數字式平面無線調車系統

楊玲玲 賈繼峰

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

關鍵詞：數字平面無線調車系統；實時傳送；編組調車

1 概述

隨著我國國民經濟的飛速發展，鐵路運輸量逐年加大，站場平面調車業務需求也增大，鐵路站場平面無線調車系統是保障站場平面調車統一調度指揮必備的終端系統。該系統供鐵路調車作業時調車長、機車司機和調車人員傳遞調車信令及通信聯絡用的無線燈顯系統。該系統構成了調車作業人員與機車司機及調車區長之間的聯絡通道，使語音及調車作業指令可以在此通道內準確傳遞。該系統既能傳輸語音信號（通話），也能傳輸調車作業指令（數據），是一個數話并傳的同頻單工分組網。平面調車經歷了信號旗指揮、電子管無線調車、單片微處理機技術實現數字編碼燈顯和語音合成無線平面調車等階段，每一次的階段更新都極大的提高了作業效率，并能解決現場實際問題。平面無線調車又經歷了四個階段，但都采用的是模擬常規對講方式。模擬平面無線調車系統在實際使用中存在較多問題：模擬信道在調車作業遇到該信道被占用時，造成該信道阻塞，使得正常的調車指令無法完成，給站場調車作業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，這樣給平面無線調車作業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造成語音串擾，多個調車組作業時不同調車組之間由于二階或三階互調造成誤聽誤判時有發生，因此給無線調車作業帶來很大的安全隱患。數字設備相對于模擬設備而言，對環境噪聲的抑制效果很好，在指令傳輸上較有優勢并且傳輸距離更長，可以更好的保證調車作業的通暢、安全。

數字平面無線調車系統由機車控制器、調車便攜臺和調車區長控制器組成。機車控制器（以下簡稱機控器）主要用于接收調車組人員發來的各種調車作業操作指令，經過內部微處理器判斷，及時給出色燈顯示、語音提示，同時進行語音回示。調車便攜臺（以下簡稱手持臺）由調車組人員使用，向機車發送各種調車信令、話音以指揮機車運行。調車區長控制器（以下簡稱區長臺）主要用于解決調車區長與調車組之間的聯絡問題，具有通話、接收和識別調車人員發出的調車信令信號等功能。手持臺是由調車組人員使用，可以向機控器發送各種調車作業指令，按使用功能分為調車長電臺、制動員電臺和連結員電臺，統一型號為建伍NX-300型手持臺。控制部分與電臺融為一體，操作按鍵設在電臺外殼上，調車指令采用B型按鍵方式，調車長使用紅、黃、綠三個按鍵控制電臺發調車作業指令，制動員和連接員只使用紅、黃兩個按鍵控制電臺發調車作業指令，通話使用電臺側面的PTT按鍵。

2 設備介紹

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

2.1 設備構成，數字式鐵路平面無線調車系統是供鐵路調車作業時調車長、機車司機及調車人員傳遞調車信令及通信聯絡用的無線燈顯系統。該系統由機車設備、便攜設備和固定設備組成。

（1）調車機控器。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，并具有有機內存儲調車信令功能。機控器前面板有顯示燈、液晶屏及操作按鍵，并有話盒接口。側面有開關、通訊接口，頂部有天線接口及TAX箱接口。

（2）調車便攜臺。調車便攜臺是由手持電臺加裝主控板構成，包括電臺主機、液晶屏、鍵盤、主控板、天線。調車便攜臺是由調車組成員使用，是供調車組成員向機車控制器發送各種調車指令的設備，按功能分為調車長、連結員、制動員三種。調車便攜臺是調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。調車便攜臺需要有調車指令的語音回示功能，因此手持臺調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）調車區長控制器。調車區長控制器由區長臺主機、話盒、天線、饋線等組成，可監聽、指揮所屬調車組，并具有記錄通話語音和調車信令的功能。設備前面板留有司機話盒接口，指示燈顯示電臺的收發狀態，音量及狀態調節按鍵。

3 系統設計

3.1 調車便攜臺

調車便攜臺（以下簡稱手持臺）是供調車組成員向機車控制器發送各種調車指令的設備，按功能分為調車長、連結員、制動員三種。本手持臺設計時考慮了使用的方便性，可以通過設置轉換不同的角色及調號。在調車過程中，平面調車系統內所有電臺需要有調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，內部包括400M數字電臺和調車信令控制裝置。

3.2 調車機控器

機控器使用機車內部直流電源供電。其中內燃機車為直流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，實現可靠輸出信號顯示。主控板控制數字電臺實現調車業務，具備信令采集、語音通話控制、信令播報、點燈控制、液晶顯示、數據存儲、時鐘控制等功能。

3.3 調車區長控制器

調車區長控制器（簡稱區長臺）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，考慮到現場電壓不是很穩定，電源模塊的輸入范圍選用寬電壓范圍。區長臺需要按鍵調整音量、呼叫和監聽轉換等功能，電臺本身具有這樣的按鍵，所以在區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。在存儲信令內容的同時加蓋時間戳，為分析故障時提供時間依據。調車區長控制器控制單元由電源轉換單元、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結束語

“數字平面調車系統”2014年投入應用中以來，系統設備安全可靠，性能非常穩定，未發生設備故障問題，適合現場的復雜情況，能夠提高頻譜利用率，改進通信干擾，增加數據業務，實現信令優先，支持模數平滑過渡，從而提高調車作業質量，所以具有顯著地社會效益，對鐵路運輸部門合理調整運能，實現運輸系統的信息化管理，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。