數字平面無線調車系統的應用及運行

曾 友

（江西銅業集團有限公司 貴溪冶煉廠，江西 貴溪 335424）

1 引言

平面調車系統具有雙向通訊功能，在一定通訊距離條件下，只要相應設備在同一相對固定的頻點時，無需任何網絡支持就可實現一對一或一對多的即時通話，其配套的手持機便于攜帶、操作簡單、維護方便，配合功率較大車載臺、區長臺或中繼臺進行使用時其通訊距離可達數十公里，對于像鐵路運輸生產這種需要多工種、多專業、多人員、多作業環節共同協作的特殊行業來說非常實用。一般從通信工作方式上，平調系統可分為單工通信工作的單工機和雙工通信工作的雙工機；從技術設計方式上，平調系統可分為模擬機和數字機，當前大部分企業還是以采用單工模擬機為主。

2 平面調車系統在貴冶的運用現狀

無線調車系統就是為了提高運輸生產效率，減輕勞動強度，保證行車安全，采用無線電通訊手段來完成各種調車信息傳遞，以實現指揮調車作業的無線通信目的。［1］為便于企業內部鐵路運輸調度作業，貴溪冶煉廠（以下簡稱貴冶）專用鐵路也在其5 臺運用內燃機車上分別配備了采用模擬通信技術實現語音對講和信令傳遞的鐵路平面調車無線指揮系統，多年來為貴冶企業內部鐵路運輸通信和溝通提供了極大便利。

隨著貴冶生產規模的不斷擴大，鐵路運輸生產任務也在逐步提升，在有效的運輸基礎設施條件下，機車車輛的交叉作業、調車作業計劃的變更等變得日益頻繁。由于鐵路調車作業所涉及的人員多、作業面廣，采取傳統的紙質作業單據布置作業計劃時，調乘組出去作業后，調度人員需經常根據作業實際臨時對計劃進行調整，調整后的紙質計劃很難在第一時間傳遞到各作業人員手中，只能通過平調系統占用頻道資源進行口頭對講傳達，不僅對平面調車系統依賴性高，還會長時間占用頻道資源影響調車作業信令傳遞，誘發平面調車系統在調車作業過程中頻繁出現故障停車，降低鐵路運輸生產效率。

近年來，貴冶周邊工業園區新增了多家需使用對講機進行通訊的企業或臨時駐點的施工隊伍，沒有單獨申請專用頻點，對無線電頻率的使用很隨意，使貴冶專用鐵路周邊的無線電通訊環境發生了極大變化。原貴冶平面調車系統各設備所使用的頻點是經無線電管理部門批準的固定頻點，且這些頻點為頻段間隔25kHz 的連續頻點。由于無線通信信道空間有限［1］，在日常運輸作業過程中，遇通訊距離較遠、雷雨天氣或附近有其它異常電磁干擾時，各固定頻點之間會出現串臺或干擾的現象，有時還會造雷擊損壞。在附近其它無線電設備使用單位現場調試或施工單位臨時使用對講機時，如對方設備恰好與當前貴冶在用的固定頻點相同或相近時便會出現較大干擾。給鐵路運輸生產帶來了極大安全隱患。

在貴冶現有生產規模下，鐵路行車作業對平面調車系統的穩定可靠性要求只會越來越高。要提高鐵路運輸生產效益，平面調車系統當前實際運用過程中所暴露出來的問題急需解決。從貴冶平面無線調車系統當前面臨的實際來看，現今鐵路通信對于無線通信系統的需求已經從原先最基本的信號穩定、沿途覆蓋等功能從而向著能夠滿足鐵路通信系統不斷發展的通信需求變化進行轉變［2］。

3 數字平面無線調車系統在貴冶的應用

調車作業是鐵路運輸過程中的重要工序，是車站最基本的復雜動態工作，時間性強，牽涉因素多，影響范圍廣。而調車作業效率低、行車事故比較重大，又是鐵路運輸中突出的薄弱環節［3］。平面調車系統作為調車作業過程中最重要輔助工具，如果其安全可靠性得不到保障，將給運輸生產帶來極大安全隱患，為確保鐵路調車作業安全，針對采用模擬通信技術鐵路平面調車無線指揮系統在貴冶運用過程中所面臨的實際問題，貴冶結合自身實際和當前鐵路無線通信技術發展現狀，對現有平調系統進行了全面升級改造。主要改造內容如下：

（1）繼續向無線電管理局申請保留既有模擬平面調車系統占用頻道，采用最小必要帶寬只需12.5kHz 且各信道通信具有加密功能的數字平面調車系統，使各相鄰頻道之間的帶寬間隔為最小必要帶寬的兩倍，避免相鄰頻道之間連續采用最小必要帶寬的頻道互相干擾，影響數據傳輸效率。

圖1 數字平面無線調車系統天線支架及安裝示意圖

（2）采用具備數傳功能的數字平面調車系統，手持機全部采用具有漢顯功能的手持機，新建可實現語音對講和中遠距離數據傳輸的電臺，制作專用天線支架安裝電臺室外天線（見圖1），增加天線高度，提高信號有效傳輸距離，同時通過設置與天線本體分離的避雷針進一步提升防雷性能。

