STP-KA型無線調(diào)車機(jī)車信號(hào)和監(jiān)控系統(tǒng)的簡介與應(yīng)用發(fā)展

高珂

（蘭州鐵路局蘭州電務(wù)段，甘肅 蘭州 730030）

STP-KA型無線調(diào)車機(jī)車信號(hào)和監(jiān)控系統(tǒng)的簡介與應(yīng)用發(fā)展

高珂

（蘭州鐵路局蘭州電務(wù)段，甘肅 蘭州 730030）

STP-KA型無線調(diào)車機(jī)車信號(hào)和監(jiān)控系統(tǒng)是一種智能化的、可配置的、適用于不同站場(chǎng)的無線調(diào)監(jiān)系統(tǒng)，該系統(tǒng)不僅能有效對(duì)調(diào)車作業(yè)進(jìn)行安全防護(hù)，還可以通過系統(tǒng)記錄的歷史數(shù)據(jù)，分析事故原因，給安全管理提供依

無線調(diào)車；機(jī)車信號(hào)；監(jiān)控系統(tǒng)；調(diào)車作業(yè)；安全

1 概述

1.1 調(diào)車作業(yè)

調(diào)車是指機(jī)車車輛進(jìn)行的除了在車站到達(dá)、出發(fā)、通過及在區(qū)間內(nèi)運(yùn)行外進(jìn)行的一切有目的的移動(dòng)。包括列車的編組、解體、摘掛、轉(zhuǎn)線、車輛的取送、轉(zhuǎn)場(chǎng)、調(diào)移、以及動(dòng)車的轉(zhuǎn)線、出入段。

1.2 調(diào)車作業(yè)的基本要求

1）及時(shí)解編列車和取送車輛，保證無阻礙地接車和正點(diǎn)發(fā)車。

2）有效利用調(diào)車機(jī)車和調(diào)車設(shè)備，用最少的時(shí)間完成調(diào)車工作任務(wù)。

3）確保調(diào)車安全。調(diào)車作業(yè)是鐵路運(yùn)輸生產(chǎn)的重要組成部分，其安全性及作業(yè)的效率直接影響列車編組計(jì)劃的執(zhí)行、列車運(yùn)行圖的實(shí)現(xiàn)、以及車輛周轉(zhuǎn)等。

1.3 我國鐵路調(diào)車作業(yè)的發(fā)展背景

第一階段：手信號(hào)旗和燈顯示調(diào)車作業(yè)階段。長期以來鐵路平面調(diào)車信號(hào)采用手信號(hào)旗和燈顯示方式進(jìn)行調(diào)車作業(yè)，作業(yè)人員勞動(dòng)強(qiáng)度大，人身安全得不到保障，作業(yè)效率低下，特別是雨、霧天時(shí)，長大列車作業(yè)十分困難。

第二階段：專用信道無線平面調(diào)車階段。20世紀(jì)80年代初引進(jìn)日本NEC電臺(tái)，在豐臺(tái)、南翔調(diào)車場(chǎng)，首次使用以“語音為主，通話與音響并行”的中國第一代無線調(diào)車系統(tǒng)。80年代中期，國家開發(fā)研制了出“單頻控制直流點(diǎn)燈的色燈顯示和通話并用，以及雙音頻控制交流點(diǎn)燈”的第二代無線調(diào)車系統(tǒng)。90年代初又研制出“色燈信號(hào)、通話、音響、記憶”的第三代新型無線調(diào)車系統(tǒng)。1991年出現(xiàn)了“運(yùn)用單片微處理機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)字編碼燈顯和語音合成”的第四代無線平面調(diào)車系統(tǒng)。專用信道無線平面調(diào)車系統(tǒng)雖然已基本甩掉手燈、手旗，信號(hào)傳遞迅速、準(zhǔn)確，但是該系統(tǒng)存在信道忙閑不均，利用率不高的嚴(yán)重弊端。

