数字无线电平调系统功能开发及应用

刘勇

【摘 要】在信息技术深入发展的今天，数字信息化已成趋势，铁路部门的地面网络化信息系统日渐成熟，但是作为铁路物流管理中的一个重要环节，平面调车却由于其模拟电台的不稳定性和抗干扰能力弱，制约了物流生产的信息化和自动化的发展和完整性。本文针对这一现状，提出了利用最新数字电台开放平台，对原有无线平面调车系统设备进行了全面的数字改造，研发出新一代全数字无线平面调车系统。

【关键词】全数字；调车信令；平调系统

0 前言

长期以来，我国铁路系统及路外企业自属铁路的车站（站场）的平面调车作业大都使用具有收发调车信令功能的专用无线集群对讲电台作为车站调度员、现场调车组和机车司机三者之间实现调车指挥和语言沟通的重要装备。

调车信令是由调车组成员通过特殊的手持对讲电台向机车上的专用车载电台发送的一种即时、短促的操作命令，车载电台收到调车信令后以语音和色灯的形式告知机车司机。调车信令内容和编码均由铁道部颁标准规范。多年来的运输生产实践已经证明采用调车信令指挥调车是一种行之有效和安全可靠的作业手段。

由于传统平面调车系统的模拟电台的不稳定性和抗干扰能力弱，制约了物流生产的信息化和自动化的发展和完整性。为了改变这种现状，我们选用了以数字无线平面调车系统，不但具备调车设备的所有功能，而且具有信息管理和数据记录的能力。所记录的数据包括作业录音、机车速度、各种信令、时间等等，对于人员和设备的管理十分有益，尤其对于事故的分析和认定有着重要的意义。

1 设计目标

1.1 区长台功能需求

（1）区长台可同时与16个以上调别的调车组建立双向联系，分别由16个按键对应16个频点，可一键直选信道。

（2）区长台可监听任一调车组的通话和信令，并可与其通话，同时显示调别号。

（3）区长台有背景扫描功能，在通话状态下仍能接收其他15路信道调车长的呼叫并有来电提醒功能。

（4）区长台应具有一体化、滚动式录音功能，可方便进行录音转存，录音时间至少500小时。

（5）区长台发射功率不低于25W。

（6）区长台音量可外部调整。

（7）区长台可外接12V蓄电池，提供不间断供电。

（8）区长台采用交流电源供电，标称电压为交流220V/50Hz，最低工作电压176V，最高工作电压264V。

1.2 机车控制器功能需求

1）可接收调车组成员的调车信令，给出清晰的语音播报，并驱动灯显，同时给出语音反馈。机控器反馈测机音可选择开启关闭，当连续3个测机信号没有收到后，机控器会报“故障停车”语音，发出“故障停车”指令。

2）有对码功能，设备开机时，调车长发“停车”指令进行对码，机控器会自动识别当前调车长身份码并绑定，之后只接收此调车长所发的信令，如发现身份码不一致将不解码，以确保作业安全。

