矿区铁路数字同频同播平面调车系统技术研究与应用

孙继康，王俊岩，张 涛，楼向东

（兖州煤业股份有限公司铁路运输处，山东 邹城273500）

0 引言

矿区铁路站场调车指挥普遍采用单个车站独立成网、同频单工、数话并传的无线数字平面调车系统，包括区长台及区长服务器、机控器、调车手持台和连结手持台等调车终端。区长台及区长服务器位于车站信号楼行车室内，负责向调车手持台、连结手持台、机控器无线数字传送调车作业单，呼叫、监听及管理车站调车场内的作业情况。调车手持台依据接收的调车作业单，与连结手持台发起语音联络、勾销调车作业，并根据连结手持台指令向机控器发送调车信令。机控器接收调车指令后发出声光提示，司机根据提示指挥机车站场调车作业。

由于当前的单个车站独立成网，车站与车站之间是不能进行网络通讯的，因此，每个车站的网络无法覆盖到其它的车站，即每个车站的区长台分立工作。由于每个车站的区长台分立工作，从而导致每个车站的调车终端的网络频点均不同，调连人员进入不同车站调车作业时，需更换不同移动调车终端或选换不同移动调车终端频点，给实际使用带来不便，影响作业效率，不能满足多站调车作业集中管理、随乘跨站调车、减员增效的要求。因此，本文针对如何解决现有系统场强多站覆盖、调车作业集中管理、移动调车终端共用，调车终端在更大范围内实现无线传送调车作业单、发送调车信令及发起语音对讲的技术问题，研究一种矿区铁路数字同频同播平面调车系统技术，并在矿区铁路应用，效果显著。

1 数字同频同播平面调车系统原理及组成

1.1 系统原理

数字同频同播平面调车系统是提供一种基于DMR/PDT协议下、可在多个车站范围内采用同频同播技术实现调车作业单传送、发送调车信令及发起语音对讲功能，且传输安全、结构简洁、设备造价低的数字平面调车系统。分别在中心车站、远端车站设置2套同频同播基站，利用站间的光缆资源实现有线链路连接，基站之间话音信号传输及调车作业计划下发使用有线链路及无线转发方式完成，各基站自主采集GPS时钟信号实现基站时钟同步。全网本地使用中心车站的1对载频（收发异频）作为调车组无线平面调车设备信号差转频率，2个活多个车站调车区域作业使用同一对载频，实现从中心车站行车室区长台可呼叫到中心车站、远端车站区域任何一个基站下的用户，所有基站下的用户都可以呼叫到中心车站行车室。

1.2 系统组成

数字同频同播平面调车系统由中心车站平调子系统、远端车站平调子系统，以及用于各子系统信号连接的网络传输设备组成。中心车站平调子系统包括同频同播基站、网络交换机、数字汇接交换机和数字无线平面调车设备；远端车站平调子系统包括同频同播基站；网络传输设备包括光收发器和ODF架。系统设备安装在中心车站和远端车站的信号楼行车室内和信号楼房顶，两个子系统利用站间的光纤通道进行基站联网有线链路连接，形成一个较大面积的数字平面调车信号全覆盖。系统设备组成如图1所示。

图1 铁路数字同频同播平面调车系统

2 数字同频同播平面调车系统技术研究

2.1 同频同播基站

同频同播基站包括同播信道机、接收滤波器、发射腔体合路器、GPS时钟天馈线设备、基站天馈线设备。同播信道机通过接收滤波器、发射腔体合路器和基站天馈线设备，与基站下所有调车终端进行基于DMR/PDT协议下的数据传输。同播信道机内置GPS时标模块，通过GPS时钟天馈线设备自主采集GPS时钟信号，进行基站时钟同步控制处理，实现两个基站的时钟信号同步。

各子系统基站设置400MHz全向天馈线设备两套，全网使用同一对载频（收发异频）作为所有调车终端信号差转频率，场强全面覆盖各子系统基站下站场。中心车站区长台可以呼叫到任何一个子系统基站下站场内的移动调车终端，监听及管理站场的作业情况；区长服务器可以向调车手持台、连结手持台、机控器无线传送数字调车作业单；所有调车场内的移动调车终端都可以呼叫到中心车站区长台、勾销调车作业、相互发起语音联络、发送指令或信令；移动调车终端可以随乘机车多站共用。

2.2 网络交换机

网络交换机通过网络线直接与中心车站基站同播信道机进行往来数据传输；同时，利用网络传输设备通过站间干线光缆的一芯光纤，与远端车站同频同播基站同播信道机进行往来数据同步传输。

2.3 数字汇接交换机和数字无线平面调车设备

数字汇接交换机负责对网络交换机接收到的信息根据误码率大小进行信号源判选，将判选出的最好一路信号经均衡处理后，通过网络交换机转发给所有平调子系统同频同播基站。

数字无线平面调车设备包括基于DMR/PDT协议下的区长台及区长服务器、随乘机控器、随乘调车手持台和随乘连结手持台等调车终端。

2.4 网络传输设备

网络传输设备由光收发器、ODF架组成。光收发器与基站及网络交换机之间使用网络线连接，与ODF架之间使用尾纤连接。光收发器负责将中心车站网络交换机及远端车站基站同播信道机往来的电信号转换为光信号，通过站间光纤通道进行数据传输，尾纤及光纤连接有效保证了无线数字平面调车系统信息传输的安全性、时效性和稳定性。

3 数字同频同播平面调车系统应用

中心车站值班员根据行车组织计划，应用数字同频同播平面调车系统开展行车组织作业。首先，通过车站直通电话通告调连人员，下达调车作业指令，要求调连人员保持移动调车终端始终在开启状态；其次，利用区长服务器向随乘调车手持台、随乘连结手持台及随乘机控器等移动调车终端无线数字传送调车作业单；最后，调连人员依据调车作业计划，携带随乘调车手持台、随乘连结手持台及随乘机控器，随乘机车到达车站开展调车作业。

调车作业任务完成后，按中心车站值班员无线传送的新调车作业单，移动调车终端即可随乘机车赶赴另一个车站进行调车作业。中心车站值班员通过使用信号联锁远程集中控制终端排列远端车站进路、开放信号等，通过区长台及区长服务器呼叫、监听、管理中心车站和远端车站调车作业。

4 应用效果

1）数字同频同播平面调车系统基于DMR/PDT协议下，通过有线链接、无线转发的方式，实现了调车终端之间在更大范围内无线数字传送调车作业单、发送数字调车信令及发起数字语音对讲功能。

2）数字同频同播平面调车系统在矿区铁路的应用，实现了将部分作业量较小车站的调车业务，统一纳入区域内作业量相对较大的车站区长台进行多站调车作业集中管理，以调连人员随乘跨站调车的方式承担，减少了人员长期驻守，拓展了数字平面调车系统适用范围，达到了撤并车站行车人员、精干员工队伍、减员增效的目的。

3）系统网络交换机通过网络线直接与中心车站基站同播信道机进行往来数据传输；同时，利用网络传输设备通过站间干线光缆的一芯光纤，与远端车站同频同播基站同播信道机进行往来数据同步传输，减少了信息传输故障率，有效保证了数字语音和数字调车单信息传输的安全性、实时性、稳定性。