解析蓝烟铁路电气化改造通信适应性设计

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  【摘要】铁路电气化改造成了当前的重要趋势,尤其是通信系统建设更为重要,包括增添牵引供电调度电话、防止通信设施受到干扰等。蓝烟铁路建设较早,很多地方都难以满足现代化要求,需做新的调整,为此,对其原有的通信系统的不足之处做了分析,并提出了较为适宜的解决措施。
  【关键词】铁路电气化改造;通信适应性设计;传输系统;接入网;长途通信线路
  引言
  山东蓝烟铁路,指的是从蓝村到烟台的线路,与胶济线交汇于蓝村,该工程建于1952年,全长183.7Km,途径莱阳、桃村等地,在山东半岛的铁路交通中发挥着重要作用,尤其是将烟台和胶济铁路相连,为烟台提供了更大的便利。该铁路属于双线正线,途中建有莱西、莱阳、海阳、旺远、珠玑等14座车站,因进行电气化改造,需封闭3座。电气化改造的内容包括:增设牵引供电调度电话,改造通信线路防电气化干扰等。
  1、铁路电气化改造
  在铁路线路中通常有蒸汽、内燃及电力三种牵引方式,为适应现代化要求,显然要发展电力牵引,电气化改造即是改变内燃牵引方式,采用电力机车牵引,这是国内铁路牵引的主要趋势。电气化改造具有诸多优势,如车速大幅提升、运载能力增加,能源利用率较高,污染程度轻,有利于降低运输成本,另外,蓝烟铁路电气化改造后,与胶济线等牵引质量相当,能够互相协调,充分发挥路网的整体作用。该铁路在电气化改造中,选择的是直供加回流线的牵引供电方式,在福山、桃村等。
  2、通信现状
  2.1 主要通信设备
  在传输设备方面,该线路共有骨干网、中继网、和接入网3层光数字传输系统;在有线专用通信方面,蓝烟线使用的是ZST—48型号的站场集中电话,可进一步升级;在电话交换设备方面,烟台、莱阳和蓝村三个通信站共有1000线远端交换模块,全部纳入青岛电话交换系统;在无线列调方面,采用450MHz频段同频单工C制式设备,主备冗余(1+1)配置,通信范围较小,不能进行无线调度命令传送。
  2.2 主要通信线路
  在长途光缆线路方面,该铁路有一条22芯GYSTA53型光缆,铁通的16芯已经用完;在长途电缆线路方面,原有一条充气对称电缆,在长期的使用中,各种性能大幅减弱,老化特别严重,引入沿线的通信站时,因没有对电缆绝缘进行处理,使得部分地线的阻值与要求不符;在站场通信线路方面,以HQ22型的电缆居多,后来新增加有HYAT等新型号电缆,途中某些车站存在有铁通地市公司的塑料市话电缆。
  3、通信网的设计方案
  3.1 传输系统
  骨干网和中继网依旧使用先前的,骨干网是22芯光缆中的2芯开通的北环传输网,以及4芯开通的东环传输网。中继网则是22芯光缆中4芯开通的SDH155mbit/s传输网,并在蓝烟、莱阳、烟台等地设有相关的传输设备。
  在接入网方面,通过电气化改造,会增加诸多铁路专用的信息通道,如红外探测、牵引供电远动、FTMS、数字调度系统等,无论是扩容通道,还是各站的自动电话,均由通信传输通道提供。在接入网系统中, STM—12Mb/s数字通道具备分段复用的功能,以此为基础,按照最大值对各个区段的同一个系统通道进行统计。下面是对传输系统容量的具体估算:
