数字式平面无线调车系统

杨玲玲 贾继峰

摘 要：文章介绍了一种新型的数字平面无线调车系统（radio marshalling of railway plane system），基于无线数字电台加装控制软、硬件，实时传送车辆编组调车信息，实现灯显信令、语音提示，是通信与信号一体化的车辆编组调度的信息与控制系统。该系统达到了《铁路平面无线调车设备技术条件》（TB/T 2834-2002）的技术要求，满足了调车作业的需求，极大的解决了设备上常出现的问题，提高了工作效率和安全质量。

关键词：数字平面无线调车系统；实时传送；编组调车

1 概述

随着我国国民经济的飞速发展，铁路运输量逐年加大，站场平面调车业务需求也增大，铁路站场平面无线调车系统是保障站场平面调车统一调度指挥必备的终端系统。该系统供铁路调车作业时调车长、机车司机和调车人员传递调车信令及通信联络用的无线灯显系统。该系统构成了调车作业人员与机车司机及调车区长之间的联络通道，使语音及调车作业指令可以在此通道内准确传递。该系统既能传输语音信号（通话），也能传输调车作业指令（数据），是一个数话并传的同频单工分组网。平面调车经历了信号旗指挥、电子管无线调车、单片微处理机技术实现数字编码灯显和语音合成无线平面调车等阶段，每一次的阶段更新都极大的提高了作业效率，并能解决现场实际问题。平面无线调车又经历了四个阶段，但都采用的是模拟常规对讲方式。模拟平面无线调车系统在实际使用中存在较多问题：模拟信道在调车作业遇到该信道被占用时，造成该信道阻塞，使得正常的调车指令无法完成，给站场调车作业带来极高的不安全因素；目前的模拟信道机信道频率占用带宽为25KHz，而铁路平面无线调车的频率资源有限，有些使用部门采取同频复用方式，这样给平面无线调车作业带来极大的安全风险；多部模拟信道机在通讯时不可避免的二阶或三阶互调造成语音串扰，多个调车组作业时不同调车组之间由于二阶或三阶互调造成误听误判时有发生，因此给无线调车作业带来很大的安全隐患。数字设备相对于模拟设备而言，对环境噪声的抑制效果很好，在指令传输上较有优势并且传输距离更长，可以更好的保证调车作业的通畅、安全。

数字平面无线调车系统由机车控制器、调车便携台和调车区长控制器组成。机车控制器（以下简称机控器）主要用于接收调车组人员发来的各种调车作业操作指令，经过内部微处理器判断，及时给出色灯显示、语音提示，同时进行语音回示。调车便携台（以下简称手持台）由调车组人员使用，向机车发送各种调车信令、话音以指挥机车运行。调车区长控制器（以下简称区长台）主要用于解决调车区长与调车组之间的联络问题，具有通话、接收和识别调车人员发出的调车信令信号等功能。手持台是由调车组人员使用，可以向机控器发送各种调车作业指令，按使用功能分为调车长电台、制动员电台和连结员电台，统一型号为建伍NX-300型手持台。控制部分与电台融为一体，操作按键设在电台外壳上，调车指令采用B型按键方式，调车长使用红、黄、绿三个按键控制电台发调车作业指令，制动员和连接员只使用红、黄两个按键控制电台发调车作业指令，通话使用电台侧面的PTT按键。

2 设备介绍

数字平面无线调车系统（radio marshalling of railway plane system）基于无线数字电台加装控制软、硬件，实时传送车辆编组调车信息，实现灯显信令、语音提示，是通信与信号一体化的车辆编组调度的信息与控制系统。调车长手持台发出调车指令，机控器接收到该指令后通过灯显设备显示，并发出语音提示。同时，机控器向调车小组的所有电台发出语音回示，所有电台播报调车指令。制动员在紧急情况下可使用手持台发出紧急制动的指令，通知调车机司机紧急制动，紧急情况处理后，必须由发出紧急停车的制动员发出解锁指令后才能继续执行调车长发出的调车指令。