第三階段：多信道共用無線平面調(diào)車階段。

2000年以來鐵路編組站、區(qū)段站全面應(yīng)用多信道平面無線調(diào)車系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)車作業(yè)。多信道平面無線調(diào)車系統(tǒng)使語音與調(diào)車作業(yè)指令可以準(zhǔn)確、快速的傳遞，即傳輸語音信號(hào)，也能傳輸調(diào)車作業(yè)指令。由于采用了單片微處理器及專用語音合成芯片來構(gòu)成系統(tǒng)，使無線平面調(diào)車系統(tǒng)具有非常大的靈活型和高的可靠性，在確保調(diào)車作業(yè)安全上起到了重要作用。但是平面無線調(diào)車系統(tǒng)在調(diào)車作業(yè)過程中的存在手持臺(tái)接收距離近、語音雜音大，手持臺(tái)無法發(fā)射指令信號(hào)和語音信號(hào)，部分區(qū)域手持臺(tái)語音斷續(xù)等問題，致使調(diào)車機(jī)車越過阻擋信號(hào)機(jī)所造成的擠岔事故、超速行駛造成的沖突事故和脫軌事故時(shí)有發(fā)生。

第四階段：無線調(diào)車機(jī)車信號(hào)和監(jiān)控階段。

無線調(diào)監(jiān)系統(tǒng)將站場(chǎng)信號(hào)、區(qū)段狀態(tài)、進(jìn)路信息、調(diào)車作業(yè)單等信息通過無線方式傳輸?shù)秸{(diào)車機(jī)上，實(shí)現(xiàn)了站場(chǎng)信號(hào)、進(jìn)路信息、調(diào)車作業(yè)單等的實(shí)時(shí)顯示。調(diào)車司機(jī)能看到車站站場(chǎng)的實(shí)際情況，對(duì)車站股道空閑及進(jìn)路開放情況一目了然并且能在必要時(shí)進(jìn)行制動(dòng)控制，避免人為麻痹、疏忽造成的調(diào)車事故，保證站內(nèi)調(diào)車作業(yè)的安全。另外，機(jī)車的自動(dòng)入網(wǎng)和定位的功能，以及良好的兼容性，在路內(nèi)調(diào)車作業(yè)中廣泛應(yīng)用。

1.4 STP系統(tǒng)在蘭州鐵路局的應(yīng)用

2012年蘭州鐵路局西固城車站首次安裝并開通了STP-KA型無線調(diào)車機(jī)車信號(hào)和監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)的應(yīng)用顯著提高了調(diào)車作業(yè)效率，實(shí)現(xiàn)了調(diào)車機(jī)車全方位安全控制機(jī)作業(yè)中的安全防護(hù)。確保了站場(chǎng)調(diào)車作業(yè)的安全、可控、有序。2012年以來，蘭州局逐步在所有配備固定調(diào)車機(jī)的車站建設(shè)安裝STP系統(tǒng)，截至2015年12月份已將70%的調(diào)車機(jī)安裝車載STP設(shè)備。

2 STP-KA型調(diào)監(jiān)系統(tǒng)的構(gòu)成和原理

2.1 系統(tǒng)構(gòu)成

STP-KA型調(diào)監(jiān)系統(tǒng)分為地面和車載兩大部分。

1）車載部分包括車載主機(jī)、車載打印機(jī)、查詢主機(jī)、查詢天線和車載數(shù)傳電臺(tái)天線及GPS天線；

2）地面部分包括地面主機(jī)、數(shù)傳電臺(tái)、GPS定位模塊、數(shù)傳天線及GPS天線、地面應(yīng)答器、調(diào)車終端和電務(wù)維護(hù)終端設(shè)備。外部設(shè)備包括LKJ2000運(yùn)行記錄監(jiān)控裝置、計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備、TDCS/CTC、TMIS設(shè)備。

2.2 工作原理

地面主機(jī)通過串行通信接口與計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備相連，實(shí)時(shí)接收（或采集聯(lián)鎖設(shè)備）站場(chǎng)碼位信息，信息包括：調(diào)車及列車信號(hào)機(jī)狀態(tài)、道岔位置表示、站場(chǎng)上各股道、無岔區(qū)段、道岔區(qū)段、交叉渡線以及盡頭線、盡頭軌的占用、鎖閉、空閑狀態(tài)，接收到這些信息后，通過特定的算法和協(xié)議約定，地面主機(jī)將生成包括進(jìn)路信息、調(diào)車機(jī)所在區(qū)段序號(hào)和長度、下一區(qū)段序號(hào)和長度、前方信號(hào)機(jī)顯示等車列定位信息。

