無線調車機車信號和監控系統的技術應用

于瑩（太原鐵路局黨校，助理工程師，山西　太原　030013）

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無線調車機車信號和監控系統的技術應用

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控系統的功能、構成及工作原理方面進行了簡要介紹，然后結合現場運輸的實際情況，從設備的使用和維護方面闡述了系統異常和故障的處理方法。

關鍵詞：STP；系統功能；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，調車作業的安全問題越來越引起關注。有效的調車作業安全防護保障著列車運行的安全，促進列車運行圖的實現和列車編組計劃的執行以及車輛的周轉等。以前調車作業時，調車司機都是依靠地面信號機的指示狀態來進行調車作業的。由于瞭望失誤等原因，有時會發生因闖藍燈、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，調車作業的安全和效率更難以保證，行車事故也時有發生。為有效解決上述問題，STP-KA型無線調車機車信號和監控系統根據站場設備狀態，監視、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的安全。

1　系統功能

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

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控系統可自動防止調車作業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定的停車點；控制車列在盡頭線、到發線安全距離前方停車；自動防止調車作業時速度超過允許的最高限速；對壓信號折返調車作業進行安全防護；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、軌道區段和進路狀態，監視作業機車的當前位置、運行速度及限制速度等信息，在系統終端和車載顯示器上實時顯示調車作業通知單和鉤作業進度，對調車作業過程一目了然。系統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進程，實時掌握站場使用情況。

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

2　系統構成及工作原理

2.1系統構成STP-KA型無線調車機車信號和監控系統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數據雙向傳輸，完成閉環控制任務。

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送的初始位置信息，申請注冊入網。入網后，地面設備接收計算機聯鎖設備發來的站場碼位信息，了解站場信號開放情況，發送給車載主機、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給調車終端和電務維護終端；轉發調車終端發送的調車作業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單，電務維護終端提供歷史數據的保存、回放和分析等功能。

車載設備接收地面主機發送的站場碼位信息、調車作業單信息、機車運行信息和車列跟蹤計算結果，轉發站場碼位信息和調車作業單給車載顯示器進行顯示。根據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，將數據發送給LKJ監控裝置。

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控系統的重要組成，直接關系到系統運行的可靠性和穩定性。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展。隨著GSM-R通信網絡的逐步建設，無線調車機車信號和監控系統應用GSM-R技術將成為必然趨勢。

3　設備故障應急處理

當系統設備出現故障時，維護單位必須快速地查找排除故障，處理系統故障時要符合故障-安全原則，以確保鐵路運輸的安全、穩定。

根據系統工作原理判斷故障。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，則可判斷為地面設備故障；若某臺機車出現無法正常注冊入網現象，則可判斷是該機車設備故障。

根據系統信息來源分析判斷故障。地面設備從聯鎖設備獲取站場表示信息，從TIMS系統獲取作業單信息，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，發送給車載設備。車載設備獲取地面設備發送的信息，從LKJ監控主機獲得機車運行速度、方向，為LKJ監控主機提供控制數據。例如：如果站場無表示，無法接收、發送TMIS作業計劃可初步判斷為地面設備故障；如果機車無法打印作業單、無法與LKJ正常通信可初步判斷為車載設備故障。現對7種常發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為主機上指示燈顯示異常。地面主機單系統故障時，系統會自動切換或人工切換至另一系統工作，不影響正常使用。雙套系統故障時會影響該站場覆蓋范圍內的所有調車機車STP系統的正常使用。地面主機故障后，本控制區內的車載設備、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，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、數據線是否松動，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系統覆蓋范圍內的所有機車將失去與地面主機聯系，機車需運行經過一處應答器或重新人工注冊后才能重新進入調車監控狀態。更換板卡時，應在系統斷電后進行，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，系統無法接收、顯示TMIS系統作業計劃。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據、軟件。通道故障時，按照計算機通信提示處理，檢查通信網線連接狀態。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據、軟件。通道故障時，按照計算機通信提示處理，檢查通信網線連接狀態。電務維護終端故障系統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，機車經過本無源應答器時無法正常入網、退網。

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據，分析數據是否正確完整。若發現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，數據寫入正確。

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異常。車載主機故障后影響該調車機車STP系統的正常使用。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，如果仍不能恢復，需檢測相應接頭、數據線是否松動。若經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、數據應與原車載主機一致。車載主機重啟后，機車需經過一處應答器或重新人工注冊后才能再次進入調車監控狀態。

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

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后繼續使用。

3.7地面天線及車載天線故障地面天線故障時，在本控制區內的所有機車反映不能接收信號或者信號不穩定，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控系統。該系統的應用顯著提高了調車作業效率，實現了調車機車全方位安全控制及作業中的安全防護，確保了站場調車作業的安全、可控、有序。希望本文能對該調車機車信號和監控系統維護工作有一定的借鑒意義，為系統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控系統〔J〕.河北企業，2011，7：94.

〔2〕柴九英，許新偉，張奕敏.無線調車機車信號和監控系統〔J〕.鐵道運輸與經濟，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