铁路通信光电缆线路的维护

2014-01-18庞维生

铁路技术创新 2014年1期

■ 庞维生

铁路通信光电缆线路的维护

■ 庞维生

近年来，随着铁路的快速发展，尤其是高铁的迅速发展，铁路通信网正在发展成为一个高度数字化的大型通信网络。通信网络主要以有线网络和无线网络组成。有线网络主要由光电缆组成，以长途光电缆组网的铁路通信网络承担着行车调度指挥、信息传送、客票预售、应急通信等越来越多的铁路通信业务。做好光电缆线路维护工作对确保铁路运输有序进行，具有不可估量的安全效益和社会效益。

1 光电缆线路及维护工作的现状

随着铁路里程的增加，铁路光电缆的数量和长度也在不断增加，加上早期铺设光电缆的老化，光电缆故障不断地发生，给铁路正常的运输安全带来不同程度的影响。造成光电缆故障的主要原因是施工、火灾、纤芯劣化等。光电缆径路上的标桩、标石缺少或不清楚，施工单位或人员不知道施工处所有铁路光电缆，施工时容易将铁路光电缆挖断或挖伤；有些光电缆埋深不够，施工时容易挖伤光电缆；架空光电缆下方、槽钢、钢管周围的易燃物着火易烧坏光电缆；施工时质量把关不严，施工时造成的伤害，时间长了就会造成纤芯衰耗增大，出现光电缆故障等。这些问题都需要在日常光电缆的维护中进行解决。

随着铁路提速、高铁发展，铁路维护机制也在发生重要变化。传统的以人为主的维护方式需要进行不断的改进和创新，以确保光电缆的安全和人身安全。传统的光电缆线路巡视和维护，主要是通过人工巡视、手工纸介质记录工作方式和信息钮记录法等。人工巡视的质量缺乏有效的、科学的监督手段，难免会造成漏巡或巡视质量不高。

如何维护好光电缆，减少光电缆线路故障的发生，更好地为铁路运输服务，保证铁路运输畅通，是目前各铁路局通信段都在研究的重要内容。建立一套科学的维护管理体系，是保证通信网络稳定可靠运行的基础。随着通信技术的发展，在总结多年光电缆维护经验的基础上，对于光电缆维护，既要保持好的传统维护方法，又要利用新技术加强线路的维护和监测，通过采取多种方式，共同保证光电缆的安全。

目前，光电缆线路维护工作主要是：通过加强光电缆敷设施工盯防，确保施工质量；通过加强光电缆径路上的标识，如警示牌、标石、彩带、包封防护等形式，明确光电缆径路，避免光电缆受到伤害；通过安排人员对光电缆径路进行巡视，加强光电缆的宣传，及时掌握光电缆周围的变化；通过实施巡检系统，落实巡检质量；利用光纤在线监测系统，及时发现和处理光电缆隐患；通过实施光电缆保护系统，保证1条光电缆或光纤中断不影响铁路通信业务；制定应急抢险措施，保证光电缆或光纤中断后及时抢修，减少影响。采取多种措施，建立光电缆维护体系，确保光电缆的安全。

2 光电缆维护措施

2.1 抓好光电缆的前期施工配合，确保光电缆开通后的质量，是维护工作的前提

通过对多年的光电缆维护工作总结发现，光电缆前期施工质量不过关是造成光电缆故障的重要原因。比如埋深不够，容易造成光电缆被挖伤或挖断；接头处理不好，容易造成衰耗增大；施工时光电缆受伤，容易造成纤芯裂化，衰耗增大等。因此，光电缆的维护工作，应该从光电缆施工开始，严把施工质量关。

光电缆的敷设施工一般有挖沟直埋敷设、架空敷设、管道敷设几种方式。济南通信段管内的光电缆敷设主要是挖沟直埋敷设和管道敷设，有少部分的架空敷设。

直埋式光电缆敷设挖沟时，应尽量保持直线路径，沟底要平坦，不得蛇形弯曲。对于不同土质和环境，光电缆埋深有不同的要求，施工中应按设计规定地段的地质情况达到表1的深度要求。对于全石质路径，在特殊情况下，埋深可降为50 cm，但应采取封沟措施。