車載主機(jī)與列車運(yùn)行監(jiān)控裝置通過CAN接口通信，可獲取機(jī)車工況、速度等信息，也可將控車指令傳遞給列車運(yùn)行監(jiān)控裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)調(diào)車機(jī)監(jiān)控；車載主機(jī)與車載打印機(jī)連接，打印調(diào)車作業(yè)單。在調(diào)車作業(yè)過程中，車載主機(jī)根據(jù)地面主機(jī)提供的車列跟蹤結(jié)果，實(shí)時(shí)計(jì)算出車列距前方信號(hào)機(jī)距離、距目標(biāo)點(diǎn)距離以及實(shí)時(shí)車長等控車信息。依據(jù)這些信息，根據(jù)特定的控車算法，生成控車指令。

調(diào)車終端與地面主機(jī)通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，接收站場(chǎng)碼位及車載信息。通過調(diào)車終端，調(diào)車值班員可以查看信號(hào)機(jī)狀態(tài)、站場(chǎng)各股道、無岔區(qū)段、道岔區(qū)段、交叉渡線以及盡頭線、盡頭軌的占用、鎖閉、空閑狀態(tài)；可以監(jiān)視調(diào)車機(jī)的運(yùn)行速度、方向、所在區(qū)段等信息；也可了解當(dāng)前作業(yè)單信息及作業(yè)單完成狀況。

電務(wù)維護(hù)終端與地面主機(jī)通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，實(shí)時(shí)監(jiān)控并記錄站場(chǎng)碼位、地面主機(jī)、調(diào)車終端、車載設(shè)備狀態(tài)。實(shí)時(shí)監(jiān)控并記錄監(jiān)控機(jī)車狀態(tài)、司機(jī)操作、地面值班員操作。維護(hù)人員可以實(shí)時(shí)查系統(tǒng)當(dāng)前狀態(tài)、也可歷史回放系統(tǒng)狀態(tài)、人員操作等。

3 STP-KA型調(diào)監(jiān)系統(tǒng)安全防護(hù)功能

STP-KA調(diào)監(jiān)系統(tǒng)通過無線數(shù)傳電臺(tái)實(shí)現(xiàn)地面設(shè)備與車載設(shè)備的通信。系統(tǒng)對(duì)站場(chǎng)內(nèi)多臺(tái)機(jī)車的調(diào)車作業(yè)實(shí)現(xiàn)無線監(jiān)控和安全防護(hù)。

抓好體制機(jī)制建設(shè)，健全完善食品安全監(jiān)管體系。第一師阿拉爾市食品藥品監(jiān)管局嚴(yán)格按照機(jī)構(gòu)改革開展監(jiān)管工作。在人員、編制未增加的情況下接管食品生產(chǎn)、流通環(huán)節(jié)監(jiān)管工作，確保安全監(jiān)管“無死角”。同時(shí)健全團(tuán)場(chǎng)、連隊(duì)、街道社區(qū)食品安全協(xié)管機(jī)構(gòu)，建立起橫向到邊、縱向到底的食品安全監(jiān)管網(wǎng)絡(luò)，并將食品安全納入轄區(qū)各團(tuán)（場(chǎng)、處）績效考核。

3.1 基本的安全防護(hù)功能

1)防止調(diào)車作業(yè)時(shí)車列冒進(jìn)阻擋信號(hào)機(jī)。

2)防止調(diào)車作業(yè)時(shí)車列冒進(jìn)突然關(guān)閉的信號(hào)機(jī)。

3)防止調(diào)車作業(yè)時(shí)車列越過站場(chǎng)規(guī)定的停車點(diǎn)(一度停車位、分區(qū)點(diǎn)、站界等)。

4)控制車列在盡頭線、到發(fā)線安全距離前方停車。

5)防止調(diào)車作業(yè)時(shí)超過允許的最高限速。

3.2 有條件的安全防護(hù)功能

2)越站調(diào)車和跟蹤調(diào)車安全防護(hù)。

3)存車線連掛作業(yè)的安全防護(hù)。

4)兩臺(tái)監(jiān)控機(jī)車進(jìn)同一區(qū)段作業(yè)的安全防護(hù)。

以上安全防護(hù)功能只適合于集中區(qū)，STP-KA型調(diào)監(jiān)系統(tǒng)將電氣集中聯(lián)鎖車站地面信號(hào)條件及距離信息實(shí)時(shí)傳送到監(jiān)控裝置，并有監(jiān)控裝置實(shí)施計(jì)算和控制，從而達(dá)到監(jiān)控調(diào)車作業(yè)安全的目的。

