集通公司800MHz列尾和列车安全预警系统技术方案

张文成

内蒙古集通公司管内使用的是450 MHz机车无线列调通信系统，共有上线运行机车电台215台(其中7台客运机车已于2012年安装CIR系统设备，完成客车列尾及安全防护报警改造)。机车450MHz无线列调设备与地面设备及便携台实现了车机联控功能、列车尾部风压查询、报警和排风功能，基本保证了运输生产安全。但随着列车运行对数加密和线路施工维护任务增多，已远不能满足当前运输生产和安全的需要，该系统存在以下几个问题。

1.同频干扰严重。由于列车无线列调业务与列尾业务使用同一频段，互相干扰严重，特别在枢纽区域、列车作业繁忙地段、复线和传播条件不好区段干扰更为严重，致使列车列尾信息不能及时查询、列尾装置首尾不能建立一一对应关系，严重干扰了列车运行秩序。

2.预警信息传送不畅。在实际运行中，机车虽能与车站、道口、施工现场进行联控和信息通信，但道口、施工现场、线路作业人员不知列车运行速度和接近距离，车与车、车与地、车与人预警信息传送不畅，构造成列车运行安全隐患。

3.无线调度命令信息与列尾信息互相干扰。450 MHz无线调度命令与列尾信息因使用相同频点，FFSK数据传输过程中发生通信碰撞，互相干扰，造成无线调度命令、列尾信息传输成功率低。

1 800MHz列尾和列车安全预警系统特点

800 MHz列尾和列车安全预警系统是保证列车运行、上道作业人员及施工现场安全的一种专业防护设备，可使得铁路施工作业人员、铁路道口防护人员预先得知列车接近时的报警信息。在非正常情况下本务列车可启动发送二次防护报警信息，邻线或后续追踪列车接收后可提示司机及时进行相关作业处理，从而保障路内外生命财产安全，大大降低事故率。铁路道口、施工现场安装双向预警设备，在道口、施工现场存在线路障碍时，道口或施工现场作业人员可启动地面预警设备发送道口报警、施工现场报警信息，提示接近列车及时制动，防止事故发生。同时该系统具有列尾功能，可实现列车尾部风压查询、报警和辅助排风等功能，为列车运行安全提供有力保障。

800 MHz列尾和列车安全防护预警系统将列尾业务从原450 MHz无线列调通信系统中分离出来，避免了对现有无线列调系统的干扰，很好地解决了列尾和无线列调在450 MHz频段的相互干扰问题，消除了450 MHz列尾信息对450 MHz无线调度命令的通信干扰，从而保证了行车安全。

2 800MHz列尾和列车安全预警系统方案

2.1 系统构成

800MHz列尾和列车安全预警系统设备主要包括车载设备和地面设备二大部分。系统构成示意图见图1。

图1 800 MHz列尾和列车安全预警系统构成示意图

其中，车载设备包括车载通信设备 (机车综合无线通信系统 CIR/列车防护报警设备 LBJ/800 MHz车载电台)、操作终端 (MMI/控制盒)、TAX适配器和列尾主机。

地面设备:包括道口安全预警设备、便携式列车接近预警器、袖珍式列车接近预警器，分别用于道口、铁道沿线施工现场和工务、电务、供电、巡道人员。

2.2 系统工作原理

800 MHz列尾和列车安全预警系统的车载设备存在3种可能的配置方式。

1.LBJ机车台与机车综合无线通信系统CIR配套使用，在CIR的MMI操作显示终端进行操作。

2.LBJ机车台配备控制盒进行操作。

3.货车800 MHz车载综合电台配备控制盒，通过控制盒进行操作。

现以第一种配置方式为例，对其工作原理进行描述。

2.2.1 列车接近预警

CIR每200 ms从TAX箱获取一帧数据，包括车次、速度、位置及时间等列车运行信息，并转发给LBJ单元;LBJ在列车运行速度大于5 km/h时，采用间歇循环发送方式，在列车接近预警工作频点上，每运行200 m发送一次列车接近信息。

袖珍式列车接近预警器收到列车接近预警信息，发出单音或声音加振动提示，并在LCD显示屏上以汉字方式显示列车车次、速度、位置 (公里标);铁路沿线人员佩戴袖珍式列车接近预警器，收到信息后可及时避让，保护人身安全。

2.2.2 列车二次事故防护预警

按下MMI操作显示终端的“报警”键启动LBJ，电台以3 s间歇循环方式发送列车二次事故防护预警信息，包括列车车次、速度、位置等。

邻线及追踪列车的LBJ电台将接收的列车二次事故防护预警信息解调后，送给MMI操作显示终端，MMI发出语音提示“xxxxx次车xxxx.x公里事故”的通告，司机可及时采取制动降速，避免二次事故的发生。

