特殊车站信号区间综合监控系统组网方案探讨

李 强

随着既有线区间占用逻辑检查功能的完善，铁路信号区间综合监控系统（QJK）已广泛运用于普速线路160 km/h 及以下的自动闭塞区段。QJK 系统的组网结构直接影响信号设备安全、稳定和可靠的运行。为此，研究特殊车站QJK 系统组网方案，对西部山区铁路信号设计、施工、维护具有很好的实践意义。

1 区间综合监控系统概况

区间综合监控系统方案结构［1］如图1 所示，具有区间占用逻辑检查、站间安全信息传输、区间方向控制和室外监测等功能，满足自动闭塞继电式逻辑检查技术条件［2］，并具备列控中心区间逻辑检查等有关功能［3］。

QJK 系统基于光纤通道实现信息的安全传输，采用站间光纤传输方案。根据《铁路信号区间综合监控系统暂行技术条件》（TJ/DW 210-2018） 中“接口和通信要求”［4］，QJK 间传输通道采用不同物理路径，冗余设置2 根6 芯（备2 芯）单模光纤，由工业以太网交换机组成冗余网络，通过光纤网络实现站间安全信息传输，传输协议采用封闭式系统的安全通信协议（RSSP-1）［5］。

2 普通车站QJK 组网结构

根据《铁路信号区间综合监控系统暂行技术条件》，QJK 适用于区间采用继电编码的自动闭塞区段、半自动闭塞及自动站间闭塞区段的车站。

普通的自动闭塞区段车站是上、下行并线布置，每个车站均同时管辖区间上、下行线区间信号设备。普通车站QJK 组网按线设置不同子网，同一子网内车站采用二层交换机，一般情况下QJK仅与邻站QJK 进行站间通信。普通车站QJK 基本组网结构示意见图2。

3 特殊车站QJK 组网分析

渝怀铁路增建第二线工程白涛至土坎段，下行线为增建二线，上行线为既有单线改建，其中涪陵至中嘴段区间自动闭塞于2020 年8 月10 日开通后，白涛至土坎站间闭塞方式由单线自动站间闭塞改为双线自动闭塞，与一般双线自动闭塞车站相比，该区段车站布置存在特殊站间关系。

3.1 调整前方案

图1 区间综合监控系统结构

图2 普通车站QJK 基本组网结构示意图

1）渝怀二线管辖车站地处西部山区，地质条件复杂，桥隧多，大部分地段的增建二线与既有线不能并线设置。既有白马站不具备双线设置条件，需在新建下行线上增设新白马站。

2）新增白马站后，下行线车站信号设备关系为：白涛—新白马—土坎，新白马站信号设备控制下行线区间信号机、轨道电路等。新白马站QJK分别与白涛站、土坎站的QJK 进行站间通信，实现下行线的区间占用逻辑检查、区间方向控制、站间安全信息传输等功能。

3）白涛与土坎站间上行线存在既有白马站，新增了中继1站，上行线车站信号设备关系为：白涛—中继1—白马—土坎，中继1、白马站的信号设备控制上行线区间信号机、轨道电路等，如图3 所示。白马站QJK 分别与中继1 QJK、土坎站QJK 进行站间通信，而中继1 QJK 又分别与白涛站QJK、白马站QJK 进行站间通信，实现上行线区间占用逻辑检查、区间方向控制、站间安全信息传输等功能。

图3 车站管辖范围示意图

渝怀铁路涪陵至中嘴段增建第二线工程中，在白涛至土坎站间，既有线和新线分别敷设1 根专用光缆，供QJK 设备组网使用。鉴于西部山区地形特点，为对沿线车站通信传输通道形成保护，2 根专用光缆与通信传输光缆一起，沿着铁路线顺序经过车站通信机房，具体径路为：白涛—中继1—新白马—白马—土坎。信号专业按照通信专业提供的车站光纤分配图进行QJK 通道组网，调整前QJK车站组网为：白涛—中继1—新白马—白马—土坎。调整前QJK 间车站光纤分配图见图4。

3.2 存在问题

1）若发生2 路电源同时断电、主备机双机故障、双网同时中断等情况，会造成中继1、新白马或白马站管辖区间轨道电路占用，区间方向控制和区间占用逻辑检查不能正常工作，同时影响白涛—土坎站间区间上、下行线信号设备正常使用，扩大了影响范围。