3）有测速功能，可实时显示机车当前速度并记录，调车人员发送指令时可把机车当前速度记录在黑匣子内。

4）有超速提示功能，速度限制值可由设备管理者自行输入修改，机车超过设定速度立即通过语音提示 “注意，已超速”，同时超速数据自动记录在黑匣子内。

5）可通过面板按钮对音量、时间、屏幕亮度等进行调整，可对信道及组号进行快速更换，面板按钮可设置锁定状态或者密码，以防止误按。

6）配备7寸液晶显示屏，具有汉显指令功能，用于实时显示主呼ID、调号、信道号、时间、对码ID、机车速度、电量等。

7）可顯示汉字命名信道名。

8）有无线检测并显示手持机剩余电量功能，可接机车110V电源供电，并有低电量或断路语音报警提示，且易于更换内部相关附件。

9）具有夜间工作模式，信号灯亮度和液晶屏亮度及音量可调，满足司机夜间工作的需求。

10）可方便进行机车调号及信道的查询设置、时钟查询设置，调号调整后，信道号可随调号自动调整，信道调整功能应设置权限或加密进入，以防止误调。

11）机控器应具有一体化滚动式录音功能，可方便进行录音转存，录音时间不少于500小时。

12）机控器发射功率不低于5W。

13）具有指令强插功能 ：机控器在通话期间，调车长或连接员随时都可以发调车指令进行强插，机控器可以有效接收及解码。

14）调车信令从手持台发出到机控器响应的传送延时应小于300ms。

15）安全控制方面应具备以下功能：

（1）行进指令安全防护功能。

（2）调车指令相互串扰安全防护。

（3）绿灯采用交流点灯。

（4）制动员间联锁制动功能（谁制动谁解锁）。

（5）紧急制动指令强插功能。

（16）机控器电台天线转接头型号为SL16。

1.3 手持台功能需求

（1）可发送各类调车信令，当发出行进信令后应不间断发出测机信号，一旦出现故障，机车控制器立刻检测出故障并在规定时间内发出“故障停车”指令。

（2）可实现与司机、区长台及调车组成员之间的通话。

（3）在不拆机情况下，通过简单设置进行调车员与连接员身份切换。

（4）可实现调别号、工种和人员编码的方便查询、调整。

（5）手持机具有防水、防尘、防摔功能，防护等级为IP57。

（6）手持台电池为2600mAh及以上容量的锂电充电电池，电池应具有辅助照明灯和电量显示功能，有低电量或断路语音报警提示。

（7）调车长手持机和区长台不在同一信道时，也可呼叫区长台。

（8）通话时信令可实现强插，语音强插功能可根据要求灵活设置。endprint

（9）调车指令设置符合指令表（A改B）。

2 系统设计组成

全数字平调系统由区长台、机控器和手持机组成，如下图1：

2.1 区长台

区长台安装在区间站调度室内：调度由区长控制器、话筒、天线和馈线组成，具有通话和识别调车长发出呼叫信号等功能。并且可以对调车组成员的通话进行录音。

2.2 机控器

机车设备安装在调车机车上：由机控器主机（含电源）、司机话盒、显示灯、扬声器、天线等组成。具有通话、信令识别及显示功能，对调车人员发出的调车指令进行识别、点灯显示，语音提示、发出回示音并录音、记录信令、时间等信息参数。

2.3 手持台

便携设备给调车人员使用：由专业无线电台加装调车信令控制装置组成。具有向机车发出各种调车指令、呼叫机车和区长台的功能。

3 系统应用

自数字无线平调系统投入使用后，切实的解决了我公司原有模拟平调系统存在的诸如：在机车交会作业中出现串音、平调系统频繁掉信号、通讯距离短等安全隐患。

数字平调较模拟平调突出的几个优点：频率资源利用率高，为模拟的两倍；话音噪音小，随着通话距离的增加话音恶化不明显，优于模拟机；有效解决了平面调车中信令强插的问题；抗干扰能力比模拟机器强，可以有效解决串频串音问题。

当然数字平调也有自身的缺点：在用于平面调车中，信令比模拟有一定延时，使用时需了解和习惯；成本较高，价格大约是模拟平调设备的1.5至2倍。

这里重点对无线电平面调车系统模改数中确定的调车指令表A改B进行效果评价。

目前工矿企业铁运部门平调用户由于历史和习惯原因，很多都一直在使用老的指令标准，主要以A指令标准为代表，考虑到操作人员的习惯问题，十几、二十年都没有对指令标准进行改变，早期指令经过多年使用，逐步发现原有指令标准的一些不足，例如：

在A指令系统中，具有单键指令功能按键被设计为组合按键指令中的第一键，存在按键时间难以掌握的问题，比如按黄键一次发一车，按黄绿发牵出，检测到黄键后需要等待一定时间，在规定时间内没有按下绿键就发一车，如果有就发牵出，这种方法对使用者的操作要求较高。在设计上这个时间也很难把握，时间长了会觉得单个指令延时长，而间隔时间短了，会经常无法发出一车。而在B指令中没有把具有单键指令功能按键设计为组合按键指令中的第一键，除了红键直发停车。其他都是组合。

另外三键指令操作在B指令中已经停止使用，比如按黄键三次发五车，最长情况延时可能达到2秒多。操作过程按键次数容易记混。在B指令中有十、五、三、一车，按1.2S发十车，接下来每0.5S按顺序五三一车减速，操作也简单。当然还有直发五车，三车的指令。

部分企业还在继续使用红键开头的组合键，这种方式很不可取，停车是安全等级最高的指令，使用红键开头的组合指令会影响停车指令发射时间，造成了停车指令发出稍慢，影响调车作业安全。而在B指令中不存在这样的问题。

总之，随着使用过程的不断总结和摸索，逐步发现最早设计、规划的A指令体系存在很多不足和缺陷，于是在A指令的基础上兼顾设计和使用需要，考虑操作和安全性，对其进行了优化、精简，形成了简捷、科学、实用、安全的B指令体系。B指令体系主要取消了三键指令、取消了红键作为组合指令、优化了指令设计和组合、最大程度减少设计和使用的不便，这些年已经成为主流指令标准，在国铁和大部分工礦企业广泛使用，平调主要生产厂家也都是以生产B指令标准的平调设备为主，特别是在数字平调产品上，由于数字技术的原因，存在一定的延时，如果还是继续使用落后的A指令标准，则使用效果和安全性得不到根本保证。

4 结束语

在信息技术深入发展的今天，数字信息化已成趋势，铁路部门的地面网络化信息系统日渐成熟，但是作为铁路物流管理中的一个重要环节，平面调车却由于其模拟电台的不稳定性和抗干扰能力弱，制约了物流生产的信息化和自动化的发展和完整性。

为了改变这种现状，我们联合厂家开发的数字无线平面调车系统，不但具备调车设备的所有功能，而且具有信息管理和数据记录的能力。所记录的数据包括作业录音、机车速度、各种信令、时间等等，对于人员和设备的管理十分有益，尤其对于事故的分析和认定有着重要的意义。

同时辅以科学、简捷、安全、完善的B指令体系，使得数字平调产品在调车作业、运输安全中发挥更好更大作用。endprint