摘 要：鐵路構(gòu)成了我國的基礎(chǔ)設(shè)施框架，扮演著經(jīng)濟(jì)活動(dòng)核心的角色，也是大眾日常出行不可或缺的選擇。在交通運(yùn)輸領(lǐng)域，鐵路充當(dāng)著堅(jiān)強(qiáng)的支柱，確保其運(yùn)行安全對民眾、社會(huì)以及國家的利益至關(guān)重要。光纖線路，作為鐵路通訊網(wǎng)絡(luò)及眾多信息系統(tǒng)的根基，其地位日益凸顯。它不僅是確保鐵路運(yùn)輸安全與高效的關(guān)鍵要素，還肩負(fù)著傳遞鐵路信息、調(diào)度業(yè)務(wù)的重任。光纖線路線路的安全狀況直接決定了鐵路通訊系統(tǒng)能否順暢運(yùn)作，對鐵路通訊光纖線路進(jìn)行有效防護(hù)是極其關(guān)鍵的。

關(guān)鍵詞：高速鐵路 光纖線路防 維護(hù) 故障處理 方法研究

1 緒論

鐵路是旅途舒適、安全系數(shù)高的一種大眾交通出行工具，是國家重點(diǎn)提倡和發(fā)展建設(shè)的民生工程，特別是在黨的“二十大”上國家提出推動(dòng)綠色發(fā)展以來，鐵路行業(yè)達(dá)到與航空運(yùn)輸行業(yè)相媲美的出行方式，在以復(fù)興號(hào)為代表的高速標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組問世，給動(dòng)車和高鐵的發(fā)展注入了無限動(dòng)力[1]。光纖線路作為鐵路通信網(wǎng)及各種信息網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)傳輸載體，在鐵路的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣，發(fā)揮的作用也越來越重要[2]，它是我國鐵路系統(tǒng)之中的重要組成部分，主要承擔(dān)著鐵路通信信息傳輸?shù)淖饔?，它的安全直接影響鐵路通信系統(tǒng)能否正常運(yùn)行，對于鐵路通信光纖線路線路的檢查及維護(hù)極為重要[3]。

2 光纖線路基本理論

2.1 光纖線路的概念及分類

光纖線路是由一根或多根光纖組成的、符合光學(xué)、環(huán)境和機(jī)械特性的結(jié)構(gòu)體[4]。

光纖線路的種類繁多，根據(jù)使用環(huán)境的不同，通常可以將它們分為室內(nèi)和室外兩種類型。在鐵路的通信系統(tǒng)中，通常使用的是室外類型的光纖線路。室外光纖線路進(jìn)一步細(xì)分為層絞式、中心管式和骨架式三種類型，而我國的高速鐵路網(wǎng)絡(luò)主要采用層絞式光纖線路。

層絞式光纖線路的構(gòu)造較為復(fù)雜，它由核心部分、加強(qiáng)元件、防水材料和外層保護(hù)構(gòu)成[4]。其中，外層保護(hù)包括外護(hù)套和可能存在的外層防護(hù)。核心部分由光纖、松散套管光纖層、可能的捆綁線、覆蓋帶和內(nèi)襯管等組成；加強(qiáng)元件則位于光纖線路的中心，所述的加固元件可由金屬或其他非金屬材料制成。層絞式光纖通道的一個(gè)突出優(yōu)勢是它能夠容納更多的光纖，并且擁有出色的機(jī)械特性，同時(shí)安裝過程也很便捷分支連接。在鐵路通信中，層絞式光纖線路因其適用性廣而得到廣泛應(yīng)用，它不僅可以用于直接埋地、管道或槽道鋪設(shè)，還可以進(jìn)行架空鋪設(shè)。其結(jié)構(gòu)示意圖見圖1。

中心管式光纖線路由核心、加強(qiáng)部件、防水材質(zhì)和外部保護(hù)層組成[4]。外部保護(hù)層包括內(nèi)護(hù)套和潛在的外部護(hù)層。其核心部分由光纖和中心松散套管構(gòu)成，而加強(qiáng)部件則設(shè)置在中心松散套管的外部?；谒缮⑻坠軆?nèi)光纖的配置，中心管式光纖線路可以細(xì)分為帶有光纖帶的 center-tube 型和分離光纖的 center-tube 型等。

