鐵路中間站無(wú)線通信系統(tǒng)

程紀(jì)平 傅 勇

鐵路中間站無(wú)線通信系統(tǒng)是整個(gè)鐵路調(diào)度指揮系統(tǒng)中最基層的網(wǎng)絡(luò),是調(diào)度員、值班員及機(jī)車(chē)司乘人員間信息溝通的最主要途徑。隨著我國(guó)鐵路行車(chē)指揮系統(tǒng)信息化建設(shè)的不斷推進(jìn),信號(hào) CTC/TDCS網(wǎng)絡(luò)與無(wú)線通信系統(tǒng)的結(jié)合日趨緊密,對(duì)鐵路中間站無(wú)線通信系統(tǒng)也提出了更高的要求,這就要求通信專(zhuān)業(yè)人員要對(duì)鐵路中間站無(wú)線通信系統(tǒng)有一個(gè)全面的了解。

圖 1 中間站無(wú)線通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖

帶有 CTC/TDCS接口的典型鐵路中間站無(wú)線通信系統(tǒng),包括電源設(shè)備、無(wú)線電臺(tái)/電臺(tái)控制盒、TDCS數(shù)據(jù)接收解碼器系統(tǒng)、調(diào)度命令轉(zhuǎn)接器、固態(tài)語(yǔ)音記錄儀等設(shè)備,以及天線、饋線、防雷、有線音頻通道等設(shè)施,網(wǎng)絡(luò)如圖 1所示,以下分別介紹。

1 電源設(shè)備

電源設(shè)備為上述設(shè)備提供工作電壓,必須要穩(wěn)定、可靠、不間斷。目前無(wú)線電臺(tái)的電源有交流220V、直流 -48 V、直流 -13.8 V三種規(guī)格。早期使用交流 220 V和直流 -13.8 V規(guī)格的比較多,隨著高頻開(kāi)關(guān)電源技術(shù)的成熟,近期采用單一直流 -48 V電源柜集中供電的比較多。

采用直流 -48 V集中供電,在與其他設(shè)備統(tǒng)一用電、減少設(shè)備故障率、方便維護(hù)的同時(shí),也對(duì)電源設(shè)備的可靠性提出了更高的要求。在日常施工維護(hù)時(shí),要從以下幾個(gè)方面來(lái)保證電源設(shè)備的可靠性。

1.定期檢查交直流電纜有沒(méi)有破皮、絕緣老化、連接部位銹蝕松動(dòng)等現(xiàn)象,若有就要及時(shí)處理。

2.必須采用 A/B/C三級(jí)防雷,及時(shí)更換損壞的防雷元件,雷雨天氣應(yīng)安排人員值守。

3.至少輸入 2路穩(wěn)定的交流電源,容量應(yīng)滿足設(shè)備要求,自動(dòng)切換功能必須正常。

4.主動(dòng)與供電部門(mén)聯(lián)系,獲取停電信息,做好應(yīng)急用電。

5.至少配備 1組蓄電池,容量應(yīng)滿足設(shè)備要求,并定期對(duì)蓄電池進(jìn)行充放電實(shí)驗(yàn),防止蓄電池老化。

6.至少配備 2塊整流模塊,容量應(yīng)滿足設(shè)備要求,采用 1+1冗余方式運(yùn)行,并定期對(duì)模塊進(jìn)行檢測(cè)。

7.電源柜嚴(yán)禁超負(fù)荷運(yùn)行。

8.及時(shí)清理電源柜散熱片、散熱風(fēng)扇、進(jìn)出風(fēng)口的灰塵,保證設(shè)備散熱良好。

9.應(yīng)設(shè)置環(huán)境動(dòng)力監(jiān)測(cè)設(shè)備,方便對(duì)電源柜進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。

2 無(wú)線電臺(tái)/電臺(tái)控制盒

無(wú)線電臺(tái)/電臺(tái)控制盒是中間站無(wú)線通信系統(tǒng)的核心。一般無(wú)線電臺(tái)設(shè)置在通信機(jī)房,負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)換接收發(fā)射各種有線、無(wú)線信號(hào),采用 -48 V電源供電;電臺(tái)控制盒設(shè)置在運(yùn)轉(zhuǎn)室,供調(diào)度員、值班員及機(jī)車(chē)司乘人員間相互呼叫通話,它們之間通過(guò)專(zhuān)用電纜連接。另外,無(wú)線電臺(tái)還通過(guò)專(zhuān)門(mén)的音頻四線通道與路局的無(wú)線調(diào)度總機(jī)相連。

2.1 B、C制式電臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)

按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),不同廠家的電臺(tái)均采用符合鐵道部 TB/T3052-2002《列車(chē)無(wú)線調(diào)度通信系統(tǒng)制式及主要技術(shù)條件》所規(guī)定的450 MHz頻段 B、C制式通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn),為機(jī)車(chē)和地面之間提供語(yǔ)音和數(shù)據(jù)的傳輸通道。B制式電臺(tái)是由 C制式改進(jìn)而成,是目前鐵路無(wú)線系統(tǒng)的主流標(biāo)準(zhǔn),相對(duì)于 C制式電臺(tái),主要改進(jìn)了以下幾點(diǎn)。

