紅檸鐵路張家峁調車場平調對講機系統信號覆蓋方案研究

韓玉

摘要：鐵路運輸的不斷發展，鐵路運輸的安全性越來越重要，礦區鐵路無線平面調車系統串聯著整個礦區的鐵路大動脈，它的運行質量對礦區鐵路運輸的效率起著至關重要的作用。本文根結合陜西紅檸地方鐵路（紅柳林至檸條塔）以下簡稱（“紅檸鐵路”）張家峁車站的平調系統使用現狀，進行信號覆蓋方案研究，旨在確保礦區鐵路運輸安全。

1.1平面無線調車系統的基本原理

平面無線調車系統的基本原理主要是利用無線通信設備的通信功能，另加裝調車信號顯示所需數字編碼信號的控制鈕，在電臺內部加裝微處理器，注入研發的燈顯及語音合成等各種控制軟件，在電臺外部接口加裝了信號顯示燈、外接揚聲器、記錄打印及傳真等各種信息輸出裝置。平面無線調車系統采用了專用或多信道共用、FSK數字調制的無線數控、通信技術，所有控制器采用單片微處理機技術，應用了安全控制技術，有“故障停車”、各頻率間“串碼防護”、“交流點燈”，制動員間“聯鎖制動”有緊急制動、“指令強插”，還采用了語音合成技術，將調車員指令以標準語通知司機。機車控制器采用E2PROM存儲器，設置了“運記”接口進行數據采集與交換及記錄技術，還設有奇偶檢錯和糾錯技術。

1.2平調系統的應用

1994年鐵道部召開了平面無線調車互檢工作會議，總結了應用經驗，為進一步推廣應用該系統鋪平了道路，已基本甩掉手燈、手旗，保證了安全，提高了效率，減輕了調車人員勞動強度。

客運站在客運列車到達后，需轉場到客技站進行客車整備、檢修、編組甩擋、車輛調動等，采用“平面無線調車系統”，則信號傳遞迅速、準確，保證了安全，實現了甩開手燈、手旗，提高了編組能力，故在中國鐵路大中型客運站廣泛應用了“平面無線調車系統”。

“平面無線調車系統”也適于特殊要求的鋼鐵企業。由于企業內部鐵路運輸環境惡劣，彎道多，道口多，貨物體積大，作業頻繁，且多臺機車交叉運行，調車安全不保證。無線調車系統解決了多年難題，提高了運輸效率。

平調系統隧道是鐵路的特殊地段，一般在深溝、山區等區域的信號覆蓋范圍有限，復雜的多阻擋的地形、機車動態運行現狀加上車體對信號的遮擋導致隧道內部信號極差。

2.張家峁調車場平調對講機現狀

2.1平調對講機使用現狀

隧道是鐵路的特殊地段，一般在深溝、山區等區域的信號覆蓋范圍有限，復雜的多阻擋的地形、機車動態運行現狀加上車體對信號的遮擋導致隧道內部信號極差。

紅檸鐵路張家峁調車場位于陜西省榆林市，是一處長約1800米，寬約50米的露天調車場，其左右兩邊均有隧道（趙倉峁隧道和南溝隧道并排而立）相連，（張家峁調車場平面示意圖見下圖1），。無線信號穿透隧道能力差，再加上外部環境惡劣，冬夏的濕度差與溫度差太大導致直放站遠端機技術指標浮動大，信號質量不穩定。調車作業時，張家峁南溝隧道車檔燈200米以內頻繁出現連接員指令打不出去，調車長和值班員通話雜音大以并伴隨有斷音現象。平調對講機要求信號既要能較好地覆蓋露天調車場，同時又要能覆蓋從隧道洞口至隧道縱深內約500米處的這段范圍。這給該系統的信號覆蓋組網帶來了一定困難。

2.2無線環境測試

用手持機進隧洞測試信號發現：從洞口往隧道里走大約30米，對講機接收到的洞外信號快速衰落，至40米深處就不再能進行正常通話。

3.平調系統覆蓋優化方案

3.1優化方案

為了既能覆蓋露天調車場，又能覆蓋隧道，同時又不產生覆蓋信號的重疊區，維管部門、使用部門以及生產廠家多次進行現場勘察與理論計算，提出了采用分集接收解決技術難題。本方案采用異頻中繼臺覆蓋露天調車場，射頻直放站加八木天線覆蓋隧道。露天調車場信號全覆蓋，隧道縱深500內信號覆蓋良好，爭取洞內信號有更遠的覆蓋。張家峁調車線南溝隧道內改造方案如示意圖1所示：在現有的光纖直放站遠端機輸出口加裝1個6dB的耦合器，輸出口一端連接原有全向天線，輸出口另一端連接長度約80米的天饋線至隧道出口處的隧道頂上，連接新裝全向天線。改進后能使無線信號達到視距接收，有效克服隧道內無線信號傳播的多徑衰落，杜絕列尾信號盲點的出現。