（3）采用計算機控制技術、數字信號傳輸指令、數字存儲技術，通過基站設備將調車作業計劃發送到對應機車上安裝的機控器上供司機瀏覽，同時機控器將作業計劃轉發至手持機上供調車人員查看（詳見圖2）。利用數字無線電臺作為傳輸中介，通過色燈顯示、漢字顯示、語音提示以及實地通話相結合的方式來傳遞各種調車指令，實現調單無紙化，為調車作業提供方便。具體流程如下：值班員在PC 計劃機中計劃編制完成后，利用通訊服務軟件通過網絡接口發送到區長臺，區長臺通過無線電臺轉發到機控器，機控器再將接到的計劃轉發到手持機；除正常編排計劃可實現無線傳輸外，在作業中值班員或調度人員需臨時修改或變更計劃時，只要將已變更好的計劃通過計劃軟件直接發送到機控器和手持機，現場作業的司機、調車員就可通過機控器、手持機收到最新變更或下達的作業計劃，給運輸生產組織帶來極大便利。

圖2 調車作業計劃無線傳輸示意圖

4 數字平面無線調車系統的主要構成及功能

根據數字平面調車系統的運用實際，因其主要使用人員包括值班員、司機、調車員、制動員，從系統各組成部分的用戶使用需求和不同特點來看，整個系統由三大部分組成：固定設備、機車設備、移動設備［1］。三大部分的組成如下：

固定設備：以信號樓區長臺為核心，解決值班員與調車組、司機之間的聯絡問題。

機車設備：以機控器為核心，完成通話以及調車作業指令的識別、顯示。

移動設備：包括調車員手持臺、制動員手持臺。調車作業中，調車區長、調車組人員和調車司機可以通過此設備進行通話聯絡，并發送和接收調車信令［4］。調車作業人員還可通過手持臺的漢顯界面查看調車作業通知單。

4.1 固定設備——區長臺的主要功能

貴冶信號樓區長臺內部由電源單元、控制單元、數字信道機單元、天線四部分組成。主要的功能有：

（1）供調車作業時信號樓值班員長使用，與調車組語音通信；

（2）具有監聽模式和掃描模式，能接收呼站信令，并伴有提示音“嘀嘀”“嘀嘀”及文字提示；

（3）具有內置錄音功能，并能遠程上傳統一管理；

（4）可外接蓄電池供電，具有交、直流自動切換功能和蓄電池過放保護功能；（5）可接入網絡進行網管統一管理；

（6）可接入網絡，配合遠程控制終端機進行遠程通信，從而實現調度集中功能；

（7）可實現調車作業單的無線傳輸；

（8）具有外置錄音接口，通過U 盤中配置文件自動進行轉儲和升級；

（9）具有開機自動向計劃機校準時間功能。

4.2 機車設備—機控器的主要功能

機控器有主機、送話器、電源110V、天線、液晶顯示五部分組成，主要功能如下：

（1）接收調車指令，點亮信號指示燈，同時發出語音提示，并將回示指令發送給調車組人員；

（2）能與調車員、制動員、信號樓值班員進行語音通話；

（3）能夠接收并實時顯示調車作業單；

（4）具有開機自檢功能以及向信號樓區長臺校準時間功能；

（5）可自動記錄調車作業情況，包括語音和數據，通過U 盤中配置文件自動進行轉儲。

4.3 移動設備—手持機的主要功能

手持機由主機、天線、液晶顯示屏、電池組成，數字平調是一種專門為數字平面調車系統設計的新型手持機；其中，面板紅黃綠三鍵為調車按鍵［5］。數據傳輸方式專門針對平調應用設計，傳輸可靠、實時性好，實現了計劃單和通話同傳。主要功能如下：

（1）能支持標準A 表和自定義信令表，通過組合鍵設置切換；

（2）可通過紅綠黃三鍵組合的形式發調車指令；

（3）具有通話功能，通話時可以強插指令；

（4）具有液晶顯示屏，可接收、顯示調車作業通知單；

（5）具有防水、防塵、防雷，三防功能；

（6）當調車員打推進調車指令后，制動員具有領車功能；

（7）開機后自動向機控器或者長按功能鍵申請調車作業單功能和校準時間的功能。

5 數字平面無線調車系統的性能、特點

（1）保密性強，信道間隔小，信道容量為模擬系統的兩倍；

（2）調車指令和話音相互獨立，彼此之間互不干擾；

（3）具有信令強插功能；

（4）遠距離通信時話音清晰、噪聲小；

（5）配置靈活，可為用戶定制個性需求［5］。

6 效果評價

貴冶鐵路數字平面無線調車系統的應用，可有效避免原模擬系統使用過程中易產生的如電磁波、高溫和粉塵等因素的影響會造成電臺主要參數發生偏移，影響調車作業過程中的語音及信令，導致電臺出現故障［6］的問題；解決了頻道串頻、語音失真等現象，系統更加穩定可靠；語音對講過程中可強插信令功能，為進一步確保調車作業安全提供了可靠保障；實現了調車計劃單無線傳輸上車和無線傳輸到調車人員手中，所有變更計劃或最新調整計劃都可實現同步無線傳輸，保證了調乘人員作業計劃接收的統一性、一致性。在提高鐵路運輸生產作業效率、確保運輸安全的同時，讓手工編輯計劃單和人工傳送調單在貴冶已經成為歷史。