數(shù)字式平面無線調(diào)車系統(tǒng)

楊玲玲 賈繼峰

摘 要：文章介紹了一種新型的數(shù)字平面無線調(diào)車系統(tǒng)（radio marshalling of railway plane system），基于無線數(shù)字電臺加裝控制軟、硬件，實時傳送車輛編組調(diào)車信息，實現(xiàn)燈顯信令、語音提示，是通信與信號一體化的車輛編組調(diào)度的信息與控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)達到了《鐵路平面無線調(diào)車設備技術(shù)條件》（TB/T 2834-2002）的技術(shù)要求，滿足了調(diào)車作業(yè)的需求，極大的解決了設備上常出現(xiàn)的問題，提高了工作效率和安全質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：數(shù)字平面無線調(diào)車系統(tǒng)；實時傳送；編組調(diào)車

1 概述

隨著我國國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展，鐵路運輸量逐年加大，站場平面調(diào)車業(yè)務需求也增大，鐵路站場平面無線調(diào)車系統(tǒng)是保障站場平面調(diào)車統(tǒng)一調(diào)度指揮必備的終端系統(tǒng)。該系統(tǒng)供鐵路調(diào)車作業(yè)時調(diào)車長、機車司機和調(diào)車人員傳遞調(diào)車信令及通信聯(lián)絡用的無線燈顯系統(tǒng)。該系統(tǒng)構(gòu)成了調(diào)車作業(yè)人員與機車司機及調(diào)車區(qū)長之間的聯(lián)絡通道，使語音及調(diào)車作業(yè)指令可以在此通道內(nèi)準確傳遞。該系統(tǒng)既能傳輸語音信號（通話），也能傳輸調(diào)車作業(yè)指令（數(shù)據(jù)），是一個數(shù)話并傳的同頻單工分組網(wǎng)。平面調(diào)車經(jīng)歷了信號旗指揮、電子管無線調(diào)車、單片微處理機技術(shù)實現(xiàn)數(shù)字編碼燈顯和語音合成無線平面調(diào)車等階段，每一次的階段更新都極大的提高了作業(yè)效率，并能解決現(xiàn)場實際問題。平面無線調(diào)車又經(jīng)歷了四個階段，但都采用的是模擬常規(guī)對講方式。模擬平面無線調(diào)車系統(tǒng)在實際使用中存在較多問題：模擬信道在調(diào)車作業(yè)遇到該信道被占用時，造成該信道阻塞，使得正常的調(diào)車指令無法完成，給站場調(diào)車作業(yè)帶來極高的不安全因素；目前的模擬信道機信道頻率占用帶寬為25KHz，而鐵路平面無線調(diào)車的頻率資源有限，有些使用部門采取同頻復用方式，這樣給平面無線調(diào)車作業(yè)帶來極大的安全風險；多部模擬信道機在通訊時不可避免的二階或三階互調(diào)造成語音串擾，多個調(diào)車組作業(yè)時不同調(diào)車組之間由于二階或三階互調(diào)造成誤聽誤判時有發(fā)生，因此給無線調(diào)車作業(yè)帶來很大的安全隱患。數(shù)字設備相對于模擬設備而言，對環(huán)境噪聲的抑制效果很好，在指令傳輸上較有優(yōu)勢并且傳輸距離更長，可以更好的保證調(diào)車作業(yè)的通暢、安全。

數(shù)字平面無線調(diào)車系統(tǒng)由機車控制器、調(diào)車便攜臺和調(diào)車區(qū)長控制器組成。機車控制器（以下簡稱機控器）主要用于接收調(diào)車組人員發(fā)來的各種調(diào)車作業(yè)操作指令，經(jīng)過內(nèi)部微處理器判斷，及時給出色燈顯示、語音提示，同時進行語音回示。調(diào)車便攜臺（以下簡稱手持臺）由調(diào)車組人員使用，向機車發(fā)送各種調(diào)車信令、話音以指揮機車運行。調(diào)車區(qū)長控制器（以下簡稱區(qū)長臺）主要用于解決調(diào)車區(qū)長與調(diào)車組之間的聯(lián)絡問題，具有通話、接收和識別調(diào)車人員發(fā)出的調(diào)車信令信號等功能。手持臺是由調(diào)車組人員使用，可以向機控器發(fā)送各種調(diào)車作業(yè)指令，按使用功能分為調(diào)車長電臺、制動員電臺和連結(jié)員電臺，統(tǒng)一型號為建伍NX-300型手持臺?？刂撇糠峙c電臺融為一體，操作按鍵設在電臺外殼上，調(diào)車指令采用B型按鍵方式，調(diào)車長使用紅、黃、綠三個按鍵控制電臺發(fā)調(diào)車作業(yè)指令，制動員和連接員只使用紅、黃兩個按鍵控制電臺發(fā)調(diào)車作業(yè)指令，通話使用電臺側(cè)面的PTT按鍵。

2 設備介紹

數(shù)字平面無線調(diào)車系統(tǒng)（radio marshalling of railway plane system）基于無線數(shù)字電臺加裝控制軟、硬件，實時傳送車輛編組調(diào)車信息，實現(xiàn)燈顯信令、語音提示，是通信與信號一體化的車輛編組調(diào)度的信息與控制系統(tǒng)。調(diào)車長手持臺發(fā)出調(diào)車指令，機控器接收到該指令后通過燈顯設備顯示，并發(fā)出語音提示。同時，機控器向調(diào)車小組的所有電臺發(fā)出語音回示，所有電臺播報調(diào)車指令。制動員在緊急情況下可使用手持臺發(fā)出緊急制動的指令，通知調(diào)車機司機緊急制動，緊急情況處理后，必須由發(fā)出緊急停車的制動員發(fā)出解鎖指令后才能繼續(xù)執(zhí)行調(diào)車長發(fā)出的調(diào)車指令。

