車輛段應用無線調車機車信號和監控系統（STP）

劉 鈺

（內蒙古鐵道勘察設計院有限公司鐵道設計分院，呼和浩特 010050）

1 引言

（1）現狀。位處中國重要基礎工業基地、全球輕稀土產業中心，包頭車輛段需承擔大量設備檢修、車輛清洗和調車編組等作業，包頭車輛段客車庫內，運用場有7條線，整備場有17條線，1條洗刷線。包頭站始發終到的客車進出整備的時間比較密集，車列轉線任務繁重。

（2）存在的問題。國內調車作業大多有信息不透明，傳達不及時，作業效率低的情況。調車作業量大時，有限的工作人員、有限的工作精力，無法保障調車作業及員工安全，時有車列越過阻擋信號、超速等事件發生，造成“擠、沖、脫”事故。

（3）解決方案。調車作業密集，僅靠人力遠不能滿足作業需求，引用無線調車機車信號和監控系統（Shunting Train Protection），使車列行駛透明化，車地通信高效化，指揮回饋直觀化，保障調車作業的安全。

2 STP系統應用

2.1 STP系統結構

以包頭車輛段增設該系統為例，無線調車機車信號和監控系統（Shunting Train Protection）結構如圖1所示，分地面、車載設備。地面設備室內設備有地面主機、電務維護終端和車務終端，地面室外設有應答定位器、地面無線通信設備，車載設備有車載主機、顯示器和車載無線通信設備等[1]。

圖1 無線調車機車信號和監控系統結構圖

無線調車機車信號和監控系統安裝在集中聯鎖區域，可以輔助調車機車進行站場內的調車作業，進行安全防護；采用GSM-R通信模式防護多臺調車機車作業，可根據站場實際情況調整防護的機車數量。無線調車機車信號和監控系統可與站場既有CTC系統或TDCS系統聯網，采集作業需要的數據。該系統可實時反應調車車列行駛位置，在地面的彩色顯示屏上顯示站場圖形、調車信號、調車進路、機車位置、機車速度、限制速度、停車距離及有關的監測數據等；機車上的顯示器可顯示運行前方的地面信號，并具有報警提示功能，防止車列冒進、越過規定停車點或超速等；系統也有數據轉儲功能，為記錄、分析列車運行數據提供便利。

2.2 STP系統與其它設備連接方式

無線調車機車信號和監控系統與其它設備接口連接方式如表1所示。

表1 無線調車機車信號和監控系統與其它設備接口連接方式

3 STP系統探究

3.1 增設STP工程概況

一般根據調車作業的要求及專用調機的配屬情況，配置STP系統地面設備，如設地面機柜（包含接口模塊、交換機、UPS等）、地面天線及饋線，地面應答器，與聯鎖系統接口。為各站調車機車配置STP車載系統，LKJ2000型監控裝置。

以包頭車輛段客車庫增設STP系統設備工程為例，根據包頭車輛段客車庫調車作業的要求及專用調機的配屬情況，在包頭車輛段客車庫進行無線調車機車信號和監控系統（STP）建設。

既有計算機聯鎖系統配置如下：包頭車輛段客車庫為DS6-60型。STP系統地面設備配置情況如下：包頭客車庫設一套地面機柜（包含接口模塊、交換機、UPS等）、一套地面天線及饋線，共設地面應答器12套，與聯鎖系統接口1處。各站調車機車配屬如下：包頭站2臺，均已安裝了包頭站STP車載系統，LKJ2000型監控裝置。

包頭站信號樓既有STP機柜接電源屏、室外天線和站調區長室車務終端，采集既有I場和II場的計算機聯鎖，包頭車輛段客車（III場）庫增設STP系統時，需要將III場計算機聯鎖信息傳送至既有包頭站信號樓既有STP機柜中，；由于III場較遠，且周圍建筑繁雜，高低不一，極易遮擋無線信號傳輸，需將包頭站信號樓既有STP系統使用的天線移設至信號樓旁邊的通信鐵塔上。

III場新增STP接口機柜，采集III場計算機聯鎖數據，機柜接口連接III場既有電源屏上新增的STP供電模塊，經III場與包頭站既有通信通道連接既有包頭站STP機柜。

3.2 設計施工注意事項

3.2.1 應答器定位器的設置

應答器應安裝在兩鋼軌中心，應答器表面與水泥枕上表面基本齊平，水泥整底部不平時，安裝應答器時允許應答器上表面略高于水泥枕上表面25mm內，應答器夾具應固定在水泥枕或木枕上，鎖定防轉墊片。應答器需安裝在調車作業場各入口處的股道絕緣節內側。

依規定，車站集中聯鎖區入口、車場分界處和調車作業頻繁的關鍵路徑均需設應答定位器，均為無源點式應答器。在信號機外方設置時距信號機不應小于100m，在盡頭式信號機外方設置時不宜小于3m[2]。正向進站信號機外方安應答器組，由兩個應答器組成。列車經過應答器時注冊入網，并通過列車經過應答器的先后順序記錄列車行車方向，但是如果兩個應答器設置距離太近，列車通過速度過快，STP系統就不能準確識別列車行駛方向[3]。故兩應答器安裝距離確定受車載查詢主機數據讀取速度限制，不可隨意設置，引發安全隱患。

3.2.2 地面天線設置

地面電臺天線距地高度應大于15m，實際應用中發現，一般情況下，電臺信號傳輸距離大于3km時信號會衰減，使車——地通信不良，數據傳輸誤碼率較高，影響行車安全。通信距離受到天線增益值影響，周圍建筑物遮擋也會影響通信是否暢通，所以天線設置應根據施工現場實際情況確定，天線旁不得有遮擋物，設置在地理高點處。

天線設置在房頂時，應高過機房樓頂3m以上，如有條件，盡量設置在高15m以上的鐵塔上[4]，并設置避雷針等防雷設施。室外天線安裝在信號樓頂或鐵塔上均可，若條件便利盡量安裝在鐵塔上，減少因新增建筑物遮擋或站場擴建時引起天線移設工程，造成修改工程的資源浪費影響站場正常作業。

如需移設天線時，前期需查看是否有滿足距離要求的鐵塔可供移設，征得鐵塔管理部門許可，請相關部門檢測鐵塔是否有條件安裝天線。

如包頭車輛段客車庫增設STP系統設備工程中，信號樓附近有通信鐵塔，該鐵塔高度滿足要求，使用前與通信段聯系并批準，可將STP室外天線安裝在塔上，并在安裝前請相關技術單位檢測了既有通信鐵塔的各項技術指標，與鐵塔管理單位聯系后確定可以安裝天線。

3.2.3 天線饋線設置

天線饋線一般不超過60m，饋線過長會引起信號衰減，如果新建鐵塔，鐵塔安裝位置應保證天線饋線至信號樓計算機室長度不超過30m[5]。饋線入室需做好防水處理，且入室前通過室外接地匯集箱接地。室外饋線超過30m時，需在離開天線、離開塔體和饋線入室處都做接地處理。如果鐵塔高度超過60m，需要在塔中部增加一處接地。

4 結束語

無線調車機車信號和監控系統的使用越來越普遍，該系統可以便于地面人員更直觀的看到車列行駛位置、速度等信息，監督車列的行駛，提高調度工作效率，有效保障了調車作業時人和車的安全。設計、施工人員更應總結以往STP系統設計、安裝等產生的各種問題，引以為戒，避免不必要的工程資源浪費，或引發安全隱患問題。