信號半自動閉塞光通道傳輸方式的實現及意義

馬建民

(鐵道第一勘察設計院集團有限公司，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的發展，傳統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鐵路建設的需要。

2 半自動閉塞光纜傳輸方式產生的原因

隨著鐵路光通信技術的發展，目前已建或擬建鐵路均敷設有光纜，電纜和明線正逐步被淘汰，這極大地限制了傳統電纜模式傳送半自動閉塞信號的發展。另外，半自動閉塞工作時，半自動閉塞信號車站需接收發送車站的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，這就要求發送閉塞信號的車站電壓有高、有低，需根據開通時具體情況調整，平時維護時也要酌情調整，使用很不方便，而且當線路短路、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的新型傳送方式，已成為確保接發列車安全，降低運維維護成本的當務之急。

3 半自動閉塞光通道傳輸方式

3.1 工作原理

如圖1所示，接發列車時，不論人工、自動或列車發送，均是由控制室發出正脈沖電壓或負脈沖電壓，進入傳輸器后，正脈沖電壓變為F1，負脈沖電壓變為F2,送入光通道。傳輸器接收到F1或F2后，F1變為正脈沖電壓，F2變為負脈沖電壓，送入控制室，從而使發車燈、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，首先是信號發送，其次是信號接收，再次為控制邏輯。

3.2.1 信號發送

如圖2所示，發送通道首先對閉塞機接受的脈沖電壓信號進行幅值和極性鑒別，當信號幅值大于一定的門檻時(例如直流30 V)，才被確認為合格信號，此時信號鑒別電路將根據不同的輸入信號極性（“+”或“-”）控制V/F電路輸出F1或F2，經濾波電路后形成標準的正弦波信號，再經音頻放大、隔離變壓器及阻抗匹配后變為所要求的電平及阻抗，送至光通道音頻四發口。

3.2.2 信號接收

如圖3所示，接收的音頻信號先經隔離變壓器及阻抗匹配處理后，再經音頻放大后進行F/V轉換，例如F1→V1，F2→V2等，最后依V值反演判斷是何頻率信號，當判定為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備。

3.2.3 控制邏輯

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

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對列調備用回線，1對站間行車備用回線，2對區間電話回線，1對應急通信回線，1對區間養路回線，1對區間靜圖回線，2對閉塞信號回線，1對橋隧守護回線，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格由7×4降低為4×4，節約了大量的工程投資。

4.2 提高了半自動閉塞系統的可靠性

系統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 減小了維護的工作量，提高了維護的安全性

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，降低了維護人員的工作量，同時可利用市場上較成熟的光纜監測設備，極大的提高了信號閉塞系統維護的安全性。

5 結束語

半自動閉塞系統光傳輸方式，作為傳統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青春。