,以較低的成本達(dá)到保障安全、提高運(yùn)輸效率的目的,建設(shè)成為國內(nèi)領(lǐng)先水平的礦區(qū)輔助生產(chǎn)系統(tǒng)。技術(shù)效應(yīng)具體分析如下。

(1)實(shí)現(xiàn)了信號全覆蓋。本項(xiàng)目的建設(shè)徹底解決了特殊地段弱信號、盲區(qū)、邊遠(yuǎn)地區(qū)移動通信問題的老問題,提高了通話質(zhì)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(shí)現(xiàn)了通話實(shí)時記錄、保存。本項(xiàng)目的建設(shè)成功保證了行車室、調(diào)度室、各站以及各道口的通話質(zhì)量及實(shí)時錄音,并能夠保存長達(dá)3個月,對通話標(biāo)準(zhǔn)、通話時間和通話質(zhì)量進(jìn)行了監(jiān)控。實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)數(shù)據(jù)層、集成應(yīng)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(yīng)用為淄礦集團(tuán)鐵路運(yùn)銷處構(gòu)建了一套設(shè)備優(yōu)化和安全管理體系,從根本上解決了制約通話質(zhì)量和設(shè)備安全的問題,尤其是實(shí)時監(jiān)控和回放功能,使現(xiàn)場作業(yè)人員由人控轉(zhuǎn)為人機(jī)雙控,規(guī)范了現(xiàn)場作業(yè)人員的操作標(biāo)準(zhǔn)和語言標(biāo)準(zhǔn),從而降低了人身或車輛等安全事故發(fā)生的機(jī)率。

(2)社會效益分析。大多數(shù)企業(yè)在引進(jìn)設(shè)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(xiàng)目的實(shí)施,對企業(yè)采用一定技術(shù)將原有系統(tǒng)進(jìn)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(fèi)用,尤其在設(shè)備互控方面為鐵路運(yùn)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。