STP-KA型無線調車機車信號和監控系統的簡介與應用發展

高珂

（蘭州鐵路局蘭州電務段，甘肅 蘭州 730030）

STP-KA型無線調車機車信號和監控系統的簡介與應用發展

高珂

（蘭州鐵路局蘭州電務段，甘肅 蘭州 730030）

STP-KA型無線調車機車信號和監控系統是一種智能化的、可配置的、適用于不同站場的無線調監系統，該系統不僅能有效對調車作業進行安全防護，還可以通過系統記錄的歷史數據，分析事故原因，給安全管理提供依

無線調車；機車信號；監控系統；調車作業；安全

1 概述

1.1 調車作業

調車是指機車車輛進行的除了在車站到達、出發、通過及在區間內運行外進行的一切有目的的移動。包括列車的編組、解體、摘掛、轉線、車輛的取送、轉場、調移、以及動車的轉線、出入段。

1.2 調車作業的基本要求

1）及時解編列車和取送車輛，保證無阻礙地接車和正點發車。

2）有效利用調車機車和調車設備，用最少的時間完成調車工作任務。

3）確保調車安全。調車作業是鐵路運輸生產的重要組成部分，其安全性及作業的效率直接影響列車編組計劃的執行、列車運行圖的實現、以及車輛周轉等。

1.3 我國鐵路調車作業的發展背景

第一階段：手信號旗和燈顯示調車作業階段。長期以來鐵路平面調車信號采用手信號旗和燈顯示方式進行調車作業，作業人員勞動強度大，人身安全得不到保障，作業效率低下，特別是雨、霧天時，長大列車作業十分困難。

第二階段：專用信道無線平面調車階段。20世紀80年代初引進日本NEC電臺，在豐臺、南翔調車場，首次使用以“語音為主，通話與音響并行”的中國第一代無線調車系統。80年代中期，國家開發研制了出“單頻控制直流點燈的色燈顯示和通話并用，以及雙音頻控制交流點燈”的第二代無線調車系統。90年代初又研制出“色燈信號、通話、音響、記憶”的第三代新型無線調車系統。1991年出現了“運用單片微處理機技術實現數字編碼燈顯和語音合成”的第四代無線平面調車系統。專用信道無線平面調車系統雖然已基本甩掉手燈、手旗，信號傳遞迅速、準確，但是該系統存在信道忙閑不均，利用率不高的嚴重弊端。

第三階段：多信道共用無線平面調車階段。

2000年以來鐵路編組站、區段站全面應用多信道平面無線調車系統進行調車作業。多信道平面無線調車系統使語音與調車作業指令可以準確、快速的傳遞，即傳輸語音信號，也能傳輸調車作業指令。由于采用了單片微處理器及專用語音合成芯片來構成系統，使無線平面調車系統具有非常大的靈活型和高的可靠性，在確保調車作業安全上起到了重要作用。但是平面無線調車系統在調車作業過程中的存在手持臺接收距離近、語音雜音大，手持臺無法發射指令信號和語音信號，部分區域手持臺語音斷續等問題，致使調車機車越過阻擋信號機所造成的擠岔事故、超速行駛造成的沖突事故和脫軌事故時有發生。

第四階段：無線調車機車信號和監控階段。

無線調監系統將站場信號、區段狀態、進路信息、調車作業單等信息通過無線方式傳輸到調車機上，實現了站場信號、進路信息、調車作業單等的實時顯示。調車司機能看到車站站場的實際情況，對車站股道空閑及進路開放情況一目了然并且能在必要時進行制動控制，避免人為麻痹、疏忽造成的調車事故，保證站內調車作業的安全。另外，機車的自動入網和定位的功能，以及良好的兼容性，在路內調車作業中廣泛應用。

1.4 STP系統在蘭州鐵路局的應用

2012年蘭州鐵路局西固城車站首次安裝并開通了STP-KA型無線調車機車信號和監控系統。該系統的應用顯著提高了調車作業效率，實現了調車機車全方位安全控制機作業中的安全防護。確保了站場調車作業的安全、可控、有序。2012年以來，蘭州局逐步在所有配備固定調車機的車站建設安裝STP系統，截至2015年12月份已將70%的調車機安裝車載STP設備。

