STP-KA型无线调车机车信号和监控系统的简介与应用发展

高珂

（兰州铁路局兰州电务段，甘肃 兰州 730030）

STP-KA型无线调车机车信号和监控系统的简介与应用发展

高珂

（兰州铁路局兰州电务段，甘肃 兰州 730030）

STP-KA型无线调车机车信号和监控系统是一种智能化的、可配置的、适用于不同站场的无线调监系统，该系统不仅能有效对调车作业进行安全防护，还可以通过系统记录的历史数据，分析事故原因，给安全管理提供依

无线调车；机车信号；监控系统；调车作业；安全

1 概述

1.1 调车作业

调车是指机车车辆进行的除了在车站到达、出发、通过及在区间内运行外进行的一切有目的的移动。包括列车的编组、解体、摘挂、转线、车辆的取送、转场、调移、以及动车的转线、出入段。

1.2 调车作业的基本要求

1）及时解编列车和取送车辆，保证无阻碍地接车和正点发车。

2）有效利用调车机车和调车设备，用最少的时间完成调车工作任务。

3）确保调车安全。调车作业是铁路运输生产的重要组成部分，其安全性及作业的效率直接影响列车编组计划的执行、列车运行图的实现、以及车辆周转等。

1.3 我国铁路调车作业的发展背景

第一阶段：手信号旗和灯显示调车作业阶段。长期以来铁路平面调车信号采用手信号旗和灯显示方式进行调车作业，作业人员劳动强度大，人身安全得不到保障，作业效率低下，特别是雨、雾天时，长大列车作业十分困难。

第二阶段：专用信道无线平面调车阶段。20世纪80年代初引进日本NEC电台，在丰台、南翔调车场，首次使用以“语音为主，通话与音响并行”的中国第一代无线调车系统。80年代中期，国家开发研制了出“单频控制直流点灯的色灯显示和通话并用，以及双音频控制交流点灯”的第二代无线调车系统。90年代初又研制出“色灯信号、通话、音响、记忆”的第三代新型无线调车系统。1991年出现了“运用单片微处理机技术实现数字编码灯显和语音合成”的第四代无线平面调车系统。专用信道无线平面调车系统虽然已基本甩掉手灯、手旗，信号传递迅速、准确，但是该系统存在信道忙闲不均，利用率不高的严重弊端。

第三阶段：多信道共用无线平面调车阶段。

2000年以来铁路编组站、区段站全面应用多信道平面无线调车系统进行调车作业。多信道平面无线调车系统使语音与调车作业指令可以准确、快速的传递，即传输语音信号，也能传输调车作业指令。由于采用了单片微处理器及专用语音合成芯片来构成系统，使无线平面调车系统具有非常大的灵活型和高的可靠性，在确保调车作业安全上起到了重要作用。但是平面无线调车系统在调车作业过程中的存在手持台接收距离近、语音杂音大，手持台无法发射指令信号和语音信号，部分区域手持台语音断续等问题，致使调车机车越过阻挡信号机所造成的挤岔事故、超速行驶造成的冲突事故和脱轨事故时有发生。

第四阶段：无线调车机车信号和监控阶段。

无线调监系统将站场信号、区段状态、进路信息、调车作业单等信息通过无线方式传输到调车机上，实现了站场信号、进路信息、调车作业单等的实时显示。调车司机能看到车站站场的实际情况，对车站股道空闲及进路开放情况一目了然并且能在必要时进行制动控制，避免人为麻痹、疏忽造成的调车事故，保证站内调车作业的安全。另外，机车的自动入网和定位的功能，以及良好的兼容性，在路内调车作业中广泛应用。

1.4 STP系统在兰州铁路局的应用

2012年兰州铁路局西固城车站首次安装并开通了STP-KA型无线调车机车信号和监控系统。该系统的应用显著提高了调车作业效率，实现了调车机车全方位安全控制机作业中的安全防护。确保了站场调车作业的安全、可控、有序。2012年以来，兰州局逐步在所有配备固定调车机的车站建设安装STP系统，截至2015年12月份已将70%的调车机安装车载STP设备。

