便携式本务机调车作业监控装置研究

陈文汗

（中国铁路武汉局集团有限公司电务处，武汉 430071）

近年来STP系统在全路范围内得到推广应用，有效解决了站内专用调机的调车作业安全防护问题，改善了我国调车作业现状、减轻了作业人员负担和工作压力，实现了降事故、减损失、增效益的目标。但对于本务机调车作业安全防护，STP系统尚不能提供经济有效的技术手段，主要存在两个方面不足。

1）作为一项跨越多工种部门业务（车务、机务、电务）的高度集成化的新型系统设备，STP系统产品的软硬件成本显得比较高昂，尤其是对大量的本务机车而言，要为每台本务机车装备STP车载设备，造价往往难以承受。

2）受限于其所使用的无线通信技术（基于400 M的无线数传电台），STP系统的车-地通信难以承载大批量的数据交互，所以普遍采用的是车载设备存储站场数据的方式，其站场数据和执行程序文件的更新维护都需要在机车上现场完成，这不可避免地给设备维护部门带来大量的工作，尤其是流动站场作业的本务机车。

而研究便携式本务机调车作业监控装置就能很好地解决以上问题，在完全实现STP车载主机功能的基础上，以便携型式为每个车站配备，到该车站作业的本务机车只需临时接入，即可完成其调车作业的安全监控。

1 需要解决的难题

1）地面站场信息如何实时采集。地面站场信息主要包括信号机状态、道岔状态以及轨道电路状态等。

2）地面站场信息如何实时传送给机车。一是联锁信息要实时传送；二是调车作业通知单需自动发送。

3）如何做好与机车车载系统（LKJ）的结合，从而对本务机车调车作业实施有效的监制。

4）如何解决好携带方便、即插即用的问题。

2 便携式本务机调车作业监控装置基本构想

通过地面和车载设备，将获取的联锁车站调车作业信息进行处理，如相关信号、道岔、轨道电路区段信息等，车地采用无线通信方式，通过LKJ实现对调车机车信号显示和车列速度监控。由此不难得出，这套系统的基本构成主要有地面子系统、车载子系统和通信盒。

2.1 地面子系统组成

地面子系统由地面主机、无线数字电台及天馈单元、联锁信息采集接口、调车作业通知单接口、车务终端、电务终端组成，如图1所示。

图1 地面子系统组成结构示意图

2.2 车载子系统组成

车载子系统由车载主机、数传电台及车载天馈单元、应答定位器查询主机及天线、LKJ2000监控装置主机和彩屏组成，如图2所示。

2.3 通信盒

通信盒是便携式本务机调车作业监控装置与机车通信的纽带，其基本结构如图3所示。

图2 车载子系统设备组成示意图

1）提供机车DC110V电源入口，3芯航空插头公头。

2）提供LKJ监控装置CAN通信（双通道）入口，4芯航空插头公头。

3）提供集成电源、CAN通信电缆、RS-485通信电缆出口的14芯航空插头公头。

4）其中RS-485通信接口是为实现软件即插即用而配备的机车号自识别功能：STP车载设备由于是固定安装，机车号可以固定写入STP车载主机，而便携式车载装置则不固定机车安装，所以通过预装的BWJ型通信盒存取其所监控的机车车号。

图3 通信盒接线示意图

3 主要功能

根据运输需要，便携式本务机调车作业监控装置重点是要对本务机车调车作业过程进行安全监控，并提供人机界面以方便操作人员的使用和车站调车作业的技术管理，如图4所示。

3.1 调车作业安全监控功能

调车作业安全监控是STP系统的核心功能，即解决调车作业过程中机车走行的安全监控问题（需要注意的是：目前的STP系统只对机车在集中联锁区域内的调车作业作安全监控，在非集中联锁区仍然结合原平面调车灯显装置作部分监控）。

图4 便携式本务机调车作业监控装置功能示意图

调车作业安全监控的目标主要体现在以下几种防护：

1）防止机车在调车作业过程中挤岔；

2）防止机车在调车作业过程中冲撞；

3）防止机车在调车作业过程中超速。

3.2 防挤岔功能

造成挤岔的直接原因是机车车列在道岔位置不到位时强行通过道岔。而在电气集中联锁车站内，道岔是通过信号机防护的，在道岔位置到位并且锁闭的情况下信号机才可能开放，所以防止挤岔实际上就是防止机车车列冒进关闭的调车信号。如图5所示。

图5 防挤岔功能示意图

图4中，13号道岔并不为机车车列开通，而车站集中联锁系统保证D17蓝灯，STP系统通过控制机车车列在D17信号前停车，以达到防止机车车列挤13道岔的目的。

STP系统通过将电气集中联锁车站地面信号条件及距离信息实时传递给监控装置，由监控装置控制机车车列在关闭信号前停车，从而达到防止挤岔的目的。注意这里提到的是机车车列，即不论是牵引作业还是推进作业，STP系统都能准确地实施速度距离控制以防止电气集中联锁区域内的挤岔。

不过，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，目前系统还是结合平面调车灯显装置实施人机结合的简单防护。

3.3 防冲撞功能

1）在尽头线上防止冲撞土档。

2）解挂作业时防止冲撞股道内停留车辆。

3）在车站线路上与其他机车车列对向或同向作业时防止冲撞其他机车。

3.4 防调车超速功能

技规、行规对调车作业过程中的一般性限速要求都有专门的规定，而车站站细中更结合具体车站的线路情况及作业方式有特定的限速要求，系统将这些限速归纳为两大类编入计算机数据中，包括如下。

1）因站场线路条件而实施的限速要求，这些线路条件可能是线路的坡度、弯度以及有辙岔号比较小的道岔（辙岔号小于9号）等。

2）因调车作业方式而实施的限速要求，如涉及军列或其他特种车辆的作业。通过将这些限速要求编入计算机数据，最终提交给车载监控装置按照限速要求控制机车走行，有效解决了机车车列在调车作业过程的超速防护。

3.5 运行状态检测及回放功能

在地面系统中，为方便车站调度员直观了解站场作业情况及股道停留车情况，STP系统在车务终端提供了系统运行状态的实时监测和回放功能，可以实时显示和回放站场信号变化、作业机车的运行状况（机车走行速度，制动动作等）,以及调车作业通知单的跟踪执行过程等。同时为适应电务维护需要，STP系统还在电务终端上提供了系统各个运行模块的运行状态以及各种报警错误信息。

4 应用前景

车站调车作业难以控制，“冲、挤、脱”及人身伤亡事故率比较高，如果调车机车，特别是本务机车装备了便携式本务机调车作业监控装置，就能有效防止调车作业过程中“冲、挤、脱”事故，降低人身伤亡事故率。目前，便携式本务机调车作业监控装置采取的通信手段基本上还是400 M电台，通过其传输数据的容量和速率都比较受限制，随着全路G网的覆盖率不断提高，如果做好与CTC的结合，就能真正实现车站调车作业自动化控制，便携式本务机调车作业监控装置就能发挥更大的作用。

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