表1 长途光电缆的埋深要求

沟底处理非常关键。普通土质地区挖沟完成后，在沟底填一层优质砂或软土（厚约10 cm），用木夯或机夯夯实，作为光电缆地基，保护光电缆。风化石和碎石地区沟底的软土和碎石被清除后，在软土和碎石构成的切削面上填一层厚度最小为5 cm的砂浆，再在砂浆上面填一层约10 cm厚的优质沙或软土，并且要夯实。石质地区沟底挖到所需深度后，清理表面，然后铺上砂浆（1∶4水泥和黄砂的混合物）。这样，敷设在沟里的光缆就有了第一层保护。

光电缆穿越铁路、公路、河流等障碍物时，采用预埋管、顶管、架设过桥通道、架设钢管通道等方式进行防护，应视具体情况在光电缆敷设前做好准备。预埋管施工时要先挖出符合深度要求的光电缆沟，视路面承受压力的情况埋设钢管或硬塑料。架设过桥通道敷设光电缆时，在桥两侧预留作“S”弯即可，防热胀冷缩。架设钢管通道时一般在桥的一侧用钢管直接跨越，钢管应紧靠桥壁并用铁箍固定，较长的桥梁可用抱箍将挂钩固定在栏杆上，用挂钩支托光电缆。

光电缆在运输时，不能承受压、撞，不能承受坚硬、锋利物的冲撞和磨刮，因此装卸光电缆时应特别注意。不得使缆盘处于平放方位，不得堆放；盘装光电缆应按缆盘标明的旋转箭头方向滚动，但不得作长距离滚动；防止受潮和长时间暴晒；贮运温度应控制在-40～60 ℃范围。存放和施工时，应小心注意，以免断纤或伤纤。

光电缆敷设时，若采用移动光电缆盘敷设，要确保光电缆所受张力不超过允许值；采用固定光电缆盘敷设人工牵引光电缆时，根据光电缆的重量每10～15 m配备1人，应防止出现锐角并避免猛拉。

光电缆接续时，由于在自然环境中受到风、冰雪、热、水等各种环境因素及人为因素，会造成光电缆及连接点性能劣化、断裂。因此接续时要注意环境的变化，做好保护，注意接续的程序和要求，注意光纤接续和光电缆护套的连接质量，严格按照接续的标准和要求进行接续。接续完成后，地埋光电缆接头盒的接续坑，应与该位置地埋光电缆的埋深相同，坑地应铺10 cm厚的细土，连接盒上方应加盖水泥板保护，然后回填；管道人孔内光电缆接续及余留光电缆，应尽量固定在人孔内最高一层托架上，以减少雨季时人孔内雨水的侵蚀。

光电缆沟的回填非常重要。必须把光电缆放在厚10 cm的砂质基底上，然后填上10 cm厚的软土，之后每回填20 cm厚的土壤应用夯实机或其他夯实工具彻底夯实。为了避免光电缆损坏，在光电缆附近必须使用无石块的土。在碎石地区，用上述类似方式回填，但必须预先从回填土中除去由爆破产生的刃形碎石。如果敷设工地上的回填土无法利用，可从其他地方运来适宜的沙或土。在硬石地区，混凝土层回填的好砂或软土上面一直铺到沟中岩床的上缘，并使混凝土与岩床之间有良好的粘合力。

为了有效地对光电缆线路进行维护，对已经敷设好的光电缆，根据光电缆线路的路径图、接头位置、敷设前后各盘光电缆的光纤的损耗数据、带宽、色散、背向散射扫描曲线等数据资料收集整理，以备进行检测、维护和整治时加以对照分析。资料包括：光电缆出厂检测报告，光电缆现场验收资料，光电缆线路路径及光电缆敷设位置资料，光电缆施工及特殊路段处理资料，光纤光电缆接续及连结盒安装、光电缆余长安置情况的资料，线路光纤传输特性及光纤接续损耗测试资料，线路敷设施工竣工报告。