2.1 设备构成，数字式铁路平面无线调车系统是供铁路调车作业时调车长、机车司机及调车人员传递调车信令及通信联络用的无线灯显系统。该系统由机车设备、便携设备和固定设备组成。

（1）调车机控器。机车设备由机控器主机（含电源）、司机话盒、显示灯、扬声器、天线等组成，并具有有机内存储调车信令功能。机控器前面板有显示灯、液晶屏及操作按键，并有话盒接口。侧面有开关、通讯接口，顶部有天线接口及TAX箱接口。

（2）调车便携台。调车便携台是由手持电台加装主控板构成，包括电台主机、液晶屏、键盘、主控板、天线。调车便携台是由调车组成员使用，是供调车组成员向机车控制器发送各种调车指令的设备，按功能分为调车长、连结员、制动员三种。调车便携台是调车主控板与电台合为一体，主控板与电台通过专用接口进行连接。按键设在电台前面板上。调车便携台需要有调车指令的语音回示功能，因此手持台调车主控板中也设计有语音模块，并附加有先进EEPROM存储模块。

（3）调车区长控制器。调车区长控制器由区长台主机、话盒、天线、馈线等组成，可监听、指挥所属调车组，并具有记录通话语音和调车信令的功能。设备前面板留有司机话盒接口，指示灯显示电台的收发状态，音量及状态调节按键。

3 系统设计

3.1 调车便携台

调车便携台（以下简称手持台）是供调车组成员向机车控制器发送各种调车指令的设备，按功能分为调车长、连结员、制动员三种。本手持台设计时考虑了使用的方便性，可以通过设置转换不同的角色及调号。在调车过程中，平面调车系统内所有电台需要有调车指令的语音播报功能，因此手持台主控板中也设计有语音合成芯片，手持台为7.5V供电，功率不大于5W，内部包括400M数字电台和调车信令控制装置。

3.2 调车机控器

机控器使用机车内部直流电源供电。其中内燃机车为直流110×（1±10%）V或者50×（1±10%）V，蒸汽机车为直流45-90V。所以机控器电源部分采用宽输入的DC/DC电源模块，满足不同车型电压输入，输出13.8V，功率40W。点灯电路是机控器的一个重点设计电路，保证在干扰或设备故障时不会误点绿灯导致信号升级。所以设计时采用交流点灯的方式，实现可靠输出信号显示。主控板控制数字电台实现调车业务，具备信令采集、语音通话控制、信令播报、点灯控制、液晶显示、数据存储、时钟控制等功能。

3.3 调车区长控制器

调车区长控制器（简称区长台）采用AC220×（1±20%）V，50Hz供电，电台和控制单元需要直流12V供电，因此电源单元采用AC/DC电源模块，考虑到现场电压不是很稳定，电源模块的输入范围选用宽电压范围。区长台需要按键调整音量、呼叫和监听转换等功能，电台本身具有这样的按键，所以在区长台的前面板引用就可以了。存储分为两部分，主控板自带芯片存储器，可记录调车信令，并可通过后面板接口读取这些信令进行分析和打印。另外可以选配记录单元存储调车的语音通话和信令，通过U盘下载可导入PC机用专用的软件回放语音和信令分析。在存储信令内容的同时加盖时间戳，为分析故障时提供时间依据。调车区长控制器控制单元由电源转换单元、CPU控制单元、实时时钟单元、语音提示单元、存储单元、扩展串口单元组成。

4结束语

“数字平面调车系统”2014年投入应用中以来，系统设备安全可靠，性能非常稳定，未发生设备故障问题，适合现场的复杂情况，能够提高频谱利用率，改进通信干扰，增加数据业务，实现信令优先，支持模数平滑过渡，从而提高调车作业质量，所以具有显著地社会效益，对铁路运输部门合理调整运能，实现运输系统的信息化管理，提高人员工作效率，降低人员工作时间及功耗起到了巨大作用。