数字平面无线调车系统的应用及运行

曾 友

（江西铜业集团有限公司 贵溪冶炼厂，江西 贵溪 335424）

1 引言

平面调车系统具有双向通讯功能，在一定通讯距离条件下，只要相应设备在同一相对固定的频点时，无需任何网络支持就可实现一对一或一对多的即时通话，其配套的手持机便于携带、操作简单、维护方便，配合功率较大车载台、区长台或中继台进行使用时其通讯距离可达数十公里，对于像铁路运输生产这种需要多工种、多专业、多人员、多作业环节共同协作的特殊行业来说非常实用。一般从通信工作方式上，平调系统可分为单工通信工作的单工机和双工通信工作的双工机；从技术设计方式上，平调系统可分为模拟机和数字机，当前大部分企业还是以采用单工模拟机为主。

2 平面调车系统在贵冶的运用现状

无线调车系统就是为了提高运输生产效率，减轻劳动强度，保证行车安全，采用无线电通讯手段来完成各种调车信息传递，以实现指挥调车作业的无线通信目的。［1］为便于企业内部铁路运输调度作业，贵溪冶炼厂（以下简称贵冶）专用铁路也在其5 台运用内燃机车上分别配备了采用模拟通信技术实现语音对讲和信令传递的铁路平面调车无线指挥系统，多年来为贵冶企业内部铁路运输通信和沟通提供了极大便利。

随着贵冶生产规模的不断扩大，铁路运输生产任务也在逐步提升，在有效的运输基础设施条件下，机车车辆的交叉作业、调车作业计划的变更等变得日益频繁。由于铁路调车作业所涉及的人员多、作业面广，采取传统的纸质作业单据布置作业计划时，调乘组出去作业后，调度人员需经常根据作业实际临时对计划进行调整，调整后的纸质计划很难在第一时间传递到各作业人员手中，只能通过平调系统占用频道资源进行口头对讲传达，不仅对平面调车系统依赖性高，还会长时间占用频道资源影响调车作业信令传递，诱发平面调车系统在调车作业过程中频繁出现故障停车，降低铁路运输生产效率。

近年来，贵冶周边工业园区新增了多家需使用对讲机进行通讯的企业或临时驻点的施工队伍，没有单独申请专用频点，对无线电频率的使用很随意，使贵冶专用铁路周边的无线电通讯环境发生了极大变化。原贵冶平面调车系统各设备所使用的频点是经无线电管理部门批准的固定频点，且这些频点为频段间隔25kHz 的连续频点。由于无线通信信道空间有限［1］，在日常运输作业过程中，遇通讯距离较远、雷雨天气或附近有其它异常电磁干扰时，各固定频点之间会出现串台或干扰的现象，有时还会造雷击损坏。在附近其它无线电设备使用单位现场调试或施工单位临时使用对讲机时，如对方设备恰好与当前贵冶在用的固定频点相同或相近时便会出现较大干扰。给铁路运输生产带来了极大安全隐患。

在贵冶现有生产规模下，铁路行车作业对平面调车系统的稳定可靠性要求只会越来越高。要提高铁路运输生产效益，平面调车系统当前实际运用过程中所暴露出来的问题急需解决。从贵冶平面无线调车系统当前面临的实际来看，现今铁路通信对于无线通信系统的需求已经从原先最基本的信号稳定、沿途覆盖等功能从而向着能够满足铁路通信系统不断发展的通信需求变化进行转变［2］。

3 数字平面无线调车系统在贵冶的应用

调车作业是铁路运输过程中的重要工序，是车站最基本的复杂动态工作，时间性强，牵涉因素多，影响范围广。而调车作业效率低、行车事故比较重大，又是铁路运输中突出的薄弱环节［3］。平面调车系统作为调车作业过程中最重要辅助工具，如果其安全可靠性得不到保障，将给运输生产带来极大安全隐患，为确保铁路调车作业安全，针对采用模拟通信技术铁路平面调车无线指挥系统在贵冶运用过程中所面临的实际问题，贵冶结合自身实际和当前铁路无线通信技术发展现状，对现有平调系统进行了全面升级改造。主要改造内容如下：

（1）继续向无线电管理局申请保留既有模拟平面调车系统占用频道，采用最小必要带宽只需12.5kHz 且各信道通信具有加密功能的数字平面调车系统，使各相邻频道之间的带宽间隔为最小必要带宽的两倍，避免相邻频道之间连续采用最小必要带宽的频道互相干扰，影响数据传输效率。

图1 数字平面无线调车系统天线支架及安装示意图

（2）采用具备数传功能的数字平面调车系统，手持机全部采用具有汉显功能的手持机，新建可实现语音对讲和中远距离数据传输的电台，制作专用天线支架安装电台室外天线（见图1），增加天线高度，提高信号有效传输距离，同时通过设置与天线本体分离的避雷针进一步提升防雷性能。

