便携式450 MHz无线数据传输综合检测设备研制方案

轩非亚 曾祥兵

（1．北京铁路通信技术中心，北京 100038；2．北京全路通信信号研究设计院有限公司，北京 100073）

无线调度命令传送系统作为一种高效及时的调度命令传送方式，在我国铁路行业应用中越来越重要，有效提高了列车行车指挥的效率。本文详细介绍450 MHz无线调度命令在传输过程中遇到的问题，结合现场维护人员的检修流程，提出一种适用于现场应用的快速检测设备，用于对无线调度命令、无线车次号传输过程中出现的设备故障定位及测试。主要解决以下问题。

1）可检测机车设备。含调度命令机车装置、机车数据采集编码器、无线列调机车电台或CIR的检测。

2）可检测地面设备。含车站电台、调度命令转接器、车次号接收解码器的检测。

考虑到现场条件的恶劣和复杂性，快速检修设备还具备操作便捷、界面友好，携带方便等特性，方便维护检修人员操作使用。

1 现状

450 MHz调度命令无线传送及车次号无线校核系统车、地间的无线传送部分，主要由调度命令机车装置、机车电台或CIR、机车数据采集编码器、无线列调车站电台、车站数据接收解码器和调度命令车站转接器等组成。主要功能是车站向管辖区间内的列车发送调度命令、行车凭证、调车作业通知单、进路预告等信息，接收列车返回的自动确认及手动签收信息；机车向车站发送车次号校核信息。

目前，对于设备故障的排查，一般使用独立的检测设备，如：机车电台出入库检测装置、调度命令出入库检测装置，便携式机车数据采集编码器检测装置等，或使用无线列调对讲机对车站电台、机车电台进行简单的测试。

2 存在的问题

450 MHz调度命令无线传送及车次号无线校核信息的传输，需经过相当多的环节，如一条完整的调度命令发送及回执的接收，需要经过以下几个步骤。

调度台→TDCS车站分机→调度命令车站转接器→车站电台→机车电台→调度命令机车装置；调度命令机车装置（回执）→机车电台→车站电台→车站数据接收解码器→调度命令车站转接器→TDCS车站分机→调度台。

任何一个环节出现问题，均会导致TDCS显示调度命令发送失败。维护人员在检修故障时，需对每一个环节分别测试、逐一核查。如果采用独立的监测设备，现场处理问题时，必须带齐所有的检测工具、熟悉每一种检修设备的使用，才能根据检测数据做出正确的判断。现场检测采用分离式检测设备，增大了维护人员的工作难度，要求维护人员熟练掌握多种设备的指标及多种仪表的使用，不利于提高检测维修质量和工作效率。此外，多种检修设备的配置，也不利于维护单位的设备管理。

3 解决思路

450 MHz调度命令无线传送检测维护涉及的设备有很多种，但细致分析，仍可以找出一些共同点。

列车无线数据传输过程中，其业务数据表现形态可分为有线RS-422/RS-485及无线信道FFSK方式。如TDCS分机、车站转接器、机车装置、车站解码器、采集编码器等，均采用RS-422/RS-485接口；车站电台工作频组的发送通道及机车电台457.550 MHz的发送通道，均采用FFSK方式。

根据上述情况，如果研制一套具有多个有线数据接口及可调整频率的无线数据传输综合检测设备，集成各种通信接口、通道的检测功能，适应对现场不同设备的连接和测试，能够减少现场检修作业携带的仪表和设备，大大减轻检修人员工作负荷。

综合检测设备应采用屏幕显示方式、图形化操作界面，简化操作过程，并将接收/发送的调度命令数据信息解析、翻译后，以通俗、易懂的汉字显示出来，便于现场人员分析数据、查找问题，有利于提高故障处理速度。

考虑到现场使用方便，综合检测设备应采用一体化结构，具有合适的尺寸和重量，易于便携，坚固可靠；采用内置蓄电池供电，持续工作时间不小于10 h（按发送、接收时间1∶20考虑）。

