漏缆监测系统在城市轨道交通信号系统中的应用

韩大鹏

中铁一局集团电务工程有限公司 陕西西安 710038

1 漏缆监测系统设置要求

城市轨道交通信号系统中的漏缆监测系统应由设在维修中心的网管设备、设置在设备集中站的现场管理单元、以及安装在轨旁RRU附近的漏缆监测主机及合路器等设备组成。区间内同一位置处的A、B网共用同一台在线监测主机，监测主机设置间隔不低于1200米。由信号系统设置的光电综合箱提供1路电源分路给监测主机供电，利用A网RRU光缆的中1根光纤将轨旁的漏缆监测主机与设备集中站的现场管理单元进行星形或链形连接，设备集中站的现场管理单元通过维修网络通道与维修中心的网管系统连接[1]。

2 漏缆监测系统工作原理

漏缆监测系统功能实现主要依靠故障定位主机（监测单元）来实现，其工作原理如图所示：

故障定位单元发射微功率（虽然传输方向是长距离，但对于耦合方向是短距离）的射频信号，在被监测的漏缆中传输，如果被监测这段漏缆指标非常好，回波损耗非常小，但如果这段漏缆上某点的驻波比恶化（传输损耗指标同时恶化）时，则此故障点反馈到漏缆监测设备的回波损耗值变大。

通过测试漏缆及所接的接头、跳线、避雷器、直流阻隔器、天线、合路器等整个漏缆链路每个位置的回波损耗和驻波值，故障定位主机依据多个射频信号的回波损耗值和时延，计算出故障点的驻波比值和位置。

3 漏缆监测系统功能

漏缆监测系统应在不影响LTE无线设备正常工作的情况下，对轨道交通正线所有漏缆的故障点进行准确定位，监测数据由光纤链路传输至所属集中站机房内的管理单元及维修中心网管系统，告警并显示漏缆线路故障及对应位置，同时还应提供漏缆劣化预警，当驻波比值趋近于设置的门限值时发出告警信息，记录设备状态、告警类型、告警时间、操作日志等信息，并可以设置设备的相关参数，具体功能为：

（1）远程实时监测漏泄同轴电缆（通断、传输损耗）和监测设备的状态；实时显示告警信息；记录监测设备状态、告警类型、告警时间、操作日志等信息。

（2）实现对漏泄电缆及所接的接头、跳线、避雷器、直流阻断器、馈缆、天线、合路器等整个漏缆链路每个位置的回波损耗和驻波值的在线监测，并在线定位故障所发生的具体位置。

（3）对漏缆的单端及隧道洞口处与漏缆连接的天馈线进行在线故障定位监测。

（4）漏缆劣化预警，当驻波比值趋近于设置的门限值时发出告警信息。

（5）漏缆故障定位分析、系统用户管理、配置管理、数据备份和实时告警等功能，能对设备运行数据进行统计处理，生成各种统计报表。

（6）可纳入信号维护支持系统统一网管的能力，同时应开放接口满足通信设施设备在线监测系统统一管理的需求[2]。

4 漏缆监测系统技术要求

4.1 对网管的功能要求

具备对系统设备配置管理、故障管理、安全管理和操作维护管理功能。

（1）能手动/自动添加、删除设备，设备添加成功后系统才能对设备进行监测和管理。设备删除不应影响LTE系统和其他监测设备正常工作。

（2）系统能对在线设备信息进行查询功能，并可对查询结果进行统计、打印。

（3）系统能实时接受并显示各被监控设备得到的运行数据、工作状态和告警信息；向集中站现场管理单元发送各种操作指令；

（4）系统提供定时轮询功能，轮询时间不小于5min。

（5）与上一级的监控中心进行通信，根据要求向上传送有关数据信息，接收上级下发的检测控制命令；

（6）漏缆监测网管系统上至少应能显示漏缆监测实时状态、设备连接实时状态、漏缆监测拓扑图等，对系统内所有设备、通信路由等进行诊断，发现故障应及时告警。

（7）进行告警确认和处理，至少还应包含漏缆新增告警、正在维修告警、设备连接告警等，实时测试漏缆及所接的接头、跳线、避雷器、直流阻隔器、天线、合路器等整个漏缆链路每个位置的回波损耗和驻波值，并显示出该不良点所在的具体位置。

