WBS-C站间安全信息传输系统的维护

曹艾民 王军

WBS-C站间安全信息传输系统的维护

曹艾民 王军

集通线复线改造采用WBS-C站间安全信息传输系统，信息传输采用光缆代替电缆，使站间信息传输性能更加稳定、安全，拓展面更加广阔、便捷，为此介绍站间安全信息传输系统构成、工作原理，总结系统日常维护的注意事项。

站间安全信息;光传输;安全

WBS-C站间安全信息传输系统于2008年通过了欧洲SIL4级安全认证，技术标准在国内处于领先地位。该系统在硬件上采用二乘二取二技术来保证信息的安全传输;软件上采用了自检、差异性比较、安全编码和动态编码等技术来保证软件通信的安全性;传输上采用冗余光纤保证传输的高可靠性。站间安全信息传输系统属于新技术，已在国内多条铁路线运用。集通线的复线改造中，就采用了WBS-C站间安全信息传输系统，代替传统的站联电缆，运用2年来，系统安全性、可靠性有了较大提高。

图1 WBS-C站间安全信息传输系统结构图

1 系统构成

WBS-C站间安全信息传输系统是由完全相同的两系及系间切换模块构成的二乘二取二系统，两系互为冗余，每系都可单独完成设备的全部功能。单系设备由电源子系统、CPU子系统、I/O子系统和光通信子系统组成。如图1所示。

电源子系统:采用高品质的电源模块，以提供持续稳定的电源。每系都有一套单独的电源子系统。

CPU子系统:由智能容错计算机组成。CPU子系统主要作为系统软件的载体与本系统其他部分进行通信完成数据交互。CPU子系统由智能容错计算机组成一个二取二的组合式安全冗余的系统结构，2个微处理器相互通信进行差异比较，保证了系统软件逻辑运算的安全性。

I/O子系统:由一系列的采集板和驱动板组成，与CPU子系统进行通信。I/O子系统的功能是完成数据的安全采集和输出，即将安全采集到的数据传输给CPU子系统进行安全运算，并将确认正确的运算结果安全输出。采集板选用二取二智能采集模块，驱动板选用二取二智能输出模块。

光通信子系统:只有在本系处于工作主系的状态下，才启用该子系统的功能。当本系处于主系时，光通信子系统主要完成信息的转换，将CPU子系统中发送过来的数据由RS-422电平信号转化为光信号通过光纤发送到远端站，并将对方站发送过来的光信号转化为RS-422电平信号发送给CPU子系统，实现信息的安全传输。光通信采用双光纤冗余保证该系统的可用性，并且CPU子系统对即将发送给光通信子系统的串口数据进行了二取二比较，保证了数据的可靠性。

系统设备主要由柜面板、切换盒、Ⅰ和Ⅱ系机笼、二系互相独立的电源构成。系统软件设计严格遵循欧洲标准EN50128规定的软件生命周期，制定并遵循统一的编码标准。软件编码做到模块化、结构化、标准化;建立完善的测试系统，对软件进行详细全面的测试。

传输部分设计参照欧洲标准EN50159-1:2001 (铁路应用——通信、信号和处理系统:封闭式传输系统中与安全相关的通信)要求设计。

2 工作原理

WBS-C站间安全信息传输系统由二乘二取二的逻辑运算单元构成，保证了其安全运算，通过CAN网络实现了与二乘二取二的I/O部分连接，完成安全采集以及安全控制驱动，并经过高速可靠的光纤传输安全通道与远端系统进行连接，最终实现了远距离的安全通信。

逻辑运算单元具有智能容错能力，2个逻辑运算单元可以同时通过CAN总线收到采集板卡返回的采集信息，逻辑运算单元分别比较自己和对方采集的数据一致后，才能作为应用逻辑的基础数据。采集板卡通过正反码的方式与逻辑运算单元进行通信。逻辑运算单元进行逻辑运算后，将输出命令以正反码的方式通知给驱动板卡。驱动板只有收到2个逻辑运算单元发来的正反码的命令，且比较正反码命令一致后，才输出;否则输出安全态。

系统采用二乘二的结构，分别称之为Ⅰ系、Ⅱ系，两系互为冗余。两系同时进行逻辑应用计算，当工作系出现故障时，由备系自动接替主系的工作，故障系进入待修复状态，不会影响设备的正常运行。为保证系统的高可用性，所有模块包括通信通道均是采取了冗余方法进行设计的，因此任何一个模块的故障均不会影响系统的正常运行。

WBS-C站间安全信息传输系统取代原四线制方向电路，完成改方控制功能，改方操作及表示与原有四线制方向电路的操作及表示完全一致;站间传输采用光纤代替电缆，提高通信的可靠性，降低铺设电缆成本及增加站联传输条件时的二次施工成本。

3 系统维护

3.1 日常维护

电务人员每日应至少一次按如下程序巡视设备的工作状态并进行记录。

3.1.1 设备运行状态

设备正常运行时，一系为主系(电源灯、运行灯、工作灯均亮)，另一系为备系(电源灯、运行灯亮，工作灯灭)，如图2所示。若主系故障，自动切换到备系工作，如图3所示。支持人为手动切系(拧动切换开关，往左为切换到Ⅰ系，往右为切换到Ⅱ系，非特殊情况勿操作)。