2.1 設備構(gòu)成，數(shù)字式鐵路平面無線調(diào)車系統(tǒng)是供鐵路調(diào)車作業(yè)時調(diào)車長、機車司機及調(diào)車人員傳遞調(diào)車信令及通信聯(lián)絡用的無線燈顯系統(tǒng)。該系統(tǒng)由機車設備、便攜設備和固定設備組成。

（1）調(diào)車機控器。機車設備由機控器主機（含電源）、司機話盒、顯示燈、揚聲器、天線等組成，并具有有機內(nèi)存儲調(diào)車信令功能。機控器前面板有顯示燈、液晶屏及操作按鍵，并有話盒接口。側(cè)面有開關(guān)、通訊接口，頂部有天線接口及TAX箱接口。

（2）調(diào)車便攜臺。調(diào)車便攜臺是由手持電臺加裝主控板構(gòu)成，包括電臺主機、液晶屏、鍵盤、主控板、天線。調(diào)車便攜臺是由調(diào)車組成員使用，是供調(diào)車組成員向機車控制器發(fā)送各種調(diào)車指令的設備，按功能分為調(diào)車長、連結(jié)員、制動員三種。調(diào)車便攜臺是調(diào)車主控板與電臺合為一體，主控板與電臺通過專用接口進行連接。按鍵設在電臺前面板上。調(diào)車便攜臺需要有調(diào)車指令的語音回示功能，因此手持臺調(diào)車主控板中也設計有語音模塊，并附加有先進EEPROM存儲模塊。

（3）調(diào)車區(qū)長控制器。調(diào)車區(qū)長控制器由區(qū)長臺主機、話盒、天線、饋線等組成，可監(jiān)聽、指揮所屬調(diào)車組，并具有記錄通話語音和調(diào)車信令的功能。設備前面板留有司機話盒接口，指示燈顯示電臺的收發(fā)狀態(tài)，音量及狀態(tài)調(diào)節(jié)按鍵。

3 系統(tǒng)設計

3.1 調(diào)車便攜臺

調(diào)車便攜臺（以下簡稱手持臺）是供調(diào)車組成員向機車控制器發(fā)送各種調(diào)車指令的設備，按功能分為調(diào)車長、連結(jié)員、制動員三種。本手持臺設計時考慮了使用的方便性，可以通過設置轉(zhuǎn)換不同的角色及調(diào)號。在調(diào)車過程中，平面調(diào)車系統(tǒng)內(nèi)所有電臺需要有調(diào)車指令的語音播報功能，因此手持臺主控板中也設計有語音合成芯片，手持臺為7.5V供電，功率不大于5W，內(nèi)部包括400M數(shù)字電臺和調(diào)車信令控制裝置。

3.2 調(diào)車機控器

機控器使用機車內(nèi)部直流電源供電。其中內(nèi)燃機車為直流110×（1±10%）V或者50×（1±10%）V，蒸汽機車為直流45-90V。所以機控器電源部分采用寬輸入的DC/DC電源模塊，滿足不同車型電壓輸入，輸出13.8V，功率40W。點燈電路是機控器的一個重點設計電路，保證在干擾或設備故障時不會誤點綠燈導致信號升級。所以設計時采用交流點燈的方式，實現(xiàn)可靠輸出信號顯示。主控板控制數(shù)字電臺實現(xiàn)調(diào)車業(yè)務，具備信令采集、語音通話控制、信令播報、點燈控制、液晶顯示、數(shù)據(jù)存儲、時鐘控制等功能。

3.3 調(diào)車區(qū)長控制器

調(diào)車區(qū)長控制器（簡稱區(qū)長臺）采用AC220×（1±20%）V，50Hz供電，電臺和控制單元需要直流12V供電，因此電源單元采用AC/DC電源模塊，考慮到現(xiàn)場電壓不是很穩(wěn)定，電源模塊的輸入范圍選用寬電壓范圍。區(qū)長臺需要按鍵調(diào)整音量、呼叫和監(jiān)聽轉(zhuǎn)換等功能，電臺本身具有這樣的按鍵，所以在區(qū)長臺的前面板引用就可以了。存儲分為兩部分，主控板自帶芯片存儲器，可記錄調(diào)車信令，并可通過后面板接口讀取這些信令進行分析和打印。另外可以選配記錄單元存儲調(diào)車的語音通話和信令，通過U盤下載可導入PC機用專用的軟件回放語音和信令分析。在存儲信令內(nèi)容的同時加蓋時間戳，為分析故障時提供時間依據(jù)。調(diào)車區(qū)長控制器控制單元由電源轉(zhuǎn)換單元、CPU控制單元、實時時鐘單元、語音提示單元、存儲單元、擴展串口單元組成。

4結(jié)束語

“數(shù)字平面調(diào)車系統(tǒng)”2014年投入應用中以來，系統(tǒng)設備安全可靠，性能非常穩(wěn)定，未發(fā)生設備故障問題，適合現(xiàn)場的復雜情況，能夠提高頻譜利用率，改進通信干擾，增加數(shù)據(jù)業(yè)務，實現(xiàn)信令優(yōu)先，支持模數(shù)平滑過渡，從而提高調(diào)車作業(yè)質(zhì)量，所以具有顯著地社會效益，對鐵路運輸部門合理調(diào)整運能，實現(xiàn)運輸系統(tǒng)的信息化管理，提高人員工作效率，降低人員工作時間及功耗起到了巨大作用。