（8）对设备运行数据进行统计处理，生成各种统计报表。漏缆历史维修记录数据至少要保存一年，并具备漏缆性能趋势分析的功能。

（9）对维修中心以及设备集中站的各种配置信息（如设备基本参数、管理信息、告警开关、告警参数、漏缆参数等）进行设置、查询、修改等操作。

（10）漏缆监测系统应具有配置管理功能，包括但不限于配置信息添加（用于将来有可能对车辆基地的扩展）、配置信息统计等功能。

（11）系统应具备用户管理功能，包括但不限于个人信息管理、用户信息列表、操作记录表等，设置和检查用户密码和权限。

（12）系统应能对故障分类，故障类型包括：被检测对象故障、监测设备故障、监测数据传输链路故障、系统故障等。

（13）系统按照告警严重程度进行划分，可将告警信息分为紧急告警、重要告警、一般告警、无效告警四级，具体如下：

紧急告警：该告警使所属子系统无法运行，或使有关生产的功能缺失，必须及时处理；重要告警：该告警对所属子系统的运行效率产生影响，但不会使有关生产的功能缺失。可安排时间处理；一般告警：影响设备及系统维护保养、但不影响系统运行及效率的相关告警，可在定期维护中处理；无效告警：不影响系统功能、效率及维护保养的告警，一律不显示。

4.2 对设备安装的技术要求

（1）设备应具有模块化结构，能通过改变业务板的种类、数量及调整软件对设备进行扩容、升级。

（2）设备的总体机械结构，需满足安装、维护的方便和扩充容量或调整设备数量的灵活性，实现硬件模块化。应具有足够的机械强度和刚度，设备的安装固定方式应具有防振抗震能力，应保证设备经过常规的运输、储存，安装后不产生破损变形。

（3）线缆在机架内排放的位置应设计合理，符合MDS（维护监测）机柜和IMSS（维护支持系统）机柜的总体要求，不得妨碍或影响日常维护、测试工作的进行。所有的安装和维护操作均应在机架前面进行。

（4）现场管理单元（设备集中站）、网管服务器（维修中心）及组网设备安装在维护监测机柜（MDS）内标准通信机架上，尺寸符合MDS机柜的要求。

（5）轨旁加装的合路器应采用金属箱防水保护，轨旁的监测主机箱、合路器保护箱应采用厚度不小于2mm的不锈钢钢板制作，引线口应配备橡胶管防护线缆损伤。区间设备要做到防水、防寒、散热、防震。区间设备的安装不得超出设备限界范围，安装附件应做浸锌处理。

（6）设备的冷却优选自然通风散热方式，各种用户接口应有过压过流保护功能。

（7）当设备加电运行时，插入或拔出机盘应不引起任何元件的损坏和缩短使用寿命。

5 与其他系统的接口

5.1 与信号维护支持系统接口

信号维护支持系统在信号集中站和维修中心的维护支持系统机柜内为漏缆监测系统提供现场管理单元和网管设备安装空间和设备接地端子。

信号维护支持系统在信号集中站和维修中心为漏缆监测系统提供总线型以太网通道（与维护支持系统共用通道），接口界面在维护支持系统网络输入端（暂定）。

信号维护支持系统在维修中心为漏缆监测系统提供同步时间信号，接口界面在维护支持系统输出端。

5.2 与电源系统接口

电源系统在信号集中站和维修中心为漏缆监测系统提供1路AC220V电源，接口界面在电源配电屏输出端。

5.3 与LTE系统接口

LTE系统为漏缆监测系统提供现场监测主机至信号集中站管理单元的光纤资源，接口位置分别在区间光电源综合箱光缆熔接盒输出端和信号集中站ODF架处。

LTE系统在区间为漏缆监测系统提供1路AC220V电源，接口界面在区间光电源综合箱输出端子处[3]。