2 STP-KA型調監系統的構成和原理

2.1 系統構成

STP-KA型調監系統分為地面和車載兩大部分。

1）車載部分包括車載主機、車載打印機、查詢主機、查詢天線和車載數傳電臺天線及GPS天線；

2）地面部分包括地面主機、數傳電臺、GPS定位模塊、數傳天線及GPS天線、地面應答器、調車終端和電務維護終端設備。外部設備包括LKJ2000運行記錄監控裝置、計算機聯鎖設備、TDCS/CTC、TMIS設備。

2.2 工作原理

地面主機通過串行通信接口與計算機聯鎖設備相連，實時接收（或采集聯鎖設備）站場碼位信息，信息包括：調車及列車信號機狀態、道岔位置表示、站場上各股道、無岔區段、道岔區段、交叉渡線以及盡頭線、盡頭軌的占用、鎖閉、空閑狀態，接收到這些信息后，通過特定的算法和協議約定，地面主機將生成包括進路信息、調車機所在區段序號和長度、下一區段序號和長度、前方信號機顯示等車列定位信息。

車載主機與列車運行監控裝置通過CAN接口通信，可獲取機車工況、速度等信息，也可將控車指令傳遞給列車運行監控裝置，實現對調車機監控；車載主機與車載打印機連接，打印調車作業單。在調車作業過程中，車載主機根據地面主機提供的車列跟蹤結果，實時計算出車列距前方信號機距離、距目標點距離以及實時車長等控車信息。依據這些信息，根據特定的控車算法，生成控車指令。

調車終端與地面主機通過TCP/IP網絡進行通信，接收站場碼位及車載信息。通過調車終端，調車值班員可以查看信號機狀態、站場各股道、無岔區段、道岔區段、交叉渡線以及盡頭線、盡頭軌的占用、鎖閉、空閑狀態；可以監視調車機的運行速度、方向、所在區段等信息；也可了解當前作業單信息及作業單完成狀況。

電務維護終端與地面主機通過TCP/IP網絡進行通信，實時監控并記錄站場碼位、地面主機、調車終端、車載設備狀態。實時監控并記錄監控機車狀態、司機操作、地面值班員操作。維護人員可以實時查系統當前狀態、也可歷史回放系統狀態、人員操作等。

3 STP-KA型調監系統安全防護功能

STP-KA調監系統通過無線數傳電臺實現地面設備與車載設備的通信。系統對站場內多臺機車的調車作業實現無線監控和安全防護。

抓好體制機制建設，健全完善食品安全監管體系。第一師阿拉爾市食品藥品監管局嚴格按照機構改革開展監管工作。在人員、編制未增加的情況下接管食品生產、流通環節監管工作，確保安全監管“無死角”。同時健全團場、連隊、街道社區食品安全協管機構，建立起橫向到邊、縱向到底的食品安全監管網絡，并將食品安全納入轄區各團（場、處）績效考核。

3.1 基本的安全防護功能

1)防止調車作業時車列冒進阻擋信號機。

2)防止調車作業時車列冒進突然關閉的信號機。

3)防止調車作業時車列越過站場規定的停車點(一度停車位、分區點、站界等)。

4)控制車列在盡頭線、到發線安全距離前方停車。

5)防止調車作業時超過允許的最高限速。

3.2 有條件的安全防護功能

2)越站調車和跟蹤調車安全防護。

3)存車線連掛作業的安全防護。

4)兩臺監控機車進同一區段作業的安全防護。

以上安全防護功能只適合于集中區，STP-KA型調監系統將電氣集中聯鎖車站地面信號條件及距離信息實時傳送到監控裝置，并有監控裝置實施計算和控制，從而達到監控調車作業安全的目的。

4 STP-KA型調監系統存在的主要問題

4.1 系統開發中存在的問題

1)適用范圍的局限性

STP-KA型調監系統的安全防護功能只適合于集中區，將電氣集中聯鎖車站地面信號條件及距離信息實時傳送到監控裝置，監控裝置實施計算和控制，從而達到監控調車作業安全的目的。在非集中聯鎖區域，由于道岔是人工操縱而且不具備采集條件，無法實施準確的速度距離控制，因此，目前該系統是結合平面調車燈顯裝置實施人機結合的簡單防護。