2.2 做好日常光电缆的宣传和巡视维护工作，是保证光电缆安全的重要内容

目前光电缆中断或受伤，很大程度上是外界施工造成。造成光电缆中断或受伤的原因：一是光电缆的标示不清楚，施工单位不知道此处有光电缆，造成光电缆受伤；二是光电缆的宣传不到位，光电缆径路周围人员对铁路光电缆的重要性认识不足；三是巡检人员巡视不到位，不能及时发现施工迹象。针对这些问题，需要重点做好如下工作。

（1）做好光电缆标石、警示牌栽设维护工作，避免光电缆受到伤害。光电缆径路上的标石、警示牌是光电缆径路的标识，是对外宣传的工具，是保证光电缆安全，避免光电缆受到外界伤害的重要保障。因此，做好光电缆标识的维护相当重要，也是日常维护工作的重点。根据以往维护经验和教训，制定了统一的光电缆、警示牌维护标准。

对于埋设的光电缆维护，规定在径路上的光电缆标石每50 m栽设1块，警示牌每150 m栽设1块。标石、警示牌必须栽设在光电缆线路上端，偏离光电缆线路左右不得大于0.2 m。光电缆接头处栽设标石，过路、过河、过轨、过涵两端分别载设1块光电缆标石，并载设1块警示牌；上坡、下坡处分别载设1块光电缆标石或警示牌；光电缆标石、警示牌埋设要正直、稳固、标志清晰、无缺损、无偏差、无丢失和倾斜；标石、警示牌周围1 m范围内无杂草、杂物。光、电缆标石、警示牌的上下、前后、左右都喷上字母、数字、标识或警示标语，明确光电缆的走向，明确光电缆的用途，明确光电缆的数量，起到应有的警示作用，达到维护的目的。光电缆标石、警示牌见图1，其制作标准见图2。

对于架空光电缆维护，要求架空线路吊挂高度与交越应符合《铁路通信维规》规定标准；架空线路跨越公路、河流上端必须挂“注意架空光电缆安全”警示牌；架空线路每根电杆的光电缆上，加挂“铁路光电缆”警告牌；每根电杆标注“杆号”。在日常维护中，架空线路拉线按照设计执行，随时更换不合格的拉线；架空线路下禁止堆放易燃、易爆、腐蚀、污染和重大物品，架空线路上，要求无悬挂物；电杆无损坏、无倾斜、无纵横裂纹，拉线牢固、无锈蚀、松弛；电杆周围2 m范围内无杂草、水冲、取土现象。

对于过桥光电缆钢槽、钢管维护，要求过桥光电缆钢槽、钢管应采用水泥包封方式处理，无法包封的，应将上桥两侧外露的钢管或钢槽进行包封处理；过桥光电缆钢槽、钢管应采用镀锌钢材或热镀锌工艺的钢材，延长其使用寿命；既有的过桥光电缆钢槽、钢管整治时，应用钢丝刷、电动刷进行除锈，然后油刷防锈漆、灰漆；更换锈蚀的螺栓或包箍；及时补充丢失、锈蚀严重的光电缆槽盖板，并安装牢固；过桥钢槽、钢管需用水泥包封顶端，应分段油刷白漆，用红漆标注“通信线路”和“通信线路注意保护”。

（2）做好日常光电缆的巡视维护工作，及时掌握光电缆周围的变化。在日常维护中要做到 “护线宣传要热心，巡视工作要细心，故障处理要精心，学习业务要专心”。在日常维护中既要提倡实干，更要善于巧干，以保证光电缆安全为目的，全面做好光电缆的巡视维护工作。

线路巡视是保证光电缆安全的一个重要环节。通过巡视及时发现光电缆径路上的变化，采取措施，能降低光电缆故障率，确保光电缆的安全。

图2 光电缆标石、警示牌制作标准

图1 光电缆标石、警示牌

为了确保光电缆径路的巡视工作，需要派出有责任心的线路巡检人员定期到每条线路进行巡视检查，以便及时发现存在的隐患，及时处理，防患于未然。

巡视的目的主要是发现光电缆径路上、周围环境有无对光电缆可产生破坏的异常变化，光电缆线路的路径标识是否遭到破坏，光电缆线路设备如线杆、防护标识、光电缆及连接盒等是否损坏，及时掌握线路的运行状况、沿线环境变化情况，并做好护线宣传工作。

