礦區(qū)鐵路數(shù)字同頻同播平面調(diào)車系統(tǒng)技術(shù)研究與應(yīng)用

孫繼康，王俊巖，張 濤，樓向東

（兗州煤業(yè)股份有限公司鐵路運(yùn)輸處，山東 鄒城273500）

0 引言

礦區(qū)鐵路站場調(diào)車指揮普遍采用單個車站獨(dú)立成網(wǎng)、同頻單工、數(shù)話并傳的無線數(shù)字平面調(diào)車系統(tǒng)，包括區(qū)長臺及區(qū)長服務(wù)器、機(jī)控器、調(diào)車手持臺和連結(jié)手持臺等調(diào)車終端。區(qū)長臺及區(qū)長服務(wù)器位于車站信號樓行車室內(nèi)，負(fù)責(zé)向調(diào)車手持臺、連結(jié)手持臺、機(jī)控器無線數(shù)字傳送調(diào)車作業(yè)單，呼叫、監(jiān)聽及管理車站調(diào)車場內(nèi)的作業(yè)情況。調(diào)車手持臺依據(jù)接收的調(diào)車作業(yè)單，與連結(jié)手持臺發(fā)起語音聯(lián)絡(luò)、勾銷調(diào)車作業(yè)，并根據(jù)連結(jié)手持臺指令向機(jī)控器發(fā)送調(diào)車信令。機(jī)控器接收調(diào)車指令后發(fā)出聲光提示，司機(jī)根據(jù)提示指揮機(jī)車站場調(diào)車作業(yè)。

由于當(dāng)前的單個車站獨(dú)立成網(wǎng)，車站與車站之間是不能進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通訊的，因此，每個車站的網(wǎng)絡(luò)無法覆蓋到其它的車站，即每個車站的區(qū)長臺分立工作。由于每個車站的區(qū)長臺分立工作，從而導(dǎo)致每個車站的調(diào)車終端的網(wǎng)絡(luò)頻點(diǎn)均不同，調(diào)連人員進(jìn)入不同車站調(diào)車作業(yè)時，需更換不同移動調(diào)車終端或選換不同移動調(diào)車終端頻點(diǎn)，給實(shí)際使用帶來不便，影響作業(yè)效率，不能滿足多站調(diào)車作業(yè)集中管理、隨乘跨站調(diào)車、減員增效的要求。因此，本文針對如何解決現(xiàn)有系統(tǒng)場強(qiáng)多站覆蓋、調(diào)車作業(yè)集中管理、移動調(diào)車終端共用，調(diào)車終端在更大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無線傳送調(diào)車作業(yè)單、發(fā)送調(diào)車信令及發(fā)起語音對講的技術(shù)問題，研究一種礦區(qū)鐵路數(shù)字同頻同播平面調(diào)車系統(tǒng)技術(shù)，并在礦區(qū)鐵路應(yīng)用，效果顯著。

1 數(shù)字同頻同播平面調(diào)車系統(tǒng)原理及組成

1.1 系統(tǒng)原理

數(shù)字同頻同播平面調(diào)車系統(tǒng)是提供一種基于DMR/PDT協(xié)議下、可在多個車站范圍內(nèi)采用同頻同播技術(shù)實(shí)現(xiàn)調(diào)車作業(yè)單傳送、發(fā)送調(diào)車信令及發(fā)起語音對講功能，且傳輸安全、結(jié)構(gòu)簡潔、設(shè)備造價低的數(shù)字平面調(diào)車系統(tǒng)。分別在中心車站、遠(yuǎn)端車站設(shè)置2套同頻同播基站，利用站間的光纜資源實(shí)現(xiàn)有線鏈路連接，基站之間話音信號傳輸及調(diào)車作業(yè)計(jì)劃下發(fā)使用有線鏈路及無線轉(zhuǎn)發(fā)方式完成，各基站自主采集GPS時鐘信號實(shí)現(xiàn)基站時鐘同步。全網(wǎng)本地使用中心車站的1對載頻（收發(fā)異頻）作為調(diào)車組無線平面調(diào)車設(shè)備信號差轉(zhuǎn)頻率，2個活多個車站調(diào)車區(qū)域作業(yè)使用同一對載頻，實(shí)現(xiàn)從中心車站行車室區(qū)長臺可呼叫到中心車站、遠(yuǎn)端車站區(qū)域任何一個基站下的用戶，所有基站下的用戶都可以呼叫到中心車站行車室。