2 STP-KA型调监系统的构成和原理

2.1 系统构成

STP-KA型调监系统分为地面和车载两大部分。

1）车载部分包括车载主机、车载打印机、查询主机、查询天线和车载数传电台天线及GPS天线；

2）地面部分包括地面主机、数传电台、GPS定位模块、数传天线及GPS天线、地面应答器、调车终端和电务维护终端设备。外部设备包括LKJ2000运行记录监控装置、计算机联锁设备、TDCS/CTC、TMIS设备。

2.2 工作原理

地面主机通过串行通信接口与计算机联锁设备相连，实时接收（或采集联锁设备）站场码位信息，信息包括：调车及列车信号机状态、道岔位置表示、站场上各股道、无岔区段、道岔区段、交叉渡线以及尽头线、尽头轨的占用、锁闭、空闲状态，接收到这些信息后，通过特定的算法和协议约定，地面主机将生成包括进路信息、调车机所在区段序号和长度、下一区段序号和长度、前方信号机显示等车列定位信息。

车载主机与列车运行监控装置通过CAN接口通信，可获取机车工况、速度等信息，也可将控车指令传递给列车运行监控装置，实现对调车机监控；车载主机与车载打印机连接，打印调车作业单。在调车作业过程中，车载主机根据地面主机提供的车列跟踪结果，实时计算出车列距前方信号机距离、距目标点距离以及实时车长等控车信息。依据这些信息，根据特定的控车算法，生成控车指令。

调车终端与地面主机通过TCP/IP网络进行通信，接收站场码位及车载信息。通过调车终端，调车值班员可以查看信号机状态、站场各股道、无岔区段、道岔区段、交叉渡线以及尽头线、尽头轨的占用、锁闭、空闲状态；可以监视调车机的运行速度、方向、所在区段等信息；也可了解当前作业单信息及作业单完成状况。

电务维护终端与地面主机通过TCP/IP网络进行通信，实时监控并记录站场码位、地面主机、调车终端、车载设备状态。实时监控并记录监控机车状态、司机操作、地面值班员操作。维护人员可以实时查系统当前状态、也可历史回放系统状态、人员操作等。

3 STP-KA型调监系统安全防护功能

STP-KA调监系统通过无线数传电台实现地面设备与车载设备的通信。系统对站场内多台机车的调车作业实现无线监控和安全防护。

抓好体制机制建设，健全完善食品安全监管体系。第一师阿拉尔市食品药品监管局严格按照机构改革开展监管工作。在人员、编制未增加的情况下接管食品生产、流通环节监管工作，确保安全监管“无死角”。同时健全团场、连队、街道社区食品安全协管机构，建立起横向到边、纵向到底的食品安全监管网络，并将食品安全纳入辖区各团（场、处）绩效考核。

3.1 基本的安全防护功能

1)防止调车作业时车列冒进阻挡信号机。

2)防止调车作业时车列冒进突然关闭的信号机。

3)防止调车作业时车列越过站场规定的停车点(一度停车位、分区点、站界等)。

4)控制车列在尽头线、到发线安全距离前方停车。

5)防止调车作业时超过允许的最高限速。

3.2 有条件的安全防护功能

2)越站调车和跟踪调车安全防护。

3)存车线连挂作业的安全防护。

4)两台监控机车进同一区段作业的安全防护。

以上安全防护功能只适合于集中区，STP-KA型调监系统将电气集中联锁车站地面信号条件及距离信息实时传送到监控装置，并有监控装置实施计算和控制，从而达到监控调车作业安全的目的。

4 STP-KA型调监系统存在的主要问题

4.1 系统开发中存在的问题

1)适用范围的局限性

STP-KA型调监系统的安全防护功能只适合于集中区，将电气集中联锁车站地面信号条件及距离信息实时传送到监控装置，监控装置实施计算和控制，从而达到监控调车作业安全的目的。在非集中联锁区域，由于道岔是人工操纵而且不具备采集条件，无法实施准确的速度距离控制，因此，目前该系统是结合平面调车灯显装置实施人机结合的简单防护。

