無線調車機車信號和監控系統(STP)在大準線的應用與管理

郭永紅

郭永紅:神華準能大準鐵路公司信號段 工程師 010300 內蒙古鄂爾多斯

STP系統是為有效解決站內調車作業安全而設計的安全防護系統。它將站場對調車機車的進路開放、調車作業單、調車限制條件等信息，通過無線通信方式傳輸到調車機車上，實現調車信號、調車進路、調車作業單等信息在機車上的實時顯示，通過LKJ2000型監控裝置實現對調車作業的安全防護。下面以大準鐵路公司調車場點岱溝站為例，闡述STP系統的應用特點。

1 點岱溝站站場特點

1．站場規模大，線路比較長，股道及裝煤線的環線超過1500 m，股道中間設有道岔。

2．作業繁忙、作業機車多，點岱溝站有多達8臺專用調機在站場內進行調車作業。

3．站場跨度比較大，超過5 km。

4．站場軌道分路不良區段多。尤其是裝煤線問題尤其嚴重，情況比較復雜。

5．存在環線作業，機車經過環線后，運行方向會發生改變。

2 STP系統應用方案

2.1 無線通信信號處理

點岱溝、南坪站二站站場跨度大、作業機車多。根據電臺的技術條件，數傳電臺的通信覆蓋范圍最大為5km。在STP實際應用中發現，當通信距離超過3 km時電臺信號會衰減，將導致車-地通信情況不良，數據誤碼率比較高;當出現高通信誤碼率時，會直接影響機車的安全控制，存在安全隱患。為此，采取了以下措施。

1．提高地面天線的安裝高度。采用增益比高的天線，地面選用高度為3.5 m，增益為10.5 dB的天線，車載選用20 cm增益為3.5 dB的天線，加大電臺的發射功率。

2．地面主機軟件處理。地面主機收不到車載主機發送的數據超過規定時間6 s后，地面STP主機將把該機車強制轉為跟蹤模式，根據站場聯鎖光帶條件繼續跟蹤機車運行，并將機車的進路信息等發送給電臺。此時車載主機可能仍在接收地面主機傳輸的控制信息，不能簡單認為該機車位置丟失，失去對該機車的控制 (鐵道部STP技術條件中按照機車位置丟失處理)。當車-地通信恢復正常后，地面主機立即將該機車轉為控制模式。

3．車載主機軟件處理。車載主機收不到地面主機發送的數據超過6 s后，需要判斷機車前方的防護信號。當機車前方為藍燈停止或者土擋信號時，需要保留對前方防護點的控制，不能直接退出調車監控狀態 (STP技術條件中按照退出調車監控狀態，轉為普通調車模式處理)。如距離前方防護點比較近，此時一旦退出防護狀態會引起嚴重的安全隱患。當機車前方為白燈信號時，命令LKJ退出STP狀態，提醒乘務員注意信號，轉為普通調車模式。

2.2 區段分路不良處理

裝煤線的調車作業區往往存在分路不良軌道區段。對普通的區段分路不良，STP系統能自動識別;當因分路不良引起前方信號機由白燈變為藍燈時 (類似于監控裝置正線運行時的信號突變)，此時又距前方信號機比較近，則根據STP技術條件，會啟動機車緊急制動，強制車列停車。由于大準鐵路調車作業基本為大編組，車列多由60多節車廂編組，緊急制動后車列的充風時間需要5～6 min，嚴重影響運輸效率。針對以上情況，在確保安全的前提下采取以下措施。

1．前方信號機突變為藍燈后，因進路未取消，可以允許機車繼續往前走行，不影響前方信號及道岔的安全性。

2．STP系統增加信號突變控制模式。在檢測到前方信號機由白燈突變為藍燈時，連續檢查到前方信號機的距離以及機車速度，當距離前方信號機少于15 m且機車速度小于5 km/h時，啟動信號突變模式，采用報警方式提醒乘務員注意前方信號，乘務員需要在LKJ顯屏上操作，7 s不操作則啟動緊急制動。

2.3 環線控制

STP系統采用機車手柄位置對應機車運行方向，即手柄向前對應上行，手柄向后對應下行。對一般站場，只要機車不經過機務段庫內的轉盤，機車手柄對應的上、下行關系不會改變。但由于點岱溝和南坪二站都存在環線，且作業繁忙，當機車通過環線時，機車手柄對應的上、下行關系就會改變，導致前方信號的上、下行需要改變。按照常規辦法，需由乘務員在通過環線時采用手動方式調整手柄，使之符合上、下行的對應關系。雖然該方式不但影響作業效率，且把系統控制轉交給乘務員，一旦乘務員由于疏忽忘記操作，會引起STP控制失效。

鑒于以上情況，大準鐵路公司STP系統采用在環線中間安裝應答器的方式，來實現機車換向處理，稱為“環線換向應答器”。當機車通過環線刷過該應答器時，由STP系統自動調整機車手柄與上、下行的對應關系，從而實現自動換向，無需人工操作。