1.2 系統(tǒng)組成

數(shù)字同頻同播平面調(diào)車系統(tǒng)由中心車站平調(diào)子系統(tǒng)、遠(yuǎn)端車站平調(diào)子系統(tǒng)，以及用于各子系統(tǒng)信號連接的網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備組成。中心車站平調(diào)子系統(tǒng)包括同頻同播基站、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、數(shù)字匯接交換機(jī)和數(shù)字無線平面調(diào)車設(shè)備；遠(yuǎn)端車站平調(diào)子系統(tǒng)包括同頻同播基站；網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備包括光收發(fā)器和ODF架。系統(tǒng)設(shè)備安裝在中心車站和遠(yuǎn)端車站的信號樓行車室內(nèi)和信號樓房頂，兩個子系統(tǒng)利用站間的光纖通道進(jìn)行基站聯(lián)網(wǎng)有線鏈路連接，形成一個較大面積的數(shù)字平面調(diào)車信號全覆蓋。系統(tǒng)設(shè)備組成如圖1所示。

圖1 鐵路數(shù)字同頻同播平面調(diào)車系統(tǒng)

2 數(shù)字同頻同播平面調(diào)車系統(tǒng)技術(shù)研究

2.1 同頻同播基站

同頻同播基站包括同播信道機(jī)、接收濾波器、發(fā)射腔體合路器、GPS時鐘天饋線設(shè)備、基站天饋線設(shè)備。同播信道機(jī)通過接收濾波器、發(fā)射腔體合路器和基站天饋線設(shè)備，與基站下所有調(diào)車終端進(jìn)行基于DMR/PDT協(xié)議下的數(shù)據(jù)傳輸。同播信道機(jī)內(nèi)置GPS時標(biāo)模塊，通過GPS時鐘天饋線設(shè)備自主采集GPS時鐘信號，進(jìn)行基站時鐘同步控制處理，實(shí)現(xiàn)兩個基站的時鐘信號同步。

各子系統(tǒng)基站設(shè)置400MHz全向天饋線設(shè)備兩套，全網(wǎng)使用同一對載頻（收發(fā)異頻）作為所有調(diào)車終端信號差轉(zhuǎn)頻率，場強(qiáng)全面覆蓋各子系統(tǒng)基站下站場。中心車站區(qū)長臺可以呼叫到任何一個子系統(tǒng)基站下站場內(nèi)的移動調(diào)車終端，監(jiān)聽及管理站場的作業(yè)情況；區(qū)長服務(wù)器可以向調(diào)車手持臺、連結(jié)手持臺、機(jī)控器無線傳送數(shù)字調(diào)車作業(yè)單；所有調(diào)車場內(nèi)的移動調(diào)車終端都可以呼叫到中心車站區(qū)長臺、勾銷調(diào)車作業(yè)、相互發(fā)起語音聯(lián)絡(luò)、發(fā)送指令或信令；移動調(diào)車終端可以隨乘機(jī)車多站共用。

2.2 網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)

網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)線直接與中心車站基站同播信道機(jī)進(jìn)行往來數(shù)據(jù)傳輸；同時，利用網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備通過站間干線光纜的一芯光纖，與遠(yuǎn)端車站同頻同播基站同播信道機(jī)進(jìn)行往來數(shù)據(jù)同步傳輸。

2.3 數(shù)字匯接交換機(jī)和數(shù)字無線平面調(diào)車設(shè)備

數(shù)字匯接交換機(jī)負(fù)責(zé)對網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)接收到的信息根據(jù)誤碼率大小進(jìn)行信號源判選，將判選出的最好一路信號經(jīng)均衡處理后，通過網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)給所有平調(diào)子系統(tǒng)同頻同播基站。