2.2.3 列车接近通知与道口障碍预警

1.列车接近预警通知。道口安全预警设备接收列车接近预警信息 (列车车次、速度、位置)，经计算在显示屏上显示列车车次、距离和到达道口时间，并发出不同音调的提示音。按下自复“确认键”记录列车接近预警信息的确认时间、列车车次、实时公里标。停止鸣响提示音，列车距道口零公里时切断扬声器。

2.道口障碍预警。按下道口安全预警设备的预警按键，道口障碍指示灯闪亮，同时发出提示音。道口预警设备以4 s间歇循环方式发送道口障碍预警信息;人工解锁后，停止发送道口障碍预警信息，故障指示灯熄灭，提示音终止。道口安全预警设备应记录道口位置及发送道口障碍预警信息的启始及终止时间。LBJ接收到道口障碍预警信息后，通知MMI发出道口报警声光提示，提醒司机及时采取措施。

2.2.4 列车接近通知与线路障碍预警

1.接近预警通知。便携式列车接近预警器根据所处位置通过功能键设置公里标的报警时间。当接收到列车接近预警信息 (列车车次、速度、位置)后，经计算在LCD显示屏上显示到达便携式预警器所在位置的车次、距离和时间，并发出上下行语音报警提示音和相应的灯光显示。施工现场作业人员收到列车接近预警信息后，可及时撤离，防止生命财产的损失。

2.线路障碍预警。按下便携式列车预警器“报警”键，预警器发出语音提示音。便携式列车预警器以5～10 s间歇，循环方式发送现场障碍预警信息;人工解锁后，停止发送现场障碍预警信息，提示音终止。LBJ将接收的施工现场线路障碍预警信息送给MMI操作显示终端，MMI发出线路障碍预警声光提示，提醒司机及时采取措施。

2.2.5 列车尾部风压信息传送

1.查询、排风及应答。按下MMI“查询”、“排风”按键，启动LBJ向列尾主机发送查询、排风命令。列尾主机收到命令后，向LBJ回送风压、排风应答，LBJ接收后通知MMI进行语音回放。

2.自动报风压。当列车尾部风压发生异常时，列尾主机自动将风压值间歇﹙间隔不小于10 s﹚循环多次发送给LBJ，LBJ接收后通知MMI进行声光提示。

2.3 安全性、可靠性、适用性要求

2.3.1 安全性要求

列车防护报警设备、道口安全预警设备、便携式列车接近预警器，具有监控记录信息的存储、分析和打印功能。

当设备出现通信故障，无法获得LKJ运行监控装置数据信息时，列车防护报警设备自动发送不明车次接近预警信息，发送数据为固定的车次号88888、速度888、公里标88888，可保证列车接近预警的正常功能。

2.3.2 可靠性要求

1.检测功能。列车防护报警设备、道口安全预警设备、便携式列车接近预警器具有技术性能自检及故障提示功能，并能判断接收信息的准确性。

2.抗电磁干扰性能满足现场环境。在设备通信接口设计磁珠、TVS管，电源口设置EMI滤波器、脉冲群抑制器，天线接口安装避雷器，提高电磁兼容性能。

3.印制板加工。印制版加工后进行防潮、防霉、防盐三防处理，以适应恶略气候条件。

4.弱场强及盲区解决方案。列车接近预警信息场强覆盖范围不小于3 km，在弱场强及盲区增加固定中继器，以满足列车接近预警要求。

2.3.3 适用性要求

列车防护报警设备、道口安全预警设备、便携式列车接近预警器、袖珍式列车接近预警器、列尾主机的抗震性能满足现场环境的要求。

道口安全预警设备、便携式列车接近预警器安装方式、电池容量及防盗、防雨措施满足施工要求。

3 系统的作用和建设意义

列尾和列车安全预警系统采用800MHz专用频点开展业务，形成多业务的安全综合无线预警系统，实现列车接近预警、列车防护预警、道口安全报警、施工现场报警、列尾风压传输等功能，在车与车、车与地、车与人及地与车之间形成了一个综合性的信息系统。

该系统的建设可以在一定程度上解决现场施工作业的安全防护问题，提高铁路安全防护的技术水平，为铁路运输安全生产提供必要的技术保证。

［1］ YD/T791-1995.无线电寻呼接收机技术要求及检验测量方法［S］.1995.

［2］ 中华人民共和国铁道部.TB/T 2969-1999平交道口自动控制或报警的技术要求［S］.1999.

［3］ 中华人民共和国铁道部.TB/T2973-2000列车尾部安全防护装置通用技术条件［S］.2000.

［4］ 中华人民共和国铁道部.运基通信［2009］690号.列车防护报警和客车列尾系统技术条件(V1.0)》［S］.2009.