巡视的有关规定和要求。巡视人员实行“定人员、定区段、定责任”的“三定”承包制。按照规定，穿戴安全防护服，携带日常巡视中除草及扶正警示标识的工具，处理日常故障的工具、仪表等。除高铁光电缆线路外，其他光电缆线路每周徒步巡视次数不少于1次，车间、工区可根据管内线路的实际情况增加巡视次数或合理安排乘车巡视，乘车巡视每天一个往返。台风、暴雨、大雪及出现其他恶劣气候后要立即进行线路巡视。对施工和外界妨害频繁影响等特殊地段要增加巡视次数，制定施工现场安全盯防、严防死守制度，必要时进行24 h盯防看守。京沪高铁区段的干线光电缆线路巡视结合区间机房设备巡检一并进行。工区工长每月制定巡视巡检工作计划，按照预先制定的巡视巡检计划安排当天工作，并对巡视人员当天完成的工作质量进行核实考核。各级干部按照规定进行跟表、抽查和检查。车间、工区、巡视人员在日常工作中积极主动与沿线铁路各单位、部门、村庄建立联动机制，取得互相支持。巡视人员在日常巡视中积极开展护线宣传活动，宣传保护通信线路、通信设施的重要性，宣传光电缆光纤知识，广泛联系沿途村庄、单位和工程施工部门，及时搜集施工信息，对防止光电缆中断成绩突出的联防人员给予奖励。为避免火灾造成光电缆被烧坏，巡视时对架空光电缆的下方、区间过桥、过函槽钢、钢管、电杆的引上引下钢管等处的杂草、易燃物及时清除，避免火灾烧坏光电缆；因施工外露的光电缆，加强看护，并用防火的PVC管、水泥槽等进行防护。

（3）利用GPS巡检定位系统加强对巡检人员的管理，落实巡检质量。由于对人工巡视质量缺乏有效、科学的监督手段，不可避免存在漏检漏巡的问题。为切实提高线路维护质量，建立了铁路通信光电缆GPS定位巡检系统，对光电缆线路巡检实行量化、动态管理。巡检系统软件以日常管理为主线，实现维护部门日常管理的信息化，加强科学化、制度化建设，提高了维护部门的整体管理水平。

利用GPS和GPRS建立铁路通信光电缆巡检系统，首先解决了对巡视人员的维修计划兑现率不高的问题，预期兑现率达到95%以上；其次，对巡视人员的巡视轨迹能够实时监控，确保巡视人员严格按照已经定位的路由进行巡视巡检，杜绝了漏检漏巡，提高巡视质量；三是实现对巡视人员月度巡视质量的分析，通过回访能够准确地查询巡视人员巡视踪迹、巡视的次数和每时每刻到达的地点及时间，实现对巡视工作的量化管理，为月度考核、故障分析提供了依据；四是提高劳动安全管理的可控性，通过跟踪监控和分析，能够及时发现和制止巡视人员违规行为，同时也能够定位人员所处位置，准确迅速帮助救助遇险人员脱险，确保人身安全；五是提高施工安全管理可控性，实现对施工现场配合盯防人员的实时监控，杜绝了施工配合人员不到场的问题；六是能够迅速查清某站、某机房和某施工点的设备台账和设备运用及工程管理信息资料；七是通过互联网，段领导班子和科室、车间负责人，都能够通过巡检管理系统进行检查和掌握自己车间的巡视人员工作情况，同时各车间负责人也能通过查看其他车间巡视工作质量，查找自己车间存在的问题和不足之处，做到公开、公正、透明，促进济南通信段通信光电缆安全维护管理的提高，确保光电缆安全畅通。

（4）加强光纤的测试和监测，及时发现和处理光电缆隐患。在日常维护中，对备用光纤采用OTDR或光功率机进行测试，一般1次/年。对测出的断芯、衰减大等问题，可在平时的维护中处理，大的、多的问题可结合线路大修、技术改造进行处理。维护人员还应该及时根据通信光电缆线路的性能指标，如传输光功率、衰减等的变化，故障发生率、故障发生原因，进行统计和分析，详细记录故障的现象、原因，应用技术统计方法将线路的性能指标与线路资料结合，对光电缆资源进行评估，以便尽量避免重复性工作和同类型故障的多次发生。定期对敷设好的光电缆中继段进行损耗测试，观察光电缆的温度特性，判断其工作是否正常，并预告光电缆线路的可靠性。测试工作的频次可根据季节变化和外界环境变化来规定。敷设完工的第一年和外界环境温度变化大时可多测几次，以后逐渐减少。对损耗变化较大的通道，还可用背向散射仪（OTDR）进行扫描，重新绘出背向散射曲线，与以前的资料进行对比分析。定期巡查和测试的结果均应做好记录，作为资料档案。