（3）采用计算机控制技术、数字信号传输指令、数字存储技术，通过基站设备将调车作业计划发送到对应机车上安装的机控器上供司机浏览，同时机控器将作业计划转发至手持机上供调车人员查看（详见图2）。利用数字无线电台作为传输中介，通过色灯显示、汉字显示、语音提示以及实地通话相结合的方式来传递各种调车指令，实现调单无纸化，为调车作业提供方便。具体流程如下：值班员在PC 计划机中计划编制完成后，利用通讯服务软件通过网络接口发送到区长台，区长台通过无线电台转发到机控器，机控器再将接到的计划转发到手持机；除正常编排计划可实现无线传输外，在作业中值班员或调度人员需临时修改或变更计划时，只要将已变更好的计划通过计划软件直接发送到机控器和手持机，现场作业的司机、调车员就可通过机控器、手持机收到最新变更或下达的作业计划，给运输生产组织带来极大便利。

图2 调车作业计划无线传输示意图

4 数字平面无线调车系统的主要构成及功能

根据数字平面调车系统的运用实际，因其主要使用人员包括值班员、司机、调车员、制动员，从系统各组成部分的用户使用需求和不同特点来看，整个系统由三大部分组成：固定设备、机车设备、移动设备［1］。三大部分的组成如下：

固定设备：以信号楼区长台为核心，解决值班员与调车组、司机之间的联络问题。

机车设备：以机控器为核心，完成通话以及调车作业指令的识别、显示。

移动设备：包括调车员手持台、制动员手持台。调车作业中，调车区长、调车组人员和调车司机可以通过此设备进行通话联络，并发送和接收调车信令［4］。调车作业人员还可通过手持台的汉显界面查看调车作业通知单。

4.1 固定设备——区长台的主要功能

贵冶信号楼区长台内部由电源单元、控制单元、数字信道机单元、天线四部分组成。主要的功能有：

（1）供调车作业时信号楼值班员长使用，与调车组语音通信；

（2）具有监听模式和扫描模式，能接收呼站信令，并伴有提示音“嘀嘀”“嘀嘀”及文字提示；

（3）具有内置录音功能，并能远程上传统一管理；

（4）可外接蓄电池供电，具有交、直流自动切换功能和蓄电池过放保护功能；（5）可接入网络进行网管统一管理；

（6）可接入网络，配合远程控制终端机进行远程通信，从而实现调度集中功能；

（7）可实现调车作业单的无线传输；

（8）具有外置录音接口，通过U 盘中配置文件自动进行转储和升级；

（9）具有开机自动向计划机校准时间功能。

4.2 机车设备—机控器的主要功能

机控器有主机、送话器、电源110V、天线、液晶显示五部分组成，主要功能如下：

（1）接收调车指令，点亮信号指示灯，同时发出语音提示，并将回示指令发送给调车组人员；

（2）能与调车员、制动员、信号楼值班员进行语音通话；

（3）能够接收并实时显示调车作业单；

（4）具有开机自检功能以及向信号楼区长台校准时间功能；

（5）可自动记录调车作业情况，包括语音和数据，通过U 盘中配置文件自动进行转储。

4.3 移动设备—手持机的主要功能

手持机由主机、天线、液晶显示屏、电池组成，数字平调是一种专门为数字平面调车系统设计的新型手持机；其中，面板红黄绿三键为调车按键［5］。数据传输方式专门针对平调应用设计，传输可靠、实时性好，实现了计划单和通话同传。主要功能如下：

（1）能支持标准A 表和自定义信令表，通过组合键设置切换；

（2）可通过红绿黄三键组合的形式发调车指令；

（3）具有通话功能，通话时可以强插指令；

（4）具有液晶显示屏，可接收、显示调车作业通知单；

（5）具有防水、防尘、防雷，三防功能；

（6）当调车员打推进调车指令后，制动员具有领车功能；

（7）开机后自动向机控器或者长按功能键申请调车作业单功能和校准时间的功能。

5 数字平面无线调车系统的性能、特点

（1）保密性强，信道间隔小，信道容量为模拟系统的两倍；

（2）调车指令和话音相互独立，彼此之间互不干扰；

（3）具有信令强插功能；

（4）远距离通信时话音清晰、噪声小；

（5）配置灵活，可为用户定制个性需求［5］。

6 效果评价

贵冶铁路数字平面无线调车系统的应用，可有效避免原模拟系统使用过程中易产生的如电磁波、高温和粉尘等因素的影响会造成电台主要参数发生偏移，影响调车作业过程中的语音及信令，导致电台出现故障［6］的问题；解决了频道串频、语音失真等现象，系统更加稳定可靠；语音对讲过程中可强插信令功能，为进一步确保调车作业安全提供了可靠保障；实现了调车计划单无线传输上车和无线传输到调车人员手中，所有变更计划或最新调整计划都可实现同步无线传输，保证了调乘人员作业计划接收的统一性、一致性。在提高铁路运输生产作业效率、确保运输安全的同时，让手工编辑计划单和人工传送调单在贵冶已经成为历史。