無線調車機車信號和監(jiān)控系統(tǒng)的技術應用

于瑩（太原鐵路局黨校，助理工程師，山西　太原　030013）

?

無線調車機車信號和監(jiān)控系統(tǒng)的技術應用

于瑩
（太原鐵路局黨校，助理工程師，山西太原030013）

摘要：本文首先從STP-KA型無線調車機車信號和監(jiān)控系統(tǒng)的功能、構成及工作原理方面進行了簡要介紹，然后結合現(xiàn)場運輸?shù)膶嶋H情況，從設備的使用和維護方面闡述了系統(tǒng)異常和故障的處理方法。

關鍵詞：STP；系統(tǒng)功能；故障處理

10.13572/j.cnki.tdyy.2015.02.022

隨著鐵路干線列車運行速度的提高和運能需求的增加，調車作業(yè)的安全問題越來越引起關注。有效的調車作業(yè)安全防護保障著列車運行的安全，促進列車運行圖的實現(xiàn)和列車編組計劃的執(zhí)行以及車輛的周轉等。以前調車作業(yè)時，調車司機都是依靠地面信號機的指示狀態(tài)來進行調車作業(yè)的。由于瞭望失誤等原因，有時會發(fā)生因闖藍燈、撞正線、超速行駛造成調車擠道岔、沖突、脫軌等事故。在雨雪、大霧、冰雹等惡劣天氣下，調車作業(yè)的安全和效率更難以保證，行車事故也時有發(fā)生。為有效解決上述問題，STP-KA型無線調車機車信號和監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)站場設備狀態(tài)，監(jiān)視、控制機車安全走行，必要時采取制動等安全措施，以保證站場內調車作業(yè)的安全。

1　系統(tǒng)功能

無線調車機車信號和監(jiān)控系統(tǒng)（簡稱STP）是由計算機系統(tǒng)集成的監(jiān)視控制記錄系統(tǒng)，將站場內調車作業(yè)與地面信號形成聯(lián)鎖，通過無線通信信道實現(xiàn)調車信號、調車進路及作業(yè)單等在機車和調車終端上的實時顯示，并結合LKJ 2000型列車運行監(jiān)控記錄裝置實現(xiàn)對調車機車作業(yè)的安全防護。

1.1對調車機車的安全防護功能STP-KA型無線調車機車信號和監(jiān)控系統(tǒng)可自動防止調車作業(yè)時車列冒進阻擋信號機或突然關閉的信號機；防止車列越過站場規(guī)定的停車點；控制車列在盡頭線、到發(fā)線安全距離前方停車；自動防止調車作業(yè)時速度超過允許的最高限速；對壓信號折返調車作業(yè)進行安全防護；出站調車或跟蹤出站調車的安全防護；停留車位置明確時防止超過連掛允許的最高限速。

1.2顯示及監(jiān)視功能地面車站人員和調車司機可通過顯示終端了解站場中信號機、道岔、軌道區(qū)段和進路狀態(tài)，監(jiān)視作業(yè)機車的當前位置、運行速度及限制速度等信息，在系統(tǒng)終端和車載顯示器上實時顯示調車作業(yè)通知單和鉤作業(yè)進度，對調車作業(yè)過程一目了然。系統(tǒng)對調車機車位置進行實時跟蹤，幫助地面車站人員、調車司機更加及時準確地了解調車作業(yè)進程，實時掌握站場使用情況。

1.3記錄及管理功能該系統(tǒng)還能夠實時記錄并保存調車作業(yè)過程中的重要數(shù)據(jù)，提供歷史數(shù)據(jù)的回放、分析、管理等功能。通過LKJ 2000型列車運行監(jiān)控記錄裝置可轉儲監(jiān)控運行數(shù)據(jù)，存儲管理所有采集數(shù)據(jù)、人工錄入數(shù)據(jù)以及信息加工后的目標數(shù)據(jù)。通過歷史數(shù)據(jù)回放，可在地面重現(xiàn)歷史的調車作業(yè)過程，為分析調車作業(yè)的進程、發(fā)現(xiàn)調車作業(yè)中的安全隱患和處理調車作業(yè)事故提供有效的輔助手段。

2　系統(tǒng)構成及工作原理

2.1系統(tǒng)構成STP-KA型無線調車機車信號和監(jiān)控系統(tǒng)由地面設備和車載設備組成。地面設備與車載設備之間通過無線通信方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)雙向傳輸，完成閉環(huán)控制任務。

地面設備設置在相關的信號樓內，它由雙套地面主機（含GPS基站、電臺、UPS、交換機）、電務維護終端、調車終端、站調終端、地面全向天線、GPS天線組成。車載設備由車載主機、車載顯示器（LKJ 2000列車監(jiān)控儀顯示器）、查詢主機、應答器天線、車載天線、GPS天線、車載打印機組成。