为了保障光电缆长途传输安全，提高光电缆的可用率，同时弥补维护力量相对不足的缺点，济南通信段采用光电缆监测系统对管内长途光电缆实现集中化的维护管理。一方面可及时掌握光电缆的运行状况，发现劣化趋势，防患于未然；另一方面当出现断纤时，能够快速响应，准确定位，缩短故障延时。目前对京沪、邯济、胶新、兖日、枣临等线的光电缆都实施了在线监测。

（5）实施网络优化，保证在一条光电缆中断时不影响铁路通信业务。每年制定网络优化方案，组织进行网络结构优化，保证通信业务畅通。京沪穗波分通道是原铁道部骨干传输网，安全非常重要。为提高管内京沪穗骨干传输网的安全，利用京沪线空闲光纤资源，组织技术人员在骨干传输网上串接开通了OLP设备（光纤自动到换系统）。当发生光电缆故障时，借助于OLP设备实现自动切换，确保整个传输环网的安全。在实施过程中，由于干线光缆存在655、622光纤型号不统一问题，济南通信段积极与厂家进行分析研究攻关，最终克服了不同光纤型号带来的困难，实现不同型号光纤双路由保护。在胶济线，由于传输系统两方向的光电缆引入机房采用同缆分歧方式引入，当引入缆中断时，会造成该站传输中断，严重干扰行车指挥。为解决此问题，把胶济线GSM-R系统16芯光电缆引入传输机房，实现双路由保护，解决引入机房同缆问题。同时，在胶济线运用GTO光电缆完成了胶济客专双光电缆保护，保证了胶济客专通信畅通，为胶济客专的安全提供有力支持。在京九线，利用电气化改造新上光电缆，实现传输系统通过不同径路光电缆的双路由保护。在其他线，通过利用现有光电缆资源、敷设新光缆、与其他运营商置换等方法，实现主要业务利用不同径路、不同光缆、上下层业务保护。铁路半自动闭塞业务是通过电缆完成的，电缆中断就会影响行车。2011年，济南通信段积极与厂家合作，进行半自动闭塞光、电转换试验。在闭塞区段新安装半自动闭塞光电转换设备，将闭塞电缆和光纤同时引入设备，在电缆出现故障时，自动倒换到光纤上，保证闭塞通道的畅通。目前济南通信段多个支线闭塞区段都开通了半自动闭塞光、电转换设备，效果很好，保证闭塞区段列车的运行。

2.3 做好光电缆的应急维护，是减少光电缆故障和影响的重要措施

通信光电缆的抢修速度和质量直接影响行车安全，造成不同程度的影响。为全面做好光电缆的抢修工作，济南通信段成立了抢修组织，每个车间都成立抢修工区，制定各类故障的抢修措施和故障处理流程。

为保证通信光电缆抢修抢险工作有序进行，济南通信段明确技术科负责组织建立段管内光电缆线路的网络图、光电缆芯线运用和应急备用光电缆台账资料库，每年利用设备履历统计工作组织车间进行台账的修订，由车间主任签字确认，确保台账准确。各车间对抢修器材、抢修工具、备品备缆妥善保管，定期检查维修。抢修器材、备品、备件、备缆未经技术科同意不得擅自动用，抢修器材使用后由各抢险工区工长负责及时补充、补齐抢险备品，杜绝抢修器材缺少或配备不标准而影响执行抢修任务。

通信光电缆抢修工作遵循“先抢通，后修复”的原则，尽力压缩故障延时。发生中断故障时，按预先制定的应急预案和应急倒代、倒线措施，立即组织进行处理、恢复重要电路和系统，千方百计保证行车指挥系统、重要业务电路的畅通，减少影响，避免故障升级。