無線調車機車信號和監控系統地面多電臺方案的設計和實現

摘 要 在裝有無線調車機車信號和監控系統（STP系統）的鐵路車站，若車站較大，或存在隧道、建筑遮擋等信號弱的情況，為了解決車站無線通信覆蓋問題，本文提出一種在地面設備增加多電臺方案的設計和實現，有效保障STP系統的可靠運行。

關鍵詞 無線調車機車信號和監控系統;無線通信;多電臺;中繼設備

概述

無線調車機車信號和監控系統（簡稱STP系統）是一套車站內調車作業的安全防護系統。而在大型、超大型車站，或者有隧道，建筑物遮擋的車站，為了解決無線通信問題，一般需要設立多個地面機柜，或增加中繼機柜來解決信號弱的通信問題。這些區域若采用傳統的無線通道覆蓋方式，投資大，建設周期長等問題，這類方案不僅會帶來成本消耗，人力消耗，也不利于系統維護。本文提出一種不需要設置多個機柜，且減少中繼設備的方案，通過在既有地面機柜增加電臺設備即可解決遠距離信號強度不夠或有遮擋的無線通信弱的情況，該方案簡單易施工，擴展性強，可以用較少成本解決無線通信信號覆蓋的問題。

1STP系統地面多電臺方案原理

地面多電臺有線異頻方案指的是STP系統地面機柜可以連接多個電臺，可以控制多個電臺頻點覆蓋的區域。以新增兩個電臺為例，原理圖如圖1所示。

STP地面機柜地面主機A和地面主機B分別連接兩個2個電臺。地面主機A通過串口A-s1連接電臺M1，通過串口A-s2連接電臺M3。地面主機B通過串口B-s1連接電臺M2，通過串口B-s2連接電臺M4。電臺M1和電臺M2是同一個頻點fA。電臺M3和電臺M4同一個頻點fB。地面主機A和地面主機B的串口A-S2、B-S2通過光纖通道連接中繼電臺M3和中繼電臺M4。

地面機柜可以控制fA和fB兩個無線頻點區域，通過地面天線向覆蓋范圍輻射fA頻點的無線信號，通過光纖通道將信號傳輸給中繼站，再由中繼天線向所覆蓋范圍輻射fB頻點的無線信號[1]。

一般情況下，在地面基站與中繼站覆蓋范圍重疊區域設置切頻信號機或增加切頻應答器。機車通過切頻裝置在地面控制的兩個無線頻點區域之間自由切換。

2STP系統多電臺方案功能描述

某個車站STP系統地面基站頻點fA覆蓋區域Z1，機車1位于區域Z1范圍內作業，中繼站頻點fB覆蓋區域Z2，機車2位于區域Z2范圍內作業。

地面主機軟件開關多個串口通道作為無線通信接口，由于空中無線通信數據為半雙工，需要地面軟件控制好時序以免無線數據撞針[2]。系統功能流程圖如圖2所示。

地面主機每周期通過串口向無線電臺頻點fA和fB廣播站場碼位信息，機車1和機車2均可接收到該站的站場碼位信息;

機車1在Z1區域通過頻點fA和地面建立無線通信，機車2在Z2區域通過頻點fB和地面建立無線通信;

機車根據自身所在區域自動切換自身無線通信頻點，來匹配該區域所覆蓋的地面頻點：若機車1進入Z2區域，則機車1通過頻點fB和地面建立無線通信;機車從Z1區域進入Z2區域通過壓切頻應答器或者根據配置的場聯信號機進行fA和fB頻點的切換;

機車建立和地面的無線通信連接后，則可以向地面發起入網申請;地面判斷滿足條件后將機車納入到監控中，并實時給機車更新進路控制信息，達到車地聯控防護效果。

3STP系統多電臺方案擴展性

前面章節以地面主機A、B分別接2個電臺（主備機），地面機柜接4個電臺為例詳細描述了系統原理和功能。若現場站場情況復雜，信號弱的區域較多，地面主機可以再增設多個電臺設備，控制更多的不同頻點區域。可以根據車站的情況來定制。

STP系統在滿足實時性的情況下，一般一個無線通信頻點可以控制N臺機車，若地面主機擴展多個串口的電臺，新增一個無線頻點，則系統的控制機車的容量成倍擴展。針對大型或超大型車站，且調車作業機車較多，可以采用該方案來擴展系統的控車能力[3]。

4結束語

本文提出了一種無線調車機車信號和監控系統特殊場景下的無線通信解決方案的設計和實現，通過在STP系統地面設備上增設多電臺，軟硬件結合來完成，造價低，靈活性高。該方案適合有條件鋪設光纖通道的車站，適應于鐵路沿線有隧道，大型車站遠距離信號弱區域，盲區，或有建筑遮擋等環境。目前該方案已經在STP系統實際項目中取得應用，且運行良好，為STP系統的正常運行提供有效保障。

參考文獻

[1] 中國鐵路總公司.無線調車機車信號和監控系統暫行技術規范：鐵總運[2014]182號[S].北京：中國標準出版社，2014.

[2] 國家鐵路局.無線調車機車信號和監控系統暫行技術條件：TB/T 3505-2018[S].北京：中國標準出版社，2018.

[3] 王朋.無線調車機車信號和監控系統實際應用中無線通信解決方案研究[J].鐵路通信信號工程技術，2020（2）：71-73.

作者簡介

陳海燕（1987-），女，安徽東至縣人;學歷：研究生，職稱：工程師，現就職單位：卡斯柯信號有限公司北京分公司，研究方向：鐵道信號。