數字無線電平調系統功能開發及應用

劉勇

【摘 要】在信息技術深入發展的今天，數字信息化已成趨勢，鐵路部門的地面網絡化信息系統日漸成熟，但是作為鐵路物流管理中的一個重要環節，平面調車卻由于其模擬電臺的不穩定性和抗干擾能力弱，制約了物流生產的信息化和自動化的發展和完整性。本文針對這一現狀，提出了利用最新數字電臺開放平臺，對原有無線平面調車系統設備進行了全面的數字改造，研發出新一代全數字無線平面調車系統。

【關鍵詞】全數字；調車信令；平調系統

0 前言

長期以來，我國鐵路系統及路外企業自屬鐵路的車站（站場）的平面調車作業大都使用具有收發調車信令功能的專用無線集群對講電臺作為車站調度員、現場調車組和機車司機三者之間實現調車指揮和語言溝通的重要裝備。

調車信令是由調車組成員通過特殊的手持對講電臺向機車上的專用車載電臺發送的一種即時、短促的操作命令，車載電臺收到調車信令后以語音和色燈的形式告知機車司機。調車信令內容和編碼均由鐵道部頒標準規范。多年來的運輸生產實踐已經證明采用調車信令指揮調車是一種行之有效和安全可靠的作業手段。

由于傳統平面調車系統的模擬電臺的不穩定性和抗干擾能力弱，制約了物流生產的信息化和自動化的發展和完整性。為了改變這種現狀，我們選用了以數字無線平面調車系統，不但具備調車設備的所有功能，而且具有信息管理和數據記錄的能力。所記錄的數據包括作業錄音、機車速度、各種信令、時間等等，對于人員和設備的管理十分有益，尤其對于事故的分析和認定有著重要的意義。

1 設計目標

1.1 區長臺功能需求

（1）區長臺可同時與16個以上調別的調車組建立雙向聯系，分別由16個按鍵對應16個頻點，可一鍵直選信道。

（2）區長臺可監聽任一調車組的通話和信令，并可與其通話，同時顯示調別號。

（3）區長臺有背景掃描功能，在通話狀態下仍能接收其他15路信道調車長的呼叫并有來電提醒功能。

（4）區長臺應具有一體化、滾動式錄音功能，可方便進行錄音轉存，錄音時間至少500小時。

（5）區長臺發射功率不低于25W。

（6）區長臺音量可外部調整。

（7）區長臺可外接12V蓄電池，提供不間斷供電。

（8）區長臺采用交流電源供電，標稱電壓為交流220V/50Hz，最低工作電壓176V，最高工作電壓264V。

1.2 機車控制器功能需求

1）可接收調車組成員的調車信令，給出清晰的語音播報，并驅動燈顯，同時給出語音反饋。機控器反饋測機音可選擇開啟關閉，當連續3個測機信號沒有收到后，機控器會報“故障停車”語音，發出“故障停車”指令。

2）有對碼功能，設備開機時，調車長發“停車”指令進行對碼，機控器會自動識別當前調車長身份碼并綁定，之后只接收此調車長所發的信令，如發現身份碼不一致將不解碼，以確保作業安全。

