太原电务段STP无线调车机车信号和

刘磊 王艳召

摘 要：太原电务段STP无线调车机车信号和监控系统工程包括太原站在内的28个车站，由于部分车站STP天线设置条件受限，将太原站作为试点，采用了GSM-R网络传输的设计方案，有效的增加了太原站STP系统的稳定性和可靠性，为同类型STP系统设计提供了借鉴。

关键词：GSM-R网络传输；STP；数据库

Abstract： The STP system project of Taiyuan Electricity Services Department contains 28 stations including Taiyuan.Because a part of the STP antenna setting condition is limited， we take the Taiyuan railway station as an experiment. The system uses GSM-R network transmission plan， effectively increases the stability and reliability of the STP system Taiyuan railway station， which provides a good reference for the same kind of STP systems.

Keywords： GSM-R network transmission； Shunting Train Protection

中图分类号：U284 文献标识码：A

1 概述

STP无线调车机车信号和监控系统是一项确保铁路调车作业安全的切实可行的重要技术保障，系统同时适用于固定调车机车和本务机车调车作业的安全防护。

太原电务段STP无线调车机车信号和监控系统工程包括太原（太原站、太原客技站）、榆次（榆客、榆西、榆次一场、二场、三场、四场）、寿阳、修文、太原东、古东、镇城底、古交、忻州、轩岗、原平、太原北（太北一场、二场、三场、四场、五场、六场）、皇后园、太谷、平遥、介休（上下行场、工业站）28个车站（场）及配属调车机安装STP无线调车机车信号和监控系统，用于防护各车站调车作业的安全。

2 STP系统设计

2.1 地面设备

2.1.1 STP主机柜。在各站信号楼微机室安装STP系统主机柜一套，负责综合分析各站站场码位信息，发送给本站车载主机、车务终端和站调终端。

2.1.2 联锁通信机。各站新设一台联锁通信机，用于将信号联锁信息传至STP主机。

2.1.3 车务终端。各站行车室安装车务终端1台，实现对本站调车机调车作业情况的监控，辅助折返操作确认。

2.1.4 站调终端。太原客技站、寿阳、修文、太原东、古东、古交、忻州、轩岗、原平、太北五场、太北六场、皇后园、太谷、平遥各站站调室（或调车区长室）安装STP站调终端一台，介休站上行、下行调车区长室，榆次西站南区、北区调车区长室各设站调终端一台。采用串口方式与TMIS/SMIS系统连接，实现对调车作业情况的监控，作业单信息的编辑、修改、传输等功能。

2.1.5 天线及数传电台设备。各站安装1套全向天线（一主一备）、1套数传电台设备。

2.1.6 地面应答器。各车站站界、集中区出入口处，需设置地面识别设备，用于为系統准确提供联锁区分界点，防止调车机闯入联锁区。

2.2 车载设备

在各调车机车安装STP系统车载主机，与LKJ-2000设备共用车载显示器；安装车载无线通信设备，实现与站场地面电台通信功能；安装应答器查询主机及查询天线、GPS定位模块，实现与地面识别设备的通信；安装车载打印机，实现现场打印调车作业单功能。

3 设计中遇到的问题

3.1 增加设备多

每个车站都需要设置STP专用天线和与主机配套的无线数传电台等设备，需增加设备费及相关建安工程费用。

3.2 信号传输不稳定

STP天线在设置时需覆盖整个站场作业范围，设置于无遮挡的制高点。受到各站场的地形条件限制，有的车站附近没有较高的建筑物可以摆放天线支架，有的车站有较高的建筑物遮挡，信号传输不稳定。

3.3 综合防雷系统受到影响

STP系统天线应设置于除信号楼外的建筑物楼顶，采用屋顶支架方式安装。信号楼周围无其他建筑（或其他建筑物高度无法满足STP系统天线信号传输要求）时，STP系统天线采用屋顶支架方式安装于信号楼屋顶（信号楼屋顶若全部安装有避雷网的情况除外），屋顶支架须远离既有信号楼的避雷网并与避雷网绝缘。

若信号楼周围无其他建筑物或信号楼屋顶全部安装有避雷网无法避开时，STP系统天线宜采用水泥电杆方式进行安装，水泥电杆宜选择距离信号楼15m以外的位置进行设置。此时，应单独设置避雷针，避雷针需单独设置接地装置，并距离信号楼环形接地装置不小于15m。条件受限距离小于15m时，应接入信号楼环型接地装置或贯通地线，但该接入点与其他地线在环型接地装置接入点之间的距离不得小于5m。以上条件如果不能满足，STP系统天线将影响既有信号设备的综合防雷系统。