骨架式光纖線路的結(jié)構(gòu)相對比較復(fù)雜，該光纖線路內(nèi)部的阻水帶環(huán)繞在骨架周圍，使骨架與阻水帶結(jié)合成一個(gè)封閉的腔體，阻水帶外部有[4]鋼帶，鋼帶外部為聚乙烯外護(hù)層。這種光纖線路在我國僅限于干式光纖帶光纖線路，由于光纖線路的特殊結(jié)構(gòu)，使得光纖線路進(jìn)水后，阻水帶會(huì)吸水膨脹形成阻水凝膠屏障[4]。

2.2 鐵路通信光纖線路敷設(shè)方式

針對普速光纖線路的敷設(shè)方式，主要有以下三種方式：

直埋方式，將通信光纖線路鋪設(shè)于溝內(nèi)。架空布線是一種常見方式，涉及在鐵路沿線建立支架系統(tǒng)，并將光纖線路放置在支架之間，通過掛鉤使之懸掛起來。另一種方法是管道槽布線，它將光纖線路置入預(yù)制的槽道內(nèi)。

與傳統(tǒng)的光纖線路布設(shè)方法不同，高速鐵路主干線的光纖線路主要采用槽道布設(shè)技術(shù)，通常在鐵路兩側(cè)的通信信號(hào)專用電纜槽中進(jìn)行布設(shè)，當(dāng)光纖線路需要穿越接觸網(wǎng)基礎(chǔ)時(shí)，它會(huì)通過預(yù)留的通道穿過去。在槽道內(nèi)，會(huì)使用隔板或其他隔離材料來與信號(hào)電纜分隔。

對于高速鐵路沿線的業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)機(jī)房，其通常位于橋梁下方或斜坡底部。若機(jī)房位于高架橋下方，為便于光纖線路從橋上引入，需要借助排水孔或光纖線路引下孔，在橋梁上設(shè)置走線橋架，以便光纖線路從橋上沿著橋架至橋墩頂部，再至橋墩底部引下至地面。光纖線路會(huì)從橋上的槽道通過不同的孔洞引出，沿著橋墩的走線橋架抵達(dá)地面，并采用不同的路徑直埋至橋下機(jī)房。

站內(nèi)光纖線路的布設(shè)主要涉及高速鐵路線路通信機(jī)房與既有鐵路線通信機(jī)房間的連接，以及高速鐵路車站內(nèi)部各個(gè)業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)間的光纖線路。光纖線路從高速鐵路通信機(jī)房到既有鐵路通信機(jī)房通常沿著鐵路線直接埋設(shè)，或在鐵路地界內(nèi)進(jìn)行。當(dāng)超出這些范圍時(shí)，大多數(shù)情況下會(huì)采用直接埋設(shè)的方式，或者利用現(xiàn)有的槽道和新建設(shè)的管道進(jìn)行鋪設(shè)。在高速鐵路車站內(nèi)部，光纖線路一般沿著鐵路線直埋或使用槽道布設(shè)。

2.3 鐵路通信光纖線路故障外因

鐵路通信光纖線路對于我國鐵路通信系統(tǒng)至關(guān)重要，若出現(xiàn)故障，可能會(huì)嚴(yán)重影響到鐵路通信系統(tǒng)的正常運(yùn)作。導(dǎo)致光纖線路故障的主要原因包括，自然因素、光纖線路質(zhì)量因素和外力因素，歸納如下表所示。

我國地形、氣候復(fù)雜，光纖線路需要在高溫與嚴(yán)寒中工作，當(dāng)溫度變化范圍大且頻繁時(shí)，光纖線路因熱脹冷縮造成的受力，引起光纖損耗增加，甚至斷纖[5]。大部分鐵路光纖線路采用的是直接埋地的方式布設(shè)，可是由于土壤的濕度較大，導(dǎo)致光纖線路的接頭部分發(fā)生進(jìn)水現(xiàn)象，進(jìn)而增加了信號(hào)損耗，影響了光纖線路的正常運(yùn)作。