3.2技術難點

（1）直放站遠端機在使用功率分配器以后，原有天線增益會減小，能否有效覆蓋現有“盲區”，滿足使用要求。

（2）天饋線長度問題，天饋線與信號衰減成正比，天饋線延長后，實際信號強度能否滿足使用要求。

3.3實施方案

中繼臺架設在1800米露天調車場一側的中間位置，其全向天線的架設以從天線中部位置能看到三個隧道洞頂部而中間沒有任何遮擋的高度為宜。中繼臺接收頻率Rx：414.925MHz， 中繼臺發射頻率Tx：404.925 MHz。機車設備、固定設備、便攜設備的接收頻率Rx： ：404.925 MHz，發射頻率Tx： ：414.925MHz，這三種設備之間的通信聯絡都是通過中繼臺的異頻轉發后進行相互通信的。射頻直放站的下行接收八木天線安裝在隧道洞口上方的抱桿上，其方向對準中繼臺的全向天線，用1/2〞的射頻同軸電纜將接收信號引入隧洞內約35米處，在此處安裝射頻直放機，引入220V交流電給直放機供電，在離直放機約5米處安掛下行信號發射天線（八木天線），其方向對準隧道內所要覆蓋的方向。射頻直放站的安裝示意圖見下圖2。

3.4系統安裝說明

3.4.1設備電源的說明：

本射頻直放機設備電源為：AC220V±15%.

3.4.2工作環境要求說明

本射頻直放機設備工作環境溫度滿足-30℃～+50℃;

本射頻直放機設備工作環境濕度小于95%;

本射頻直放機設備工作環境電磁干擾應符合GB6833/87標準

3.4.3主設備及天饋線

3.4.3.1接地情況說明

本射頻直放機的前端加裝饋線接地件，接地件應良好接地。要求接地線的彎曲度大于90度，曲率半徑大于130毫米，接地電阻小于5歐姆。

3.4.3.2主機安裝位置要求：

安裝位置必須保證無強磁場、電場和強腐蝕性設備的干擾;

必須保證主機便于調試、維護和散熱需要;

必須保證主機防水、防曬及防破壞;

3.4.3.3 天線安裝

（1）搬運：

搬運天線的機具、人力必須滿足所運設備的要求;

搬運時著力點必須在天線的加固框架上;

搬運過程中不得發生碰撞，嚴禁摔壞天線，并注意人身安全。

（2）安裝：

天線通信方位及俯仰角應符合施工圖紙的設計要求，在水平和垂直方向均應有一定的調整余量;

天線的加固方式應符合施工圖紙設計要求，緊固件應上緊上齊，加固后天線應平穩牢固，能夠滿足抗風要求。天線的鎖緊螺母應緊固，在調整螺桿里外均應上雙螺母;

天線就位后應按施工設計圖紙要求核對天線的方位角、俯仰角;

天線的原配饋線不得修剪，安裝過程中不能猛力敲打天線體和饋源體，不能強行彎曲原配饋線;

安裝天線時注意將天線體上的泄水小孔朝下，天線系統連接后必須用防水膠及膠帶對所有裸露的連接頭進行防水處理;

天線應按規定妥善接地，且必須處在避雷設施的有效避雷范圍之內。如使用避雷針，避雷針的頂端與天線頂端的連線與避雷針垂直線的最小夾角應小于45度。

（3）天線饋源的安裝：

天線饋源的極化方式和波導接口應符合施工圖紙設計要求和饋線走向的要求;天線饋源加固合理，不受外力，不影響饋線的安裝;天線饋源各部件的連接面應清潔干凈，電器接觸良好。

結束語

通過對紅檸鐵路張家峁調車場平調對講機系統信號覆蓋方案優化改進后，張家峁露天調車場內指令通暢、語音清晰、無斷續、無雜音，取得了良好的效果。紅檸鐵路張家峁調車場平調對講機系統信號覆蓋方案在維管部門（電務段）和生產廠家的權力配合下于2014年已完成。經過維管部門（電務段）多年的用戶跟蹤回訪，使用部門（車務段）人員一致認為平調對講系統性能穩定，既提高了調車作業效率，又確保了人身安全，為鐵路安全運輸提供了強有力的保證。

參考文獻

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