  ①数字调度系统,以莱阳为界,将列调调度区分为2个列调环。为实现该系统的正常运行,需要2×2Mb/s通道,并与济南调度所的数字调度主系统相接;②牵引供电远动,因该铁路属于济南铁路局的管辖范围,牵引供电远动便按其调度所至本线各牵引变电所2个2Mb/s点对点进行配置。蓝烟铁路沿线设置了福山、桃村、山前店和郭家庄共4座牵引变电所,所以需要区段传输通道为8×2Mb/s;③红外探测,为满足每点64kb/s的音频通道的要求,需按照1×2Mb/S通道对传输网进行设置;④自动电话,在三个通信站之间,莱阳站接入的交换机数量最多,在设置自动电话传输通道时,便依此进行统计,每一站按1×2Mb/S进行配置,共需要6×2Mb/s;⑤FTMS系统:从信息专业的角度,对FTMS通道的扩容进行设置,每一站的通道容量为1×2Mb/s点对点,共需要12×2Mb/s;⑥动力及环境监测:因其通道结构为每4站构成1×2Mb/s数字环,且与烟台的环境监测主系统相连接,需要4×2Mb/s;⑦其他:该线路采用的是SDH155Mb/s传输网,结合实际应用状况进行分析,将现有业务倒入本次工程增添的新传输网,需要63×2Mb/s。
  从上面的估算结果中得出,接入网传输系统需要98×2Mb/s的带宽,冗余备用通道按照30%计算,容量为30×2Mb/s,共需128×2Mb/s。考虑到原有的155Mbit/s接入网系统2Mbit/s传输通道已用完,难以再发挥应有的作用,为此,又添设了622Mbit/s传输接入网系统,主要在旧光缆2芯及新光缆2芯的基础上开通的,可为新加的电气化远动、微机监测以及调度指挥等提供必要的传输通道。
  3.2 电话交换网
  改造后会有许多新增用户,原有的交换机容量能够满足其要求,所以该工程维持原有的长途和本地电话交换网。充分利用三个通信站原有的远端交换模块,改造后新增设有自动电话通过V5.2接口的方式分别纳入各交换设备。
  3.3 铁路专用通信系统
  在有线专用通信方面,数字调控系统在2006年开通应用,一直以来处于良好运行的状态,结合工程的实际需求对其进行适当的扩容改造。利用接入网为沿线车站的微机监测、牵引供电远动以及TDCS等非话业务提供相应的传输通道。
  在无线列调通信方面,电动化改造后,该线路将实施TDCS工程,需要满足很多数据传输的需求,如车次号校核、无线调度命令传输等,因此,需要对无线列调系统进行相应的改造,以适应新的要求。
  4、长途通信线路
  4.1 长途光缆线路
  加强干线22芯的绝缘处理,接头进行悬浮处理,该线路已用完了干线的光缆芯线,加剧了光纤资源的紧张局势,因新旧接入网均没有设置保护光纤,对系统的稳定性构成了严重威胁,为缓解此状况,本工程敷设了一条新型的直埋式长途光缆,为新旧接入网提供了光线保护,在为传输系统的安全稳定性提供有力保障的同时,也使得系统的承载能力大幅提升。
  4.2 长途电缆线路
  蓝烟线途径不同的地形地区,受其影响,旧电缆有部分设置在桥梁、路肩,与电气化铁路并行的区段过长,以至于区间过时电缆感应纵电动势太高,产生较大的噪音。电气化改造采用的是直供回流兼容的供电方式,成本较低,不容易出现故障,供电质量有良好的保障,但与吸流变压器等方式相比,会给电缆带来更多的不利影响。为此,必须采取有效的防护措施,如加强绝缘处理、装设电缆屏蔽地线的方式等。
  5、结束语
  铁路电气化是国内铁路的主要发展趋势,通过电气化改造,可取得良好的实际效果,如提高车速和承载力,节约成本、减轻污染程度等。本文以山东蓝烟铁路为例,对其电气化改造中的通信系统进行了分析,针对原有系统存在的各种问题,提出了新的改进方法,实现了接入网的升级,使得通信网更加灵活。
  参考文献
  [1]姜连青.蓝烟铁路电气化改造通信适应性设计[J].铁道标准设计,2009,22(6):176-179
  [2]胡长春.浅谈铁路的电气化改造工程[J].科技创新导报,2009,28(22):173-174
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