2）因该区间车站设置的特殊性，会造成通信、信号、电力等专业人员在施工作业时，不能按线别提报V 型“天窗”（双线区段上、下行行别在运行图中形成“V”字型空隙），仅能提报垂直“天窗”（双线区段上、下行行别同时封锁、停用，在运行图中形成矩形空隙［6］），降低了“天窗”综合使用率。

4 解决方案

4.1 调整QJK 车站光纤分配

根据白涛至土坎站间上、下行线车站布置实际情况，调整QJK间车站光纤分配，如图5所示。下行线为白涛—新白马—土坎；上行线为白涛—中继1—白马—土坎。调整后，中继1、新白马或白马站的QJK 设备在2 路电源同时断电、主备机双机故障、双网同时中断等情况下，仅影响故障站所在上行线或下行线的信号设备正常使用，缩小了故障影响范围，有利于各单位开展维修作业及应急处置。

图4 调整前QJK 间车站光纤分配

图5 调整后QJK 间车站光纤分配

4.2 调整QJK 组网结构

鉴于《铁路信号区间综合监控系统暂行技术条件》中未明确规定车站QJK 间的基本网络结构，QJK 设备厂家可参照《铁路信号安全数据网》（TB/T 3547-2019）中有关要求，针对特殊车站情况，优化QJK 组网结构，如图6 所示。将白涛、土坎的二层交换机调整为三层交换机；划分白涛—新白马—土坎、白涛—中继1—白马—土坎为2 个不同子网；新白马QJK 与中继1、白马站QJK 间不通信。优化后，在新白马、中继1、白马站QJK 设备单网中断或单机设备故障时，可避免形成由于网络环回造成的QJK 网络风暴，缩小了故障影响范围。

4.3 扩展QJK 系统接口功能

由于普通车站QJK 系统已不能满足白涛、土坎站QJK 系统的正常工作，需对白涛、土坎站QJK 设备进行适应性改造。在调整了组网结构后，增加了车站QJK 接口数量，扩展了QJK 系统接口功能，并及时升级车站QJK 软件，完善QJK 特殊车站功能，确保QJK 产品适用于山区铁路的特殊车站，具有良好的适应市场的能力，满足现场运用需求。

4.4 配置QJK 综合网管系统

图6 QJK 车站基本组网结构示意图

参照《铁路信号安全数据网》（TB/T 3547-2019），配置QJK 综合网管系统［7］，合理设置本线EMS（网元级管理系统）网管服务器，使之具备网络拓扑管理、配置管理、数据流量及误码率分析等功能，同时可将网络设备告警信息实时传递至信号集中监测系统。经构建全局线路NMS 网管服务器，可实时查阅路局管内各线所有EMS 的相关信息，以及每个EMS 管内的拓扑结构，并能显示整个网管系统的拓扑结构［8］，有利于电务部门维护管理及应急处置。

5 建议及展望

1）建议完善铁路信号区间综合监控系统技术条件，明确车站QJK 间基本网络结构、网管系统等技术方案［9］，有利于现场接管单位接管验收和维护管理。

2）由于QJK 系统具备区间轨道电路、信号机信息采集功能，并在车站QJK 预留与TDCS/CTC间接口，因此建议在铁路信号区间综合监控系统技术条件中，明确QJK 与TDCS/CTC 设备接口方式、接口协议等［10］，可节省工程投资，降低施工难度，便于现场单位接管验收及后期维护管理。

3）建议QJK 设备厂家根据现场情况，本着满足现场应用需求、服务现场的理念，不断优化产品结构，不断完善适合特殊车站的产品功能，开发适合于山区铁路特殊车站的QJK 设备，确保QJK 设备能适用于各种车站布置。

铁路信号区间综合监控系统在铁路新建及改造工程中发挥着越来越重要的作用，具有广泛的应用前景。本文对特殊车站区间综合监控系统组网进行分析，将有利于设计单位完善方案，QJK 厂家深化和扩展产品功能，充分发挥区间逻辑检查等安全防护作用，满足山区铁路运输生产日益发展的需要。