2)STP系統信息的準確性受其他通信干擾的影響。我國鐵路無線電通信是基于第二代移動通信技術的窄帶GSM-R系統，目前鐵路常用的頻點主要集中在450-470MHZ頻段上，STP系統在車-地間是通過1個無線頻點實現通信的，因此，在一個中等車站具有專調作業的站場上，無線設備繁多，頻點較接近且資源匱乏，雖然STP系統無線通信設備采用抗干擾能力較強的數字化通道，但由于無線信道是在一個開放的空間工作，而在鐵路站場內，有很多的其他無線電臺場強覆蓋，以及某些不明頻點干擾源的疊加，很容易造成STP系統車-地通信故障。

3)系統對于溜放車輛不具備防護功能。進入已知車列位置股道連續作業時，STP-KA系統可以自動識別出車列距離并且對調車機車進行控制，但如果停留的車列可能變動距離，例如在調車場，溜放車組與停留車連掛后，停留車組位置會發生移動，導致車列實際距離可能與STP-KA系統計算距離不一致，則需要調車作業人員現場確認并且發出正確指令。

4.2 系統使用中存在的問題

1)較一般平面調車模式不易掌握。STP-KA系統包含很多新技術、新設備，調車作業人員以及各個使用單位的職工對設備使用性能了解不徹底，日常修、管、用不當，有時導致設備發生故障。同時，由于作業人員缺乏通信方面知識，而各個站場又沒有專業維修人員，有些小故障也要送至廠家定點維修點維修，花費大量的時間和人力。

2)STP-KA系統只適用于微機聯鎖的站場。由于蘭州鐵路局管內北線個別車站的6502系統尚未進行微機聯鎖改造，而STP-KA系統只能在TDCS系統內采集信息，對于使用6502系統的站場存在信息采集不上、采集不全的問題，對系統安全防護功能的準確性產生影響。

5 改進措施和建議

5.1 不斷改進系統

1)將安全防護功能向非集中區拓展。目前，系統無法在非集中區和軌道電路覆蓋不全的區域進行安全防護作業，在STP設備安裝聯調聯試階段，卡斯柯公司可以針對此問題與機務、車務、電務人員進行探討研究，積極探索解決措施，可以通過修改系統軟件、更新設備來滿足不同區域的防護要求。

2)濾除無線通道中的干擾信息。為了保持無線通信數據的穩定、準確，必須濾除無線通道中的干擾信息，采用CRC校驗算法，并采用閉環應答通信方式，保證車-地通信信息的完整、可靠。在STP系統受到干擾出現通信中斷時，系統發出報警信息，并退出STP調監監控模式，提醒作業人員進行人工操作。

3)實現與既有駝峰控制的無縫銜接。目前，STP系統與駝峰控制系統存在結合部，部分設備無法做到無縫銜接，未來應加大STP系統與駝峰控制系統融合問題的研究。

5.2 加大使用中各類問題的應對措施

1)組織培訓學習。各使用單位組織干部職工對系統軟件及相關設備進行培訓學習。掌握軟件使用方法、常見故障處理等，熟悉設備屬性，增強檢修處理能力，修訂管理制度及完善設備功能，明確設備故障應急措施，避免由于STP設備故障導致調車機車停車后無法解鎖，從而影響站場內的接發列車作業。

2)STP功能的實現應根據站場實際特點調整。在STP系統建設過程中，電務部門應根據不同站場的聯鎖設備特點和作業限制，組織軟件開發商對設備和系統存在的問題認真研究，并且制定相應的改進辦法，加快軟件修改和更新速度，相關站段應做好配合協作。

［1］ STP-KA型無線調車機車信號和監控系統維護手冊V1.9，［D］.卡斯柯有限公司，2014.09.

［2］ 無線調車機車信號和監控系統常見問題分析及處理［J］.鐵道通信信號，2013.02.

U284

據。介紹了STP-KA型無線調車機車信號和監控系統的組成及工作原理，系統對機車的安全防護方式以及目前存在的問題及有什么措施可以減少它的弊端，使無線調車機車信號和監控系統在確保調車作業安全方面的作用得到進一步發揮。