2.2工作原理機車下方的應答器天線通過站場各個出入口處的傳感器（應答器）接收機車定位設備發(fā)送的初始位置信息，申請注冊入網(wǎng)。入網(wǎng)后，地面設備接收計算機聯(lián)鎖設備發(fā)來的站場碼位信息，了解站場信號開放情況，發(fā)送給車載主機、調車終端和電務維護終端；接收車載主機轉發(fā)的機車運行信息，搜索車列前方的調車進路，實時跟蹤計算車列位置，將搜索和計算的結果發(fā)送給車載主機；同時將收到的機車運行信息和車列位置信息發(fā)給調車終端和電務維護終端；轉發(fā)調車終端發(fā)送的調車作業(yè)單給車載主機和電務維護終端。調車終端和電務維護終端實時顯示站場圖形、車列運行狀況和調車作業(yè)單，電務維護終端提供歷史數(shù)據(jù)的保存、回放和分析等功能。

車載設備接收地面主機發(fā)送的站場碼位信息、調車作業(yè)單信息、機車運行信息和車列跟蹤計算結果，轉發(fā)站場碼位信息和調車作業(yè)單給車載顯示器進行顯示。根據(jù)機車的運行信息和車列跟蹤計算結果，車載設備實時計算停車距離、限制速度，將數(shù)據(jù)發(fā)送給LKJ監(jiān)控裝置。

地面設備和車載設備通過無線通信信道進行信息交互。無線通信信道是STP-KA型無線調車機車信號和監(jiān)控系統(tǒng)的重要組成，直接關系到系統(tǒng)運行的可靠性和穩(wěn)定性。雖然無線電臺的通信方式早期得到廣泛應用，但頻率資源少、頻點易受干擾、日常維護不便等因素制約著無線電臺通信的發(fā)展。隨著GSM-R通信網(wǎng)絡的逐步建設，無線調車機車信號和監(jiān)控系統(tǒng)應用GSM-R技術將成為必然趨勢。

3　設備故障應急處理

當系統(tǒng)設備出現(xiàn)故障時，維護單位必須快速地查找排除故障，處理系統(tǒng)故障時要符合故障-安全原則，以確保鐵路運輸?shù)陌踩⒎€(wěn)定。

根據(jù)系統(tǒng)工作原理判斷故障。若本站內，所有機車在同一時間段內均故障且故障現(xiàn)象類似，可初步判斷是地面設備故障。若本站內某臺機車故障，可初步判斷為車載設備故障。例如：站場內所有機車都無法正常注冊入網(wǎng)，則可判斷為地面設備故障；若某臺機車出現(xiàn)無法正常注冊入網(wǎng)現(xiàn)象，則可判斷是該機車設備故障。

根據(jù)系統(tǒng)信息來源分析判斷故障。地面設備從聯(lián)鎖設備獲取站場表示信息，從TIMS系統(tǒng)獲取作業(yè)單信息，與地面操作人員進行信息交互。地面設備將采集的信息進行處理后，發(fā)送給車載設備。車載設備獲取地面設備發(fā)送的信息，從LKJ監(jiān)控主機獲得機車運行速度、方向，為LKJ監(jiān)控主機提供控制數(shù)據(jù)。例如：如果站場無表示，無法接收、發(fā)送TMIS作業(yè)計劃可初步判斷為地面設備故障；如果機車無法打印作業(yè)單、無法與LKJ正常通信可初步判斷為車載設備故障。現(xiàn)對7種常發(fā)故障的判斷分析及故障處理方法進行介紹。

3.1地面主機故障地面主機故障主要表現(xiàn)為主機上指示燈顯示異常。地面主機單系統(tǒng)故障時，系統(tǒng)會自動切換或人工切換至另一系統(tǒng)工作，不影響正常使用。雙套系統(tǒng)故障時會影響該站場覆蓋范圍內的所有調車機車STP系統(tǒng)的正常使用。地面主機故障后，本控制區(qū)內的車載設備、電務維護終端、站調終端均不能實時更新站場信息，車載設備無法接收信號，進入一般平面調車模式。

處理辦法：地面主機故障后可先重啟地面主機觀察工作狀態(tài)，如仍不能恢復正常，需判斷定位板卡是否故障，檢測相應接頭、數(shù)據(jù)線是否松動，如故障則更換備用板卡。當重啟地面主機或雙系同時故障時，因地面設備無法確認機車位置，STP系統(tǒng)覆蓋范圍內的所有機車將失去與地面主機聯(lián)系，機車需運行經(jīng)過一處應答器或重新人工注冊后才能重新進入調車監(jiān)控狀態(tài)。更換板卡時，應在系統(tǒng)斷電后進行，禁止帶電插拔。

