礦區鐵路數字同頻同播平面調車系統技術研究與應用

孫繼康，王俊巖，張 濤，樓向東

（兗州煤業股份有限公司鐵路運輸處，山東 鄒城273500）

0 引言

礦區鐵路站場調車指揮普遍采用單個車站獨立成網、同頻單工、數話并傳的無線數字平面調車系統，包括區長臺及區長服務器、機控器、調車手持臺和連結手持臺等調車終端。區長臺及區長服務器位于車站信號樓行車室內，負責向調車手持臺、連結手持臺、機控器無線數字傳送調車作業單，呼叫、監聽及管理車站調車場內的作業情況。調車手持臺依據接收的調車作業單，與連結手持臺發起語音聯絡、勾銷調車作業，并根據連結手持臺指令向機控器發送調車信令。機控器接收調車指令后發出聲光提示，司機根據提示指揮機車站場調車作業。

由于當前的單個車站獨立成網，車站與車站之間是不能進行網絡通訊的，因此，每個車站的網絡無法覆蓋到其它的車站，即每個車站的區長臺分立工作。由于每個車站的區長臺分立工作，從而導致每個車站的調車終端的網絡頻點均不同，調連人員進入不同車站調車作業時，需更換不同移動調車終端或選換不同移動調車終端頻點，給實際使用帶來不便，影響作業效率，不能滿足多站調車作業集中管理、隨乘跨站調車、減員增效的要求。因此，本文針對如何解決現有系統場強多站覆蓋、調車作業集中管理、移動調車終端共用，調車終端在更大范圍內實現無線傳送調車作業單、發送調車信令及發起語音對講的技術問題，研究一種礦區鐵路數字同頻同播平面調車系統技術，并在礦區鐵路應用，效果顯著。

1 數字同頻同播平面調車系統原理及組成

1.1 系統原理

數字同頻同播平面調車系統是提供一種基于DMR/PDT協議下、可在多個車站范圍內采用同頻同播技術實現調車作業單傳送、發送調車信令及發起語音對講功能，且傳輸安全、結構簡潔、設備造價低的數字平面調車系統。分別在中心車站、遠端車站設置2套同頻同播基站，利用站間的光纜資源實現有線鏈路連接，基站之間話音信號傳輸及調車作業計劃下發使用有線鏈路及無線轉發方式完成，各基站自主采集GPS時鐘信號實現基站時鐘同步。全網本地使用中心車站的1對載頻（收發異頻）作為調車組無線平面調車設備信號差轉頻率，2個活多個車站調車區域作業使用同一對載頻，實現從中心車站行車室區長臺可呼叫到中心車站、遠端車站區域任何一個基站下的用戶，所有基站下的用戶都可以呼叫到中心車站行車室。

1.2 系統組成

數字同頻同播平面調車系統由中心車站平調子系統、遠端車站平調子系統，以及用于各子系統信號連接的網絡傳輸設備組成。中心車站平調子系統包括同頻同播基站、網絡交換機、數字匯接交換機和數字無線平面調車設備；遠端車站平調子系統包括同頻同播基站；網絡傳輸設備包括光收發器和ODF架。系統設備安裝在中心車站和遠端車站的信號樓行車室內和信號樓房頂，兩個子系統利用站間的光纖通道進行基站聯網有線鏈路連接，形成一個較大面積的數字平面調車信號全覆蓋。系統設備組成如圖1所示。

圖1 鐵路數字同頻同播平面調車系統

2 數字同頻同播平面調車系統技術研究

2.1 同頻同播基站

同頻同播基站包括同播信道機、接收濾波器、發射腔體合路器、GPS時鐘天饋線設備、基站天饋線設備。同播信道機通過接收濾波器、發射腔體合路器和基站天饋線設備，與基站下所有調車終端進行基于DMR/PDT協議下的數據傳輸。同播信道機內置GPS時標模塊，通過GPS時鐘天饋線設備自主采集GPS時鐘信號，進行基站時鐘同步控制處理，實現兩個基站的時鐘信號同步。