2)STP系统信息的准确性受其他通信干扰的影响。我国铁路无线电通信是基于第二代移动通信技术的窄带GSM-R系统，目前铁路常用的频点主要集中在450-470MHZ频段上，STP系统在车-地间是通过1个无线频点实现通信的，因此，在一个中等车站具有专调作业的站场上，无线设备繁多，频点较接近且资源匮乏，虽然STP系统无线通信设备采用抗干扰能力较强的数字化通道，但由于无线信道是在一个开放的空间工作，而在铁路站场内，有很多的其他无线电台场强覆盖，以及某些不明频点干扰源的叠加，很容易造成STP系统车-地通信故障。

3)系统对于溜放车辆不具备防护功能。进入已知车列位置股道连续作业时，STP-KA系统可以自动识别出车列距离并且对调车机车进行控制，但如果停留的车列可能变动距离，例如在调车场，溜放车组与停留车连挂后，停留车组位置会发生移动，导致车列实际距离可能与STP-KA系统计算距离不一致，则需要调车作业人员现场确认并且发出正确指令。

4.2 系统使用中存在的问题

1)较一般平面调车模式不易掌握。STP-KA系统包含很多新技术、新设备，调车作业人员以及各个使用单位的职工对设备使用性能了解不彻底，日常修、管、用不当，有时导致设备发生故障。同时，由于作业人员缺乏通信方面知识，而各个站场又没有专业维修人员，有些小故障也要送至厂家定点维修点维修，花费大量的时间和人力。

2)STP-KA系统只适用于微机联锁的站场。由于兰州铁路局管内北线个别车站的6502系统尚未进行微机联锁改造，而STP-KA系统只能在TDCS系统内采集信息，对于使用6502系统的站场存在信息采集不上、采集不全的问题，对系统安全防护功能的准确性产生影响。

5 改进措施和建议

5.1 不断改进系统

1)将安全防护功能向非集中区拓展。目前，系统无法在非集中区和轨道电路覆盖不全的区域进行安全防护作业，在STP设备安装联调联试阶段，卡斯柯公司可以针对此问题与机务、车务、电务人员进行探讨研究，积极探索解决措施，可以通过修改系统软件、更新设备来满足不同区域的防护要求。

2)滤除无线通道中的干扰信息。为了保持无线通信数据的稳定、准确，必须滤除无线通道中的干扰信息，采用CRC校验算法，并采用闭环应答通信方式，保证车-地通信信息的完整、可靠。在STP系统受到干扰出现通信中断时，系统发出报警信息，并退出STP调监监控模式，提醒作业人员进行人工操作。

3)实现与既有驼峰控制的无缝衔接。目前，STP系统与驼峰控制系统存在结合部，部分设备无法做到无缝衔接，未来应加大STP系统与驼峰控制系统融合问题的研究。

5.2 加大使用中各类问题的应对措施

1)组织培训学习。各使用单位组织干部职工对系统软件及相关设备进行培训学习。掌握软件使用方法、常见故障处理等，熟悉设备属性，增强检修处理能力，修订管理制度及完善设备功能，明确设备故障应急措施，避免由于STP设备故障导致调车机车停车后无法解锁，从而影响站场内的接发列车作业。

2)STP功能的实现应根据站场实际特点调整。在STP系统建设过程中，电务部门应根据不同站场的联锁设备特点和作业限制，组织软件开发商对设备和系统存在的问题认真研究，并且制定相应的改进办法，加快软件修改和更新速度，相关站段应做好配合协作。

［1］ STP-KA型无线调车机车信号和监控系统维护手册V1.9，［D］.卡斯柯有限公司，2014.09.

［2］ 无线调车机车信号和监控系统常见问题分析及处理［J］.铁道通信信号，2013.02.

U284

据。介绍了STP-KA型无线调车机车信号和监控系统的组成及工作原理，系统对机车的安全防护方式以及目前存在的问题及有什么措施可以减少它的弊端，使无线调车机车信号和监控系统在确保调车作业安全方面的作用得到进一步发挥。