3）有測速功能，可實時顯示機車當前速度并記錄，調車人員發送指令時可把機車當前速度記錄在黑匣子內。

4）有超速提示功能，速度限制值可由設備管理者自行輸入修改，機車超過設定速度立即通過語音提示 “注意，已超速”，同時超速數據自動記錄在黑匣子內。

5）可通過面板按鈕對音量、時間、屏幕亮度等進行調整，可對信道及組號進行快速更換，面板按鈕可設置鎖定狀態或者密碼，以防止誤按。

6）配備7寸液晶顯示屏，具有漢顯指令功能，用于實時顯示主呼ID、調號、信道號、時間、對碼ID、機車速度、電量等。

7）可顯示漢字命名信道名。

8）有無線檢測并顯示手持機剩余電量功能，可接機車110V電源供電，并有低電量或斷路語音報警提示，且易于更換內部相關附件。

9）具有夜間工作模式，信號燈亮度和液晶屏亮度及音量可調，滿足司機夜間工作的需求。

10）可方便進行機車調號及信道的查詢設置、時鐘查詢設置，調號調整后，信道號可隨調號自動調整，信道調整功能應設置權限或加密進入，以防止誤調。

11）機控器應具有一體化滾動式錄音功能，可方便進行錄音轉存，錄音時間不少于500小時。

12）機控器發射功率不低于5W。

13）具有指令強插功能 ：機控器在通話期間，調車長或連接員隨時都可以發調車指令進行強插，機控器可以有效接收及解碼。

14）調車信令從手持臺發出到機控器響應的傳送延時應小于300ms。

15）安全控制方面應具備以下功能：

（1）行進指令安全防護功能。

（2）調車指令相互串擾安全防護。

（3）綠燈采用交流點燈。

（4）制動員間聯鎖制動功能（誰制動誰解鎖）。

（5）緊急制動指令強插功能。

（16）機控器電臺天線轉接頭型號為SL16。

1.3 手持臺功能需求

（1）可發送各類調車信令，當發出行進信令后應不間斷發出測機信號，一旦出現故障，機車控制器立刻檢測出故障并在規定時間內發出“故障停車”指令。

（2）可實現與司機、區長臺及調車組成員之間的通話。

（3）在不拆機情況下，通過簡單設置進行調車員與連接員身份切換。

（4）可實現調別號、工種和人員編碼的方便查詢、調整。

（5）手持機具有防水、防塵、防摔功能，防護等級為IP57。

（6）手持臺電池為2600mAh及以上容量的鋰電充電電池，電池應具有輔助照明燈和電量顯示功能，有低電量或斷路語音報警提示。

（7）調車長手持機和區長臺不在同一信道時，也可呼叫區長臺。

（8）通話時信令可實現強插，語音強插功能可根據要求靈活設置。endprint

（9）調車指令設置符合指令表（A改B）。

2 系統設計組成

全數字平調系統由區長臺、機控器和手持機組成，如下圖1：

2.1 區長臺

區長臺安裝在區間站調度室內：調度由區長控制器、話筒、天線和饋線組成，具有通話和識別調車長發出呼叫信號等功能。并且可以對調車組成員的通話進行錄音。

2.2 機控器

機車設備安裝在調車機車上：由機控器主機（含電源）、司機話盒、顯示燈、揚聲器、天線等組成。具有通話、信令識別及顯示功能，對調車人員發出的調車指令進行識別、點燈顯示，語音提示、發出回示音并錄音、記錄信令、時間等信息參數。

2.3 手持臺

便攜設備給調車人員使用：由專業無線電臺加裝調車信令控制裝置組成。具有向機車發出各種調車指令、呼叫機車和區長臺的功能。

3 系統應用

自數字無線平調系統投入使用后，切實的解決了我公司原有模擬平調系統存在的諸如：在機車交會作業中出現串音、平調系統頻繁掉信號、通訊距離短等安全隱患。

數字平調較模擬平調突出的幾個優點：頻率資源利用率高，為模擬的兩倍；話音噪音小，隨著通話距離的增加話音惡化不明顯，優于模擬機；有效解決了平面調車中信令強插的問題；抗干擾能力比模擬機器強，可以有效解決串頻串音問題。

當然數字平調也有自身的缺點：在用于平面調車中，信令比模擬有一定延時，使用時需了解和習慣；成本較高，價格大約是模擬平調設備的1.5至2倍。

這里重點對無線電平面調車系統模改數中確定的調車指令表A改B進行效果評價。

目前工礦企業鐵運部門平調用戶由于歷史和習慣原因，很多都一直在使用老的指令標準，主要以A指令標準為代表，考慮到操作人員的習慣問題，十幾、二十年都沒有對指令標準進行改變，早期指令經過多年使用，逐步發現原有指令標準的一些不足，例如：

在A指令系統中，具有單鍵指令功能按鍵被設計為組合按鍵指令中的第一鍵，存在按鍵時間難以掌握的問題，比如按黃鍵一次發一車，按黃綠發牽出，檢測到黃鍵后需要等待一定時間，在規定時間內沒有按下綠鍵就發一車，如果有就發牽出，這種方法對使用者的操作要求較高。在設計上這個時間也很難把握，時間長了會覺得單個指令延時長，而間隔時間短了，會經常無法發出一車。而在B指令中沒有把具有單鍵指令功能按鍵設計為組合按鍵指令中的第一鍵，除了紅鍵直發停車。其他都是組合。

另外三鍵指令操作在B指令中已經停止使用，比如按黃鍵三次發五車，最長情況延時可能達到2秒多。操作過程按鍵次數容易記混。在B指令中有十、五、三、一車，按1.2S發十車，接下來每0.5S按順序五三一車減速，操作也簡單。當然還有直發五車，三車的指令。

部分企業還在繼續使用紅鍵開頭的組合鍵，這種方式很不可取，停車是安全等級最高的指令，使用紅鍵開頭的組合指令會影響停車指令發射時間，造成了停車指令發出稍慢，影響調車作業安全。而在B指令中不存在這樣的問題。

總之，隨著使用過程的不斷總結和摸索，逐步發現最早設計、規劃的A指令體系存在很多不足和缺陷，于是在A指令的基礎上兼顧設計和使用需要，考慮操作和安全性，對其進行了優化、精簡，形成了簡捷、科學、實用、安全的B指令體系。B指令體系主要取消了三鍵指令、取消了紅鍵作為組合指令、優化了指令設計和組合、最大程度減少設計和使用的不便，這些年已經成為主流指令標準，在國鐵和大部分工礦企業廣泛使用，平調主要生產廠家也都是以生產B指令標準的平調設備為主，特別是在數字平調產品上，由于數字技術的原因，存在一定的延時，如果還是繼續使用落后的A指令標準，則使用效果和安全性得不到根本保證。

4 結束語

在信息技術深入發展的今天，數字信息化已成趨勢，鐵路部門的地面網絡化信息系統日漸成熟，但是作為鐵路物流管理中的一個重要環節，平面調車卻由于其模擬電臺的不穩定性和抗干擾能力弱，制約了物流生產的信息化和自動化的發展和完整性。

為了改變這種現狀，我們聯合廠家開發的數字無線平面調車系統，不但具備調車設備的所有功能，而且具有信息管理和數據記錄的能力。所記錄的數據包括作業錄音、機車速度、各種信令、時間等等，對于人員和設備的管理十分有益，尤其對于事故的分析和認定有著重要的意義。

同時輔以科學、簡捷、安全、完善的B指令體系，使得數字平調產品在調車作業、運輸安全中發揮更好更大作用。endprint