3.4 需多专业配合，交叉施工导致施工进度较慢

水泥电杆的施工、天线支架的制作安装、天线馈线的连接和综合防雷系统补强等项目需要通信、建筑及综合防雷专业施工单位等各专业的配合，增加了施工工序，延长了工期。

4 GSM-R网络传输方案

太原站STP系统包括有太原站、太原客技站两个站场，该系统设置有1台STP主机。太原站处于太原市市内，站场两侧有高层住宅等建筑物，站场为曲线站场，车站挡雨棚和过街天桥等遮挡物对STP系统天线覆盖整个车站影响很大，STP系统天线设置非常困难，该站案例典型，故将该站作为本次项目的试点站。

4.1 STP系统基于GSM-R网络传输技术的工作原理

太原站为石太客运专线的中间站，设有GSM-R网络。STP系统利用G网传输的原理如图1所示。

4.1.1 地面设备。在太原铁路局G网中心设置数据交换中心（DSC），数据交换中心接受车载设备的CSD链接建立请求，将车载数据与车站控制数据作一对一的数据传送。

新设一台STP数据服务器，太原站STP系统地面主机通过铁路内部数据网与STP数据服务器进行连接，再通过PRI接口单元连接至G网中心服务器，建立并保持和调车机车的通信联系，向调车机车发送站场信号设备实时状态、调车作业单、轮询等信息。

4.1.2 车载设备。机车上安装车载无线传输单元（RTM），通过车载RTM建立并保持和地面设备的通信联系，接收地面设备发送的站场信号设备实时状态、调车作业单、机车轮询等信息。

4.2 GSM-R信息传输通信方式及通信过程

4.2.1 地面设备。（1）地面主机上电后，立即向DSC发起TCP连接，链接成功后，每隔2s向DSC发送“握手请求”信息包，不断将地面主机的16位地址告知DSC。（2）地面主机发现与DSC的TCP连接断开，则自动重新发起TCP连接请求。（3）DSC接收到“握手请求”信息包后，应向地面主机返回“握手确认”信息包，表示通道畅通。

4.2.2 车载设备。（1）车载主机上电后，立即向RTM发起TCP连接，链接成功后，每隔2s向RTM发送“握手请求”信息包。（2）车载主机发现与RTM的TCP连接断开，则自动重新发起TCP连接请求。（3）RTM接收到“握手请求”信息包后，應向车载主机返回“握手确认”信息包，告知安全连接状态。（4）RTM将所有车载主机需要发送的数据通过GSM-R网络转发给DSC，并将从DSC接收到的数据通过GSM-R网络转发给车载主机。

4.3 GSM-R网络传输方案设计

4.3.1 地面设备。在太原铁路局G网中心设置STP数据服务器1台，与太原局G网中心连接，负责发送太原站的STP系统信息。

4.3.2 车载设备。太原站安装3套（其中一套为备用机车）GSM-R网络的终端接入设备，负责注册并接入到GSM-R网络，完成CSD业务需要的功能。

4.3.3 传输通道

5 GSM-R网络传输方案的优缺点

5.1 优点

5.1.1 利用既有条件，节约投资。太原站覆盖有GSM-R网络，只需将STP系统信息接入到既有G网中心即可实现全覆盖的STP信号传输。无需再设置STP系统车站天线等配套设备，节约了投资。

5.1.2 施工方便。改进后的设计方案，免去了水泥电杆的施工、天线支架的制作安装、天线馈线的连接和综合防雷系统补强等项目，缩短了工期，施工方便。

5.1.3 集中资源。STP数据服务器目前可接入30个车站的STP数据，为后续车站的合理配置提供了简单便捷的方案，大大节约了整个项目的投资。

5.2 缺点

STP调车终端为24小时不间断接收车站STP主机信息，长期固定占用G网资源，如果接入数量过多，会对整个G网业务的容量造成影响。

结语

通过采用基于GSM—R无线网络传输技术的应用，可以有效的增加STP系统的稳定性和可靠性，使现场使用单位得到良好的使用效果，更进一步保障调车作业的安全，很好的满足了铁路运输的需求，可对类似工程的STP系统设计提供参考。

参考文献

[1]中国铁路总公司.无线调车机车信号和监控系统暂行技术规范[Z].2014.

[2]中国铁路总公司科技管理部.关于印发《STP基于GSM-R网络传输技术》通过试用评审的通知[Z].2016.

[3]冯军.无线调车机车信号和监控系统应用GSM-R技术的探讨[J].中国铁路，2012（05）：57-59.