通過環線換向應答器實現自動換向，就需對應答器內部的數據格式進行擴展，增加1個字節標識應答器類型 (普通應答器、環線換向應答器);另外，環線換向應答器的安裝位置也需要考慮，因環線也兼做牽出線使用，所以環線應答器需安裝在靠近裝煤線一端。

3 STP設備管理

大準鐵路公司STP系統為新上設備，在管理上還處在探索階段，且STP系統的運用涉及運輸、機務、信號、鐵通等相關部門，給設備管理方帶來了新的挑戰。因此要從設備、技術、安全、信息互通等方面著手，努力提高職工技術素質，具體做法如下。

1．培訓技術人員。在現有技術力量不夠的情況下，集中培養1～2名技術骨干，學懂、學透STP系統，再以該技術骨干為核心建立一個專業的團隊;同時需要督促廠家對STP系統技術進行交底，協助技術人員的掌握。

2．明確責任人。設立1名主管工程師負責STP系統的全面維護管理工作，專人專職;車間設2名專職人員負責系統的維護、故障處理、日常檢修、數據資料收集，檢查、指導、監督系統的日常運行情況。

3．加強溝通。STP系統主要功能是保障調車機車在站場內作業的安全，主要使用人員為機務的乘務員，這就要求設備管理人員詳細了解系統的運行模式，要定期訪問機車乘務員和車站區長值班員，了解STP使用情況，對于使用人員的疑問及時解答;對于設備使用中存在的異常情況，需要上報信號段主管人員，聯系設備廠家督促解決。

4．制定故障處理流程。要管理好STP系統，最終形成一個管理團隊，就需要形成一套專用的故障處理流程，相關技術人員按照此流程，就能及時的查詢、處理STP系統在運行過程中的異常情況。地面設備故障處理流程如圖1所示。

4 STP設備故障判斷流程

STP設備平時的維護由信號工區檢查，巡視周期為一天一次，當現場車務或者機務部門反映系統故障時，先由信號工區通過巡視地面終端來判斷系統的工作狀態，并對照電務終端的顯示界面，以及系統的狀態圖來判斷系統是否工作正常，主要有以下幾個步驟。

1．檢查地面主機A、B的工作狀態。當檢查到地面主機運行出錯時，需要判斷是硬件故障還是軟件程序故障，一般采用重啟措施。在重啟地面主機后，觀察故障是否排除;如故障不排除，則需及時更換備品、備件。

圖1 地面設備故障處理流程

圖2 車載設備故障處理流程

2．檢查聯鎖信息是否正常，通過檢查聯鎖設備接線以及采用串口調試工具。如果從STP端口無法采集到聯鎖設備的數據，則從聯鎖端口檢查問題所在。

3．檢查電臺設備工作是否正常，通過電臺的指示燈來觀察電臺的收發情況，以及電務維修終端來查詢電臺的信噪比，判斷系統的誤碼率。

4．檢查車載主機及查詢主機的電源指示燈等面板燈顯是否正常。如果觀察指示燈確定為車載主機或者查詢主機工作不正常，則更換板件或者更換整機。

5．根據LKJ顯示界面來判斷故障情況。如果LKJ顯示界面保持曲線界面，沒有站場圖顯示，則需要判斷LKJ2000和車載主機的CAN通信線是否正常，通過檢查配線來確定故障點位。

6．如果機車實際在集中區，而顯示界面在非集中區，則需要采用人工定位的方式重新定位機車。機車定位可采用乘務員在機車上定位和區長室在車務終端上定位的方法。

7．通過車載主機的電臺面板燈顯來判斷電臺的通信情況，如果電臺接收數據指示燈滅燈，則需要結合地面電臺的工作情況來判斷故障點。

8．如機車不能正常接收地面點式應答器信息，則需要檢查查詢應答器主機及查詢天線的工作情況。通過查詢主機面板的燈顯來判斷查詢天線和查詢主機間的通信是否正常。當機車刷過點式應答器時，查詢主機的收碼燈及S1燈會閃爍3次，表明接收應答器信息接收正常。車載設備故障處理流程如圖2所示。

5 小結

STP系統在大準鐵路公司的應用，解決了大準鐵路公司在調車作業中的安全隱患，為調車作業的安全把好了關，在信號段和STP廠家的共同努力下，解決了一些技術難點。設備的應用離不開科學的管理，只有良好的管理制度，才能真正的把設備用到實處。大準鐵路公司在如何用好STP設備上制定了一套明確的故障處理流程，使STP設備的使用和管理實現了有據可依，有章可查。

［1］ 運基信號〔2011〕38號.關于印發《無線調車機車信號和監控系統(STP)運用維護管理辦法》的通知［R］ .

［2］ 運基信號〔2004〕73號.關于印發無線調車機車信號和監控系統技術條件.(暫行)的通知［R］ .

［3］ 林通源.保證車站調車作業安全的DJK型調車機車監控記錄系統［J］ .鐵道通信信號，2005(4):4－6．

［4］ 曹桂均，林通源.調車機車監控記錄系統的研究與試驗［J］ .鐵道學報，2004(3).