各子系統基站設置400MHz全向天饋線設備兩套，全網使用同一對載頻（收發異頻）作為所有調車終端信號差轉頻率，場強全面覆蓋各子系統基站下站場。中心車站區長臺可以呼叫到任何一個子系統基站下站場內的移動調車終端，監聽及管理站場的作業情況；區長服務器可以向調車手持臺、連結手持臺、機控器無線傳送數字調車作業單；所有調車場內的移動調車終端都可以呼叫到中心車站區長臺、勾銷調車作業、相互發起語音聯絡、發送指令或信令；移動調車終端可以隨乘機車多站共用。

2.2 網絡交換機

網絡交換機通過網絡線直接與中心車站基站同播信道機進行往來數據傳輸；同時，利用網絡傳輸設備通過站間干線光纜的一芯光纖，與遠端車站同頻同播基站同播信道機進行往來數據同步傳輸。

2.3 數字匯接交換機和數字無線平面調車設備

數字匯接交換機負責對網絡交換機接收到的信息根據誤碼率大小進行信號源判選，將判選出的最好一路信號經均衡處理后，通過網絡交換機轉發給所有平調子系統同頻同播基站。

數字無線平面調車設備包括基于DMR/PDT協議下的區長臺及區長服務器、隨乘機控器、隨乘調車手持臺和隨乘連結手持臺等調車終端。

2.4 網絡傳輸設備

網絡傳輸設備由光收發器、ODF架組成。光收發器與基站及網絡交換機之間使用網絡線連接，與ODF架之間使用尾纖連接。光收發器負責將中心車站網絡交換機及遠端車站基站同播信道機往來的電信號轉換為光信號，通過站間光纖通道進行數據傳輸，尾纖及光纖連接有效保證了無線數字平面調車系統信息傳輸的安全性、時效性和穩定性。

3 數字同頻同播平面調車系統應用

中心車站值班員根據行車組織計劃，應用數字同頻同播平面調車系統開展行車組織作業。首先，通過車站直通電話通告調連人員，下達調車作業指令，要求調連人員保持移動調車終端始終在開啟狀態；其次，利用區長服務器向隨乘調車手持臺、隨乘連結手持臺及隨乘機控器等移動調車終端無線數字傳送調車作業單；最后，調連人員依據調車作業計劃，攜帶隨乘調車手持臺、隨乘連結手持臺及隨乘機控器，隨乘機車到達車站開展調車作業。

調車作業任務完成后，按中心車站值班員無線傳送的新調車作業單，移動調車終端即可隨乘機車趕赴另一個車站進行調車作業。中心車站值班員通過使用信號聯鎖遠程集中控制終端排列遠端車站進路、開放信號等，通過區長臺及區長服務器呼叫、監聽、管理中心車站和遠端車站調車作業。

4 應用效果

1）數字同頻同播平面調車系統基于DMR/PDT協議下，通過有線鏈接、無線轉發的方式，實現了調車終端之間在更大范圍內無線數字傳送調車作業單、發送數字調車信令及發起數字語音對講功能。

2）數字同頻同播平面調車系統在礦區鐵路的應用，實現了將部分作業量較小車站的調車業務，統一納入區域內作業量相對較大的車站區長臺進行多站調車作業集中管理，以調連人員隨乘跨站調車的方式承擔，減少了人員長期駐守，拓展了數字平面調車系統適用范圍，達到了撤并車站行車人員、精干員工隊伍、減員增效的目的。

3）系統網絡交換機通過網絡線直接與中心車站基站同播信道機進行往來數據傳輸；同時，利用網絡傳輸設備通過站間干線光纜的一芯光纖，與遠端車站同頻同播基站同播信道機進行往來數據同步傳輸，減少了信息傳輸故障率，有效保證了數字語音和數字調車單信息傳輸的安全性、實時性、穩定性。