理論上線纜的壽命為20-25年，但是實(shí)際使用中低于此值，原因是鋪設(shè)和維護(hù)過程中有壽命損耗。造成光纖線路線路故障產(chǎn)生的眾多原因中，外力因素如挖掘、車輛掛斷、人為蓄意破壞造成光纖線路故障約占所有故障的80％。

3 通信光纖線路的維護(hù)

光纖線路選擇，鐵路通信光纖線路施工，在選擇材料的時(shí)候，質(zhì)量首先放在第一位。優(yōu)等光纖線路確保了高度的信賴性，優(yōu)越的材料特性以及較長的使用周期。采用層絞結(jié)構(gòu)的線路穩(wěn)定性較好，并且價(jià)格合理，其光纖接點(diǎn)密度在同類產(chǎn)品中尤為突出。

在挑選布線路徑時(shí)，需全面考慮多方面因素，包括資源的有效利用、時(shí)間的高效節(jié)約、通信的流暢性等。總體而言，應(yīng)確保路徑選擇安全、經(jīng)濟(jì)、施工便捷以及日后維護(hù)簡單。

精心挑選光纜接點(diǎn)位置至關(guān)重要，嚴(yán)格遵循操作規(guī)程。應(yīng)避免將接點(diǎn)設(shè)置在繁忙的路口或人流車流密集的地方，這些地方不便于操作和檢查。最佳位置應(yīng)是開闊且光照條件良好的地方，而避免例如隧道或橋梁下方的局限空間，因?yàn)檫@些地方施工質(zhì)量難以保證。合理規(guī)劃接點(diǎn)位置以延長其使用壽命，確保其高效運(yùn)作。在接點(diǎn)完成后，應(yīng)預(yù)留大約3米的光纜長度，以便未來快速修復(fù)工作。

4 鐵路光纖線路的常見故障原因及處理方法

通過日常的巡查、維護(hù)找出故障，及時(shí)將故障處理，保證高速鐵路光纖線路通信正常。光纖線路可能出現(xiàn)問題的地方多、種類也不同。由于使用周期長而老化、光纖線路材料質(zhì)量下降或因惡劣天氣如雷擊、暴雨接頭盒進(jìn)水等原因都會(huì)導(dǎo)致光纖線路障礙，從而對信號(hào)的傳輸產(chǎn)生不利影響。光纖線路不同位置出現(xiàn)故障的原因及處理方法有區(qū)別，詳細(xì)如表2所示。

通信光纖線路中段出現(xiàn)衰耗點(diǎn)時(shí)，處理查找到接頭處的大衰耗點(diǎn)，可采用打開接頭盒重新熔接光纖，OTDR實(shí)時(shí)監(jiān)測的方法，要求故障處理后的接續(xù)損耗達(dá)到要求[5]。若經(jīng)多次熔接，接續(xù)損耗仍達(dá)不到保證，應(yīng)檢查光纖束管是否存在變形，盤纖時(shí)光纖彎曲半徑有無存在過小，光纖是否受壓等情況[5]。若衰耗值仍舊不符合要求，還需檢查接頭盒前后光纖線路是否存在其他故障由于接頭施工中光纖線路容易受傷，易受潮氣腐蝕，這種情況下應(yīng)截去一段光纖重新接續(xù)。必要時(shí)，此故障可采用現(xiàn)場OTDR帶假纖測試，對衰耗點(diǎn)進(jìn)行精確定位的方法[5]。

5 結(jié)論

本文首先對光纖線路及鐵路通信光纖線路防護(hù)的基本概念進(jìn)行了簡要介紹，然后從鐵路光纖線路出現(xiàn)故障的根本因素出發(fā)，對鐵路通信光纖線路的防護(hù)與維修工作提出建議，最后對高速鐵路通信光纖線路常見故障的原因及故障處理方法進(jìn)行了簡要分析。希望通過本文的研究，能讓高速鐵路通信光纖線路健康、高效的完成信息傳輸?shù)娜蝿?wù)，同時(shí)保持較高的使用壽命，以促進(jìn)我國鐵路事業(yè)的蓬勃發(fā)展。

基金項(xiàng)目：2022年度柳州鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院校級課題立項(xiàng)項(xiàng)目（2022-KCSZ05）；2021年度廣西高校中青年教師科研基礎(chǔ)能力提升項(xiàng)目（2021KY1389）。

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