雙模貨列尾裝置應用分析及改進建議

滿忠福 國鐵集團上海安全監督管理特派員辦事處

1 貨列尾裝置制式演變

貨列尾裝置是用于貨物列車取消守車后，在尾部無人值守的情況下為提高鐵路運輸的安全性而設置的安全防護設備。它用來解決貨物列車尾部風壓監測及緊急輔助排風制動的問題。貨列尾裝置的運用有效防止因列車折角閥門意外關閉情況導致的“放飏”事故的發生。隨著鐵路幾次大提速的發展，貨列尾裝置也經歷了多次的產品性能、制式的升級換代。貨列尾裝置從開始運用至今主要存在以下幾種制式：

（1）450 MHz 貨列尾裝置，采用模擬信道的通信制式，工作頻點與無線列調電臺頻點共用。司機控制設備在既有無線列調電臺上加裝列尾控制盒用于司機操作提示。

（2）450 MHz 貨列尾裝置，采用模擬信道的通信制式，工作頻點與無線列調電臺頻點共用。取消列尾控制盒，使用機車無線綜合通信設備（CIR）作為列尾司機控制設備。

（3）為解決450 MHz 列尾裝置受無線列調干擾的問題，推出了800 MHz 貨列尾裝置和450 MHz 獨立頻點列尾裝置，采用模擬信道的通信制式，工作頻點與無線列調電臺頻點獨立。司機控制設備單獨增加列尾機車臺（含控制盒）。

（4）根據工信部和原鐵道部要求，貨列尾裝置無線傳輸制式從模擬制式逐步升級為數字制式。同時，為解決山區隧道區段貨車列尾通信距離的問題，推出了400 MHz 數字/400 MHz+GSM-R 雙模貨列尾裝置，司機控制設備使用雙模列尾機車臺。

貨列尾裝置運用至今制式和功能上不斷完善改進，2015年底國鐵集團發布“雙模貨物列車尾部安全防護系統”技術條件，列尾裝置采用400 MHz 數字/400 MHz+GSM-R 雙模工作制式作為貨物列車尾部防護手段。

2 雙模貨列尾裝置與其他制式貨列尾裝置應用優缺點對比

不同制式貨列尾裝置的優缺點對比見表1。

表1 不同制式貨列尾裝置的優缺點對比情況

3 雙模貨列尾裝置發展展望

（1）運用維護改進。雙模列尾裝置雖然較模擬制式列尾裝置設備的穩定性和通信成功率方面有很大的提升。但是對貨列尾設備的主要維護方式仍是運用前在列尾主機檢測臺上 檢測，合格后進手工登賬。列車到達、出發時進行列尾主機摘掛作業，對列尾裝置運用狀態沒有實時監測和統計分析。在運用中出現列尾故障，只能等列車到達后才能下載設備記錄數據分析故障原因，不能快速分析故障原因。而且，對于干擾或弱場等一些特殊故障可能無法準確查找到故障的真正原因。

針對以上問題，雙模列尾設備可以增加一套貨列尾裝置在線運用監測系統。列尾設備在途運用過程中將自身各單元的狀態、400 MHz 信道狀態、GSM-R 信道狀態、400 MHz 通道接收場強、GSM-R通道接收場強、位置信息、操作過程等參數通過網絡通道實時發送到貨列尾裝置在線運用監測系統平臺，通過平臺的統計分析管理，可以實現以下功能：

①實時掌握列尾設備工作情況，展現全部列尾設備尾部風壓狀態、首尾通信狀態，監測列尾頭尾業務通信狀況。若列尾設備出現故障，能夠第一時間在系統平臺上告警提示，通過平臺上監測數據分析故障原因。

②通過對400 MHz 通道接收場強、GSM-R 通道接收場強和位置信息平臺統計分析線路上GSM-R 網絡信號、400 MHz信號通信覆蓋情況，每列車運行過程中實施顯示線路信號強度曲線，準確掌握線路信號狀況，及時發現線路弱場問題，有利于定位線路通信不良問題。

③系統平臺可統計管理列尾主機檢測數據、各單位運用保有量、故障設備維修進度、故障統計等等內容，實現智能化維護管理。

在雙模列尾設備基礎上引入在線運用監測系統平臺，在非GSM-R區段，列尾設備本地記錄數據，進入GSM-R區段后將本機存儲數據經GSM-R網絡上傳至系統平臺，統一分析管理，以提升整個列尾系統的維護管理水平。

（2）列尾運用方式改進。隨著5G 技術發展日趨成熟，國鐵集團公司已初步確定采用5G-R 技術做為中國鐵路下一代通信制式。按目前規劃至2035年完成主要干線5G-R線路的覆蓋，GSM-R 網絡的無線通信設備也會逐步向5G-R 制式進行過渡。在5G-R 網絡覆蓋后原有的GSM-R 通信設備也會向5G-R 轉換，結合5G-R 通信制式的特點和現有列尾作業方式，后續列尾裝置可以向小型化方向演進。

目前，貨物列車每列發車前后需單獨的摘掛、檢測，耗費了大量的人力、物力。同時，為了保證列尾裝置的運用，還需配置列尾電池、電池充電器、列尾主機檢測臺、列尾確認儀等一系列的附屬維護設備。若能夠將列尾主機進行模塊化設計，固定安裝在列車主風管上。列尾模塊化重點從小型化、低功耗、組網便捷等幾個方面進行開發改進。主要的思路為：

①列尾模塊固定安裝在每輛車主風管，取消繁重的摘掛作業；

②采用5G-R 通信網絡化通道，以車輛車號作為身份識別信息，結合調車編組業務獲取列車的編組信息，編組完成后啟動列尾模塊工作，自動向地面服務中心發送每輛車的風壓信息。取消與機車建立對應關系的輸號過程，減員增效；

③地面服務中心可以通過調車編組信息系統獲取到列車的編組信息和機車的對應關系，按此編組關系，地面服務中心將整列車每輛車的風壓信息通過5G-R 網絡發送至機車車載設備直觀顯示整列車各車輛節點的風壓狀態；

④列尾模塊供電可以采取內置電池和自發電裝置結合的方式在車輛上單獨安裝，以保證列尾模塊穩定可靠供電。可減少列尾電池、充電器等附屬維護設備，能夠降低系統成本及作業人員工作強度。

列尾裝置在5G-R 技術的應用下，采用網絡化通信模式，可以實時監測每輛運行車輛的風壓狀態。列車每輛車輛的風壓信息不僅能夠在機車車載設備上實時顯示，提示司機，還能夠通過地面服務中心統計分析，對異常情況中心平臺可及時提示告警。另外，結合5G-R 列尾模塊固定安裝在每輛車輛上，可以獲取車輛的準確位置，這樣，在列車編組作業時也可以利用列尾模塊實現自動化編組作業，提高作業智能化水平和作業的安全性。

4 結束語

隨著科技的進步和鐵路企業邁進新時代，進一步改進、完善、提升貨列尾的科技含量，更好地服務于安全生產，為鐵路的安全生產做出貢獻。