4 STP-KA型調(diào)監(jiān)系統(tǒng)存在的主要問題

4.1 系統(tǒng)開發(fā)中存在的問題

1)適用范圍的局限性

STP-KA型調(diào)監(jiān)系統(tǒng)的安全防護(hù)功能只適合于集中區(qū)，將電氣集中聯(lián)鎖車站地面信號(hào)條件及距離信息實(shí)時(shí)傳送到監(jiān)控裝置，監(jiān)控裝置實(shí)施計(jì)算和控制，從而達(dá)到監(jiān)控調(diào)車作業(yè)安全的目的。在非集中聯(lián)鎖區(qū)域，由于道岔是人工操縱而且不具備采集條件，無法實(shí)施準(zhǔn)確的速度距離控制，因此，目前該系統(tǒng)是結(jié)合平面調(diào)車燈顯裝置實(shí)施人機(jī)結(jié)合的簡單防護(hù)。

2)STP系統(tǒng)信息的準(zhǔn)確性受其他通信干擾的影響。我國鐵路無線電通信是基于第二代移動(dòng)通信技術(shù)的窄帶GSM-R系統(tǒng)，目前鐵路常用的頻點(diǎn)主要集中在450-470MHZ頻段上，STP系統(tǒng)在車-地間是通過1個(gè)無線頻點(diǎn)實(shí)現(xiàn)通信的，因此，在一個(gè)中等車站具有專調(diào)作業(yè)的站場(chǎng)上，無線設(shè)備繁多，頻點(diǎn)較接近且資源匱乏，雖然STP系統(tǒng)無線通信設(shè)備采用抗干擾能力較強(qiáng)的數(shù)字化通道，但由于無線信道是在一個(gè)開放的空間工作，而在鐵路站場(chǎng)內(nèi)，有很多的其他無線電臺(tái)場(chǎng)強(qiáng)覆蓋，以及某些不明頻點(diǎn)干擾源的疊加，很容易造成STP系統(tǒng)車-地通信故障。

3)系統(tǒng)對(duì)于溜放車輛不具備防護(hù)功能。進(jìn)入已知車列位置股道連續(xù)作業(yè)時(shí)，STP-KA系統(tǒng)可以自動(dòng)識(shí)別出車列距離并且對(duì)調(diào)車機(jī)車進(jìn)行控制，但如果停留的車列可能變動(dòng)距離，例如在調(diào)車場(chǎng)，溜放車組與停留車連掛后，停留車組位置會(huì)發(fā)生移動(dòng)，導(dǎo)致車列實(shí)際距離可能與STP-KA系統(tǒng)計(jì)算距離不一致，則需要調(diào)車作業(yè)人員現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)并且發(fā)出正確指令。

4.2 系統(tǒng)使用中存在的問題

1)較一般平面調(diào)車模式不易掌握。STP-KA系統(tǒng)包含很多新技術(shù)、新設(shè)備，調(diào)車作業(yè)人員以及各個(gè)使用單位的職工對(duì)設(shè)備使用性能了解不徹底，日常修、管、用不當(dāng)，有時(shí)導(dǎo)致設(shè)備發(fā)生故障。同時(shí)，由于作業(yè)人員缺乏通信方面知識(shí)，而各個(gè)站場(chǎng)又沒有專業(yè)維修人員，有些小故障也要送至廠家定點(diǎn)維修點(diǎn)維修，花費(fèi)大量的時(shí)間和人力。