主系设备故障或光纤通道中断导致自动切系，巡检时若发现主备系切换，需确认是否有人手动切系。若设备状态与上述状态均不一致，需要立即与厂家联系。

3.1.2 站间光纤通信状态

图4 切换盒正视图

切换盒指示灯显示站间光纤通信状态，COM1与COM2对应单独光纤通道，互为冗余。其中“X”表示与下行车站光纤通道连接，“S”表示与上行车站光纤通道连接。切换盒正视图如图4所示。站间光纤通信正常时，PWR常亮红灯，TX(发送灯)闪烁绿灯，RX(接收灯)闪烁绿灯。PWR红灯常亮，表示光电转换装置供电正常;设备正常工作时，TX(发送灯)一直闪烁绿灯，与通道连接是否正常无关;只有当通道连接正常，接收到对方站数据时RX(接收灯)才会闪烁绿灯。巡检时若发现切换盒指示灯与上述状态不一致应及时与厂家联系。

3.1.3 板卡状态

设备正常运行时，所有板卡状态如下。

WBS·Y(电源板):(+5V)指示灯亮红灯，(+12V)指示灯亮红灯，(－12V)指示灯亮红灯。

WBS·KT(扩展通信板):PWR灯亮红灯，RUN灯闪红灯，TX(5、6、7、8)灯灭灯，RX (5、6、7、8)灯灭灯;主系的TX(1、2、3、4)灯闪红灯，RX(1、2、3、4)灯闪绿灯;备系的TX(1、2、3、4)灯闪红灯，RX(1、2、3、4)灯灭灯。

WBS·T(通信板):PWR灯亮红灯，TX、RX灯闪红灯。

WBS·C(采集板):RUN(运行)灯闪绿灯，ERR(错误)灯灭灯，CAN(通信)灯A闪绿灯，CAN(通信)灯B灭灯，COM灯闪绿灯，Ⅰ(+5V)灯、Ⅱ(+24V)灯亮红灯，采集指示灯(共32路)对应的采集节点闭合时亮红灯。

WBS·Q(驱动板):RUN灯全闪绿灯，ERR灯全灭，CAN(通信)灯A闪绿灯，CAN(通信)灯B灭灯，COM灯闪绿灯;Ⅰ(+5V)灯、Ⅱ(+24V)灯、Ⅲ(－24V1)灯、Ⅳ(－24V2)灯全亮红灯，驱动指示灯(共16路)当驱动板有输出时对应点亮绿灯。

车站，每系3块采集板，5块驱动板正常工作;中继站，每系2块采集板，3块驱动板正常工作。设备正常工作时，Ⅰ系与Ⅱ系采集板上采集指示灯状态完全一致，Ⅰ系从左往右第一块驱动板上的1、2路驱动指示灯常亮，Ⅱ系从左往右第一块驱动板上1、3路驱动指示灯常亮，此外，Ⅰ系与Ⅱ系驱动板上驱动指示灯状态也完全一致。

3.2 紧急情况维护

例如，站间通信中断导致站间没有方向。设备正常运行时在联锁上突然没有方向，SN口发车灯或接车灯均不亮时，请检查切换盒(本站和邻站) RX指示灯是否均正常，若RX指示灯灭灯，请检查对应光纤通道是否中断。

光纤通道中断修复后，若联锁机上仍没有方向，首先保证区间空闲，即整个区间没有红光带，再确定二站均没有办理发车进路，联锁恢复常态后，方向便会自动建立。

3.3 板卡更换

所有板卡都不允许热插拔，更换板卡时需关机后操作。

可直接更换的板卡:WBS·Y(电源板)、WBS·KT(通信扩展板)、WBS·C(采集板)、WBS·Q(驱动板)。

不可直接更换的板卡:WBS·Z(CPU板卡)、WBS·T(通信板卡)、WBS·Z(CPU板卡)。

WBS·Z(CPU板卡):更换板卡之前，须将故障WBS·Z(CPU板卡)的CF卡取出，安装在备用WBS·Z(CPU板卡)的卡槽内，然后将备用WBS·Z(CPU板卡)插在机柜对应位置上。

WBS·T(通信板卡):更换板卡之前，必须将备用板卡的板卡ID跳线与故障板的设置一致。

4 结束语

虽然WBS-C站间安全信息传输系统在安全性能方面比使用站联电缆提高了一个层次，但在报警监测方面还存在不足，其监测功能还达不到现场信号工的要求。尤其是信号人员不可能每日对所有车站、中继站进行现场巡视，WBS-C站间安全信息传输系统应具备自诊断功能，并传送到信号集中监测系统，对输入、输出的光信息、数据、电源、各主要指示灯、Ⅰ、Ⅱ系状态等进行实时监控和存储，并可考虑在机柜前面安装视频，达到远程直观监测设备运用情况。

［1］潘华清．铁路信号的发展趋势［A］．科技资讯，2007

［2］郝苗宇．半自动闭塞通道替代方案探讨［J］．铁道通信信号，2011(11):72.

［3］王毅，魏元玲.TDCS网络通道闪断故障分析及排除［J］．铁道通信信号，2010(1):55.

［4］赵艳，许锦江.TDCS车站设备数据传输故障探讨［J］．铁道通信信号，2010(2):55.

WBS-C inter-station security information transmission system was adopted in the double-track renovation engineering of Jining-Tongliao railway．Replacing electrical cable with optical cable can make more stable and more secure performance in inter-station information transmission transmission and enable the extension of information transmission transmission more wide and convenient．The composition and working principle of the system was described and cautions in routine system maintenance are summerized．

Inter-station security information;Optical transmission;Security

曹艾民:集通铁路(集团)公司技术员010020呼和浩特

王军:集通铁路(集团)公司工程师010020呼和浩特

2011-10-21

(责任编辑:诸红)