3.2調車終端及站調終端故障調車終端故障時，系統(tǒng)人工注冊、壓信號折返功能無法正常使用。站調終端設備故障時，站調終端操作人員不能觀察站場內各調車機信息，系統(tǒng)無法接收、顯示TMIS系統(tǒng)作業(yè)計劃。調車終端及站調終端故障可分為硬件故障和通道故障。主要表現(xiàn)為終端站場碼位無顯示或顯示信息不更新、不正常等；還可表現(xiàn)為軟件操作功能失效等。

處理辦法：硬件故障時，更換主機或相關輸入輸出設備，如需更換主機或硬盤，則需重新配置該站的數(shù)據(jù)、軟件。通道故障時，按照計算機通信提示處理，檢查通信網(wǎng)線連接狀態(tài)。更換計算機輸入輸出設備應在計算機斷電后進行，禁止帶電插拔。

3.3電務維護終端故障電務維護終端故障分為設備主機故障和通道故障。主要表現(xiàn)為終端無顯示或顯示信息不更新、不正常，不能記錄歷史信息，軟件操作功能失效等。電務維修終端故障不影響系統(tǒng)地面及車載設備的正常工作。

處理辦法：硬件故障時，更換主機或相關輸入輸出設備，如需更換主機或硬盤，則需重新配置該站的數(shù)據(jù)、軟件。通道故障時，按照計算機通信提示處理，檢查通信網(wǎng)線連接狀態(tài)。電務維護終端故障系統(tǒng)其余部分可正常使用。

3.4地面無源應答器故障地面無源應答器故障時，機車經(jīng)過本無源應答器時無法正常入網(wǎng)、退網(wǎng)。

處理辦法：檢測該應答器安裝是否合格，應答器外觀是否有損壞。利用應答器讀寫器讀取該應答器數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)是否正確完整。若發(fā)現(xiàn)故障需更換該處應答器。更換應答器時，需確保應答器安裝牢固、位置正確，數(shù)據(jù)寫入正確。

3.5車載主機故障車載主機故障時，車載主機前面板指示燈顯示狀態(tài)異常。車載主機故障后影響該調車機車STP系統(tǒng)的正常使用。該機車進入一般平面調車模式。

處理辦法：車載主機故障后可先重啟車載主機觀察工作狀態(tài)，如果仍不能恢復，需檢測相應接頭、數(shù)據(jù)線是否松動。若經(jīng)判斷確定是車載主機故障，則需整機更換備用車載主機，備用車載主機程序、數(shù)據(jù)應與原車載主機一致。車載主機重啟后，機車需經(jīng)過一處應答器或重新人工注冊后才能再次進入調車監(jiān)控狀態(tài)。

3.6查詢主機及查詢天線故障查詢主機、查詢天線故障時，本站內機車經(jīng)過所有應答器時都無法正常入網(wǎng)、退網(wǎng)。

處理辦法：檢查查詢主機、查詢天線線纜是否損壞，接頭是否松動，查詢天線安裝位置是否符合要求。若經(jīng)判定是查詢主機內部故障，則需整機更換，之后可在人工注冊入網(wǎng)后繼續(xù)使用。

3.7地面天線及車載天線故障地面天線故障時，在本控制區(qū)內的所有機車反映不能接收信號或者信號不穩(wěn)定，排除同頻干擾及電臺故障后，應檢查地面天線。車載天線故障時，本機車反映不能接收信號或者信號不穩(wěn)定，排除同頻干擾、車載電臺、地面電臺、地面天線故障后，應檢查機車天線。

處理辦法：檢查天線是否損壞（地面天線需檢查是否與地面垂直），清除周圍新的遮擋物，接頭處不能有進水銹蝕，饋線不能有破損、不能打死彎。斷開天線饋線時，電臺應斷電，禁止帶電插拔。電氣化區(qū)段內禁止更換車載天線。

4　結束語

太原鐵路局管內臨汾站、太原站先后安裝并開通了STP-KA型無線調車機車信號和監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)的應用顯著提高了調車作業(yè)效率，實現(xiàn)了調車機車全方位安全控制及作業(yè)中的安全防護，確保了站場調車作業(yè)的安全、可控、有序。希望本文能對該調車機車信號和監(jiān)控系統(tǒng)維護工作有一定的借鑒意義，為系統(tǒng)提供一定的設備維護技術保障。

參考文獻：

〔1〕趙卓，商寶山.淺析無線調車機車信號和監(jiān)控系統(tǒng)〔J〕.河北企業(yè)，2011，7：94.

〔2〕柴九英，許新偉，張奕敏.無線調車機車信號和監(jiān)控系統(tǒng)〔J〕.鐵道運輸與經(jīng)濟，2005，27（2）：59-60.

文章編號：1006-8686（2015）0064-03

文獻標識碼：B

中圖分類號：U284.46 U284.92