2)STP-KA系統(tǒng)只適用于微機(jī)聯(lián)鎖的站場(chǎng)。由于蘭州鐵路局管內(nèi)北線個(gè)別車站的6502系統(tǒng)尚未進(jìn)行微機(jī)聯(lián)鎖改造，而STP-KA系統(tǒng)只能在TDCS系統(tǒng)內(nèi)采集信息，對(duì)于使用6502系統(tǒng)的站場(chǎng)存在信息采集不上、采集不全的問題，對(duì)系統(tǒng)安全防護(hù)功能的準(zhǔn)確性產(chǎn)生影響。

5 改進(jìn)措施和建議

5.1 不斷改進(jìn)系統(tǒng)

1)將安全防護(hù)功能向非集中區(qū)拓展。目前，系統(tǒng)無法在非集中區(qū)和軌道電路覆蓋不全的區(qū)域進(jìn)行安全防護(hù)作業(yè)，在STP設(shè)備安裝聯(lián)調(diào)聯(lián)試階段，卡斯柯公司可以針對(duì)此問題與機(jī)務(wù)、車務(wù)、電務(wù)人員進(jìn)行探討研究，積極探索解決措施，可以通過修改系統(tǒng)軟件、更新設(shè)備來滿足不同區(qū)域的防護(hù)要求。

2)濾除無線通道中的干擾信息。為了保持無線通信數(shù)據(jù)的穩(wěn)定、準(zhǔn)確，必須濾除無線通道中的干擾信息，采用CRC校驗(yàn)算法，并采用閉環(huán)應(yīng)答通信方式，保證車-地通信信息的完整、可靠。在STP系統(tǒng)受到干擾出現(xiàn)通信中斷時(shí)，系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警信息，并退出STP調(diào)監(jiān)監(jiān)控模式，提醒作業(yè)人員進(jìn)行人工操作。

3)實(shí)現(xiàn)與既有駝峰控制的無縫銜接。目前，STP系統(tǒng)與駝峰控制系統(tǒng)存在結(jié)合部，部分設(shè)備無法做到無縫銜接，未來應(yīng)加大STP系統(tǒng)與駝峰控制系統(tǒng)融合問題的研究。

5.2 加大使用中各類問題的應(yīng)對(duì)措施

1)組織培訓(xùn)學(xué)習(xí)。各使用單位組織干部職工對(duì)系統(tǒng)軟件及相關(guān)設(shè)備進(jìn)行培訓(xùn)學(xué)習(xí)。掌握軟件使用方法、常見故障處理等，熟悉設(shè)備屬性，增強(qiáng)檢修處理能力，修訂管理制度及完善設(shè)備功能，明確設(shè)備故障應(yīng)急措施，避免由于STP設(shè)備故障導(dǎo)致調(diào)車機(jī)車停車后無法解鎖，從而影響站場(chǎng)內(nèi)的接發(fā)列車作業(yè)。

2)STP功能的實(shí)現(xiàn)應(yīng)根據(jù)站場(chǎng)實(shí)際特點(diǎn)調(diào)整。在STP系統(tǒng)建設(shè)過程中，電務(wù)部門應(yīng)根據(jù)不同站場(chǎng)的聯(lián)鎖設(shè)備特點(diǎn)和作業(yè)限制，組織軟件開發(fā)商對(duì)設(shè)備和系統(tǒng)存在的問題認(rèn)真研究，并且制定相應(yīng)的改進(jìn)辦法，加快軟件修改和更新速度，相關(guān)站段應(yīng)做好配合協(xié)作。

［1］ STP-KA型無線調(diào)車機(jī)車信號(hào)和監(jiān)控系統(tǒng)維護(hù)手冊(cè)V1.9，［D］.卡斯柯有限公司，2014.09.

［2］ 無線調(diào)車機(jī)車信號(hào)和監(jiān)控系統(tǒng)常見問題分析及處理［J］.鐵道通信信號(hào)，2013.02.

U284

據(jù)。介紹了STP-KA型無線調(diào)車機(jī)車信號(hào)和監(jiān)控系統(tǒng)的組成及工作原理，系統(tǒng)對(duì)機(jī)車的安全防護(hù)方式以及目前存在的問題及有什么措施可以減少它的弊端，使無線調(diào)車機(jī)車信號(hào)和監(jiān)控系統(tǒng)在確保調(diào)車作業(yè)安全方面的作用得到進(jìn)一步發(fā)揮。