4 设备介绍

4.1 主要功能

按上述思路，提出一种便携式450 MHz无线数据传输综合检测设备，它具备以下主要功能。

1）模拟机车数据采集编码器发送车次号信息。

2）接收并显示机车数据采集编码器发送的车次号信息。

3）模拟TDCS分机发送调度命令。

4）接收并显示TDCS分机发送的调度命令。5）模拟机车设备接收调度命令；发送回执、无线车次号、调车请求等信息。

6）接收并显示机车设备无线发送的回执、无线车次号、调车请求等信息。

7）模拟车站发送调度命令；接收车次号、调车请求信息。

8）接收并显示车站发送的调度命令信息。

9）重量小于6 kg；结构设计易于随身携带。

10）发射功率1～3 W，可设置。

11）设备采用蓄电池供电，连续工作时间大于10 h（发射：待机时间为1∶20）；充电时间约为3～5 h。

4.2 原理框图

控制处理器采用嵌入式工控机，应符合PC/104规范V2.5要求，具有资源丰富、接口齐全、功耗低、可靠性高等特点，可在-40℃～+85℃温度范围内稳定工作，满足工业级产品的各种应用需求。预装Windows CE 5.0操作系统，便于软件设计开发。

无线信道机选用450 MHz信道机，应具不少于16个信道，可通过写频软件实时设置收/发信道频率、发射功率（5W/2W/1W）、随路信令等，信道转换时间小于110 ms。

显示器选用5.6英寸TFT彩色液晶屏，支持点阵为640×480。

输入设备选用4×5键盘。

设备组成如图1所示，设备面板示意如图2所示。

5 工作方式

450 MHz无线数据传输综合检测设备主要有以下2类工作方式。

1）模拟现场工作环境。

2）对目标设备进行测试。

5.1 现场模拟

现场设备示意如图3所示。

5.1.1 模拟机车设备

模拟机车上的设备（无线列调机车电台或CIR、调度命令机车装置），接收地面无线FFSK发送的调度命令；以无线FFSK方式发送自动应答/签收命令，发送调车请求命令。

通过模拟机车设备，接收地面发送的调度命令并给出应答，可快速排查地面设备是否存在问题。如果发现地面设备存在问题，再启用车站设备测试及TDCS分机测试功能对地面设备进一步检测。

5.1.2 模拟车站设备

模拟车站地面设备（无线列调车站电台、车站数据接收解码器、调度命令车站转接器）。通过无线FFSK方式，发送各种调度命令，接收机车自动应答/签收及车次号信息。

通过模拟车站设备，向机车发送调度命令并接收应答，快速排查车载设备是否存在问题。如果发现车载设备存在问题，再启用机车设备测试及机车数据采集编码器测试功能对车上设备进一步检测。

5.1.3 模拟机车数据采集编码

通过RS-485接口/音频接口，采用数字或模拟方式，向机车电台发送车次号信息。

在测试机车设备时，可将机车电台或CIR连接综合检测设备，模拟机车数据采集编码发送车次号信息。

5.1.4 模拟TDCS车站分机

通过RS-422串行接口，向车站电台发送各种调度命令，并接收车站电台返回的自动回执/签收信息。

在测试车站设备时，可将车站设备连接综合检测设备，模拟TDCS车站分机发送调度命令，并监测调度命令的回执及车次号信息的接收情况。

5.2 设备测试

5.2.1 机车设备测试

启动综合检测设备机车设备测试功能，逐一完成对机车设备的调度命令接收、回执发送、车次号发送测试。

5.2.2 车站设备测试

启动综合检测设备车站设备测试功能，逐一完成对车站设备的调度命令发送、回执接收、车次号接收测试。

5.2.3 机车数据采集编码数据通信测试

将机车数据采集编码器通过RS-485接口连接到综合检测设备，启动TAX箱测试功能，接收并分析编码器发送的数据。

5.2.4 TDCS车站分机数据通信测试

将TDCS车站分机通过RS-422接口连接到综合检测设备，启动TDCS车站分机测试功能，接收并分析TDCS车站分机的数据。

6 结论

按照上述思路研制的便携式450 MHz无线数据传输综合检测设备，集成了多种无线数据传输设备和测试功能，可以模拟发送各类车、地无线传输业务和数据，解决过去无线数据传输设备现场维修检测缺乏基础数据的问题，有利于故障快速定位和排查；并以直观方式显示检测结果，有利于维护人员分析、处理故障，提高检测维修质量和工作效率；简化检修设备的配置，减轻现场维护人员的劳动强度，有利于维护单位的设备管理。

[1] 科技运[2007]99号 GSM-R数字移动通信应用技术条件第三分册:调度命令信息无线传送系统V1.0[S].

[2] 科技运[2007]98号 GSM-R数字移动通信应用技术条件第二分册:列车无线车次号校核信息传送系统 V1.0[S].