无线调车机车信号和监控系统地面多电台方案的设计和实现

摘 要 在装有无线调车机车信号和监控系统（STP系统）的铁路车站，若车站较大，或存在隧道、建筑遮挡等信号弱的情况，为了解决车站无线通信覆盖问题，本文提出一种在地面设备增加多电台方案的设计和实现，有效保障STP系统的可靠运行。

关键词 无线调车机车信号和监控系统;无线通信;多電台;中继设备

概述

无线调车机车信号和监控系统（简称STP系统）是一套车站内调车作业的安全防护系统。而在大型、超大型车站，或者有隧道，建筑物遮挡的车站，为了解决无线通信问题，一般需要设立多个地面机柜，或增加中继机柜来解决信号弱的通信问题。这些区域若采用传统的无线通道覆盖方式，投资大，建设周期长等问题，这类方案不仅会带来成本消耗，人力消耗，也不利于系统维护。本文提出一种不需要设置多个机柜，且减少中继设备的方案，通过在既有地面机柜增加电台设备即可解决远距离信号强度不够或有遮挡的无线通信弱的情况，该方案简单易施工，扩展性强，可以用较少成本解决无线通信信号覆盖的问题。

1STP系统地面多电台方案原理

地面多电台有线异频方案指的是STP系统地面机柜可以连接多个电台，可以控制多个电台频点覆盖的区域。以新增两个电台为例，原理图如图1所示。

STP地面机柜地面主机A和地面主机B分别连接两个2个电台。地面主机A通过串口A-s1连接电台M1，通过串口A-s2连接电台M3。地面主机B通过串口B-s1连接电台M2，通过串口B-s2连接电台M4。电台M1和电台M2是同一个频点fA。电台M3和电台M4同一个频点fB。地面主机A和地面主机B的串口A-S2、B-S2通过光纤通道连接中继电台M3和中继电台M4。

地面机柜可以控制fA和fB两个无线频点区域，通过地面天线向覆盖范围辐射fA频点的无线信号，通过光纤通道将信号传输给中继站，再由中继天线向所覆盖范围辐射fB频点的无线信号[1]。

一般情况下，在地面基站与中继站覆盖范围重叠区域设置切频信号机或增加切频应答器。机车通过切频装置在地面控制的两个无线频点区域之间自由切换。

2STP系统多电台方案功能描述

某个车站STP系统地面基站频点fA覆盖区域Z1，机车1位于区域Z1范围内作业，中继站频点fB覆盖区域Z2，机车2位于区域Z2范围内作业。

地面主机软件开关多个串口通道作为无线通信接口，由于空中无线通信数据为半双工，需要地面软件控制好时序以免无线数据撞针[2]。系统功能流程图如图2所示。

地面主机每周期通过串口向无线电台频点fA和fB广播站场码位信息，机车1和机车2均可接收到该站的站场码位信息;

机车1在Z1区域通过频点fA和地面建立无线通信，机车2在Z2区域通过频点fB和地面建立无线通信;

机车根据自身所在区域自动切换自身无线通信频点，来匹配该区域所覆盖的地面频点：若机车1进入Z2区域，则机车1通过频点fB和地面建立无线通信;机车从Z1区域进入Z2区域通过压切频应答器或者根据配置的场联信号机进行fA和fB频点的切换;

机车建立和地面的无线通信连接后，则可以向地面发起入网申请;地面判断满足条件后将机车纳入到监控中，并实时给机车更新进路控制信息，达到车地联控防护效果。

3STP系统多电台方案扩展性

前面章节以地面主机A、B分别接2个电台（主备机），地面机柜接4个电台为例详细描述了系统原理和功能。若现场站场情况复杂，信号弱的区域较多，地面主机可以再增设多个电台设备，控制更多的不同频点区域。可以根据车站的情况来定制。

STP系统在满足实时性的情况下，一般一个无线通信频点可以控制N台机车，若地面主机扩展多个串口的电台，新增一个无线频点，则系统的控制机车的容量成倍扩展。针对大型或超大型车站，且调车作业机车较多，可以采用该方案来扩展系统的控车能力[3]。

4结束语

本文提出了一种无线调车机车信号和监控系统特殊场景下的无线通信解决方案的设计和实现，通过在STP系统地面设备上增设多电台，软硬件结合来完成，造价低，灵活性高。该方案适合有条件铺设光纤通道的车站，适应于铁路沿线有隧道，大型车站远距离信号弱区域，盲区，或有建筑遮挡等环境。目前该方案已经在STP系统实际项目中取得应用，且运行良好，为STP系统的正常运行提供有效保障。

参考文献

[1] 中国铁路总公司.无线调车机车信号和监控系统暂行技术规范：铁总运[2014]182号[S].北京：中国标准出版社，2014.

[2] 国家铁路局.无线调车机车信号和监控系统暂行技术条件：TB/T 3505-2018[S].北京：中国标准出版社，2018.

[3] 王朋.无线调车机车信号和监控系统实际应用中无线通信解决方案研究[J].铁路通信信号工程技术，2020（2）：71-73.

作者简介

陈海燕（1987-），女，安徽东至县人;学历：研究生，职称：工程师，现就职单位：卡斯柯信号有限公司北京分公司，研究方向：铁道信号。