瑞典铁路信号通信进入光纤改造阶段 既有继电控制系统将逐步数字化

   2026-09-22 1
核心提示:瑞典铁路信号通信现代化取得新的工程进展。Trafikverket与Pilz联合开发的SRO安全继电信息光纤传输方案完成现场试验并获得批准,可在保留大量既有信号和安全控制设备的基础上,将部分传统铜线信号传输逐步迁移至光纤网络。铁路基础设施升级将进一步提高安全控制、继电接口、工业通信及长期备件管理的重要性。

铁路信号系统的现代化并不一定意味着把沿线所有旧设备一次性全部拆除重建。对于已经运行数十年的国家铁路网,更现实的方式往往是在保留仍然可靠的联锁、信号和现场控制设备基础上,逐步替换寿命接近极限或者已经无法满足未来通信容量要求的基础设施。瑞典目前正在推进这样的改造。9月21日,Trafikverket与德国自动化企业Pilz确认,双方联合开发的Safe Relay Messages over Opto,也就是SRO方案已经完成现场试验并获得通用批准,后续可以逐步应用于瑞典铁路通信基础设施。

SRO解决的核心问题,是如何把既有安全相关继电信息从传统传输方式迁移到光纤网络,同时避免为了通信介质变化而重新建设整套信号系统。铁路沿线存在大量联锁设备、控制柜、轨旁信号和区间检测装置,它们长期通过电气信号交换状态信息。如果只是因为通信线路老化,就把所有控制设备同时更换,不仅工程规模大,重新验证整套安全系统也会增加项目复杂度。因此,瑞典此次选择的是在既有系统与新通信基础设施之间建立可靠接口。

按照Trafikverket公布的技术信息,SRO设备目前提供SRO8和SRO24两种版本,分别配置8路和24路输入输出。设备以成对方式工作,一端作为主设备,另一端作为从设备,通过光纤在两个位置之间传递数字信号。每一对设备拥有独立地址,并由系统供应商预先完成配置。其工程意义并不是把传统继电器本身变成网络设备,而是让原来通过电气线路传送的继电状态信息能够利用光纤跨越更长距离。

这一区别对工业控制设备理解十分重要。继电器仍然承担电气状态转换、联锁或者安全相关控制任务,光纤系统承担的是信息传输。二者功能并没有因为数字化而合并。控制继电器、安全继电器、PLC或铁路联锁设备产生的输入输出状态,需要先经过相应接口,再由通信系统传送到另一端。因此,“继电通信光纤化”并不意味着传统控制继电器即将从铁路系统中消失,反而可能延长部分成熟信号设备继续运行的生命周期。

铁路行业尤其重视这一点,因为信号设备一旦通过安全认证并长期稳定运行,更换成本通常远高于普通工业设备。新的SRO方案重点之一,就是在不对现有控制和安全系统进行根本性改变的情况下导入现代通信技术。这样可以把升级重点放在已经老化的传输基础设施,而不必同时更换所有现场设备。对于拥有大量存量设备的工业系统而言,这也是典型的渐进式改造思路。

瑞典交通管理局此前披露,现有混合区间闭塞等信号设施中仍有约380套FST调制解调设备,主要承担光纤通信相关功能。新的SRO8和SRO24设备已经取得技术批准,可作为这些老旧设备后续更新的一种方案。Trafikverket同时已经把相关设备和技术资料纳入培训体系,通过实际测试装置对安装、文档和维护流程进行验证,使维修人员能够同时处理原有系统和新的SRO设备。

对工业自动化市场而言,这种改造首先扩大的是安全控制和数字I/O设备的长期应用价值。铁路轨旁系统需要把占用状态、设备位置以及信号命令可靠传送到控制侧,在安全相关回路中,数据不能只做到“能够传输”,还需要保证通信异常能够被检测并进入规定的安全状态。Pilz此前公布的SRO技术体系基于铁路控制系统PSSrail以及安全实时通信技术,其设计目标就是用于安全相关信号数据传输。

工业连接和端子系统同样属于铁路现代化中容易被忽视的基础环节。旧通信柜改造时,一侧仍然需要与既有继电器、信号设备和控制线路连接,另一侧则进入新的数字通信系统。原有线路编号、端子分配和电源系统如果缺乏准确资料,就会增加现场改造风险。铁路设备运行时间很长,因此端子和连接部件不仅要满足初始安装要求,还必须考虑多年维护后的可识别性和可替换性。

光纤通信的导入还会改变沿线通信接口结构。铜线能够直接传送电气信号,而光纤传递的是光信号,需要通过专门设备完成电气与光信号之间的转换。光纤本身不受传统电磁干扰方式影响,在铁路沿线存在牵引供电、大功率电气设备以及较长传输距离的环境中具有明显工程价值。不过,通信可靠性并不只由光纤决定,电源、控制模块、接口设备以及现场安装质量仍然需要共同保证。

电源监控也是此类沿线控制设备长期运行的重要部分。数字通信设备、I/O模块和控制器都依赖辅助电源,如果供电异常,即使光纤本身完全正常,通信节点仍然可能退出运行。因此铁路沿线控制柜通常需要关注电源状态、设备诊断和故障报警。电源监控设备的作用是发现供电异常并提供状态信息,它不能代替断路器或保险丝完成过电流保护,不同保护层级仍需要各自发挥作用。

瑞典此次SRO批准还处于更大的铁路通信基础设施更新背景下。Trafikverket正在全国推进Opto 2.0光纤网络升级,原因是部分既有铁路光纤已经达到或接近技术寿命。该项目计划更新约10500公里沿线光纤基础设施,自2018年开始实施并计划持续至2029年。2026年瑞典全国约有35个相关项目处于不同实施阶段,说明铁路通信基础设施更新并不是单一站点试验,而是长期网络现代化的一部分。

需要注意的是,Opto 2.0与SRO并不是完全相同的工程。Opto 2.0主要解决铁路沿线光纤网络本身的更新和容量问题,而SRO解决的是安全相关继电信息如何利用新的光纤基础设施可靠传输。前者提供通信网络基础,后者承担特定信号数据转换和传输功能。两项工作相互关联,但不能直接写成同一个设备项目。

此次批准也不意味着瑞典铁路从9月21日起立即全部切换到SRO。官方表述是,在完成现场试验并取得批准以后,可以逐步把相关通信基础设施从传统技术转换到光纤方案。实际改造仍然需要根据线路、现有信号设备、工程计划和维护条件分阶段实施。铁路系统涉及安全运行,因此新设备通常需要经过技术批准、现场验证、施工和投运等多个步骤,而不是通过一次认证后立即全国统一更换。

对于工业零部件市场而言,这类存量基础设施改造具有明显的长期需求特征。新建铁路项目首先形成新的控制、通信和连接设备需求,而既有线路升级则更强调兼容性、备件和旧系统接口。控制继电器、安全控制、工业端子、电源监控、工业通信接口和连接部件的实际寿命又不完全一致,因此一套铁路信号设施在数十年运行期间可能经历多轮局部升级。

瑞典SRO完成现场验证并取得批准所反映出的行业变化,比单独发布一款铁路控制产品更值得关注。越来越多长期运行的工业基础设施正在采取“保留可靠主体设备、更新通信和控制层”的改造方式,以降低一次性重建成本和工程风险。对于工业继电器、安全控制、连接技术和通信设备市场而言,这意味着数字化并不会简单淘汰传统工业控制部件,而是让它们通过新的接口继续进入更现代的系统架构。


 
 
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