數(shù)字無線平面調(diào)車設(shè)備包括基于DMR/PDT協(xié)議下的區(qū)長臺及區(qū)長服務(wù)器、隨乘機(jī)控器、隨乘調(diào)車手持臺和隨乘連結(jié)手持臺等調(diào)車終端。

2.4 網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備

網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備由光收發(fā)器、ODF架組成。光收發(fā)器與基站及網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)之間使用網(wǎng)絡(luò)線連接，與ODF架之間使用尾纖連接。光收發(fā)器負(fù)責(zé)將中心車站網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)及遠(yuǎn)端車站基站同播信道機(jī)往來的電信號轉(zhuǎn)換為光信號，通過站間光纖通道進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，尾纖及光纖連接有效保證了無線數(shù)字平面調(diào)車系統(tǒng)信息傳輸?shù)陌踩浴r效性和穩(wěn)定性。

3 數(shù)字同頻同播平面調(diào)車系統(tǒng)應(yīng)用

中心車站值班員根據(jù)行車組織計(jì)劃，應(yīng)用數(shù)字同頻同播平面調(diào)車系統(tǒng)開展行車組織作業(yè)。首先，通過車站直通電話通告調(diào)連人員，下達(dá)調(diào)車作業(yè)指令，要求調(diào)連人員保持移動調(diào)車終端始終在開啟狀態(tài)；其次，利用區(qū)長服務(wù)器向隨乘調(diào)車手持臺、隨乘連結(jié)手持臺及隨乘機(jī)控器等移動調(diào)車終端無線數(shù)字傳送調(diào)車作業(yè)單；最后，調(diào)連人員依據(jù)調(diào)車作業(yè)計(jì)劃，攜帶隨乘調(diào)車手持臺、隨乘連結(jié)手持臺及隨乘機(jī)控器，隨乘機(jī)車到達(dá)車站開展調(diào)車作業(yè)。

調(diào)車作業(yè)任務(wù)完成后，按中心車站值班員無線傳送的新調(diào)車作業(yè)單，移動調(diào)車終端即可隨乘機(jī)車趕赴另一個車站進(jìn)行調(diào)車作業(yè)。中心車站值班員通過使用信號聯(lián)鎖遠(yuǎn)程集中控制終端排列遠(yuǎn)端車站進(jìn)路、開放信號等，通過區(qū)長臺及區(qū)長服務(wù)器呼叫、監(jiān)聽、管理中心車站和遠(yuǎn)端車站調(diào)車作業(yè)。

4 應(yīng)用效果

1）數(shù)字同頻同播平面調(diào)車系統(tǒng)基于DMR/PDT協(xié)議下，通過有線鏈接、無線轉(zhuǎn)發(fā)的方式，實(shí)現(xiàn)了調(diào)車終端之間在更大范圍內(nèi)無線數(shù)字傳送調(diào)車作業(yè)單、發(fā)送數(shù)字調(diào)車信令及發(fā)起數(shù)字語音對講功能。

2）數(shù)字同頻同播平面調(diào)車系統(tǒng)在礦區(qū)鐵路的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了將部分作業(yè)量較小車站的調(diào)車業(yè)務(wù)，統(tǒng)一納入?yún)^(qū)域內(nèi)作業(yè)量相對較大的車站區(qū)長臺進(jìn)行多站調(diào)車作業(yè)集中管理，以調(diào)連人員隨乘跨站調(diào)車的方式承擔(dān)，減少了人員長期駐守，拓展了數(shù)字平面調(diào)車系統(tǒng)適用范圍，達(dá)到了撤并車站行車人員、精干員工隊(duì)伍、減員增效的目的。

3）系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)線直接與中心車站基站同播信道機(jī)進(jìn)行往來數(shù)據(jù)傳輸；同時，利用網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備通過站間干線光纜的一芯光纖，與遠(yuǎn)端車站同頻同播基站同播信道機(jī)進(jìn)行往來數(shù)據(jù)同步傳輸，減少了信息傳輸故障率，有效保證了數(shù)字語音和數(shù)字調(diào)車單信息傳輸?shù)陌踩浴?shí)時性、穩(wěn)定性。