1.調(diào)度員可對(duì)該調(diào)度區(qū)段的所有機(jī)車(chē)進(jìn)行呼叫、通話,并發(fā)布通告。

2.調(diào)度員采用選站后群呼方式呼叫司機(jī)并通話。車(chē)站臺(tái)占用時(shí),向調(diào)度臺(tái)示忙。在緊急情況下,調(diào)度員可優(yōu)先與司機(jī)通話。

3.機(jī)車(chē)司機(jī)可采用信令方式通過(guò)車(chē)站臺(tái)直接呼叫調(diào)度員。

4.調(diào)度員與司機(jī)間通話時(shí)具有越區(qū)切換功能。

2.2 主要功能

1.無(wú)線通信功能。實(shí)現(xiàn)地面人員與機(jī)車(chē)電臺(tái)、相鄰車(chē)站電臺(tái)間無(wú)線通信的功能。

2.有線通信功能。實(shí)現(xiàn)地面臺(tái)與路局調(diào)度總機(jī)有線通信的功能。

3.有線、無(wú)線轉(zhuǎn)接功能。機(jī)車(chē)臺(tái)可以通過(guò)本設(shè)備實(shí)現(xiàn)與調(diào)度總機(jī)通信的功能。

4.語(yǔ)音輸出功能。能對(duì)所有本機(jī)通話的語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行處理輸出,以方便外接錄音儀等記錄設(shè)備。

5.調(diào)度命令轉(zhuǎn)接功能。通過(guò)調(diào)度命令接口向調(diào)度命令轉(zhuǎn)接器傳送調(diào)度命令信息。

6.饋電功能。通過(guò)與數(shù)據(jù)線合一的接口,給調(diào)度命令轉(zhuǎn)接器提供 13.8 V的工作電源。

7.多種其他功能。場(chǎng)強(qiáng)測(cè)試、遙調(diào)、遙測(cè)、檢測(cè)中繼器、調(diào)度命令轉(zhuǎn)接器供電等功能。

為了維護(hù)方便,無(wú)線電臺(tái)應(yīng)安裝在通信機(jī)房,同時(shí)為了防止對(duì)其他設(shè)備造成電磁輻射干擾,無(wú)線電臺(tái)應(yīng)安裝在單獨(dú)的金屬機(jī)柜中,外殼可靠接地。由于電臺(tái)控制盒設(shè)置在運(yùn)轉(zhuǎn)室,所以極易損壞,一般是手柄摔壞、控制盒進(jìn)水、開(kāi)關(guān)失效、線斷等故障。建議在通信機(jī)房?jī)?nèi)放一臺(tái)備用控制盒,以方便及時(shí)更換。

3 TDCS數(shù)據(jù)接收解碼器系統(tǒng)

TDCS數(shù)據(jù)接收解碼器系統(tǒng)是無(wú)線車(chē)次號(hào)校核系統(tǒng)中的車(chē)站設(shè)備,一般設(shè)置在通信機(jī)房,采用-48V電源供電。該設(shè)備在 457.550 MHz頻率上接收機(jī)車(chē)臺(tái)發(fā)送的信息數(shù)據(jù),并解調(diào)出相應(yīng)的信息數(shù)據(jù),經(jīng) RS-422接口將信息數(shù)據(jù)傳送到位于信號(hào)微機(jī)房的 TDCS車(chē)站分系統(tǒng),然后通過(guò) 2 Mb/s鏈路與路局 TDCS中心相連,完成整個(gè)無(wú)線車(chē)次號(hào)的校核工作。同時(shí),還通過(guò)調(diào)度命令接口向調(diào)度命令轉(zhuǎn)接器傳送調(diào)度命令信息。系統(tǒng)由數(shù)據(jù)接收解碼器主機(jī)、連接電纜、天線、饋線、電源接口等部分組成。主要功能如下。

1.接收無(wú)線車(chē)次號(hào)信息數(shù)據(jù)并對(duì)數(shù)據(jù)糾錯(cuò)、檢錯(cuò)、解碼。

2.根據(jù)公里標(biāo)判斷是否本站轄區(qū)列車(chē)數(shù)據(jù),并以 LED方式直觀顯示公里標(biāo)上、下界及接收的車(chē)次號(hào)信息,如果是本站轄區(qū)列車(chē)則顯示車(chē)次號(hào),如果不是則顯示 CC。

3.如果經(jīng)列車(chē)位置公里標(biāo)比較判為本站轄區(qū)列車(chē)傳來(lái)的信息,則把接收的信息通過(guò) RS-422接口送到本站 TDCS車(chē)站分系統(tǒng)。

4.比較后確認(rèn)不是本站轄區(qū)列車(chē)傳來(lái)的信息則清除該信息。

5.為了提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?車(chē)站數(shù)據(jù)接收解碼器對(duì)每幀數(shù)據(jù)均向 TDCS車(chē)站分系統(tǒng)傳送3次。

6.設(shè)有標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)度命令接口,用來(lái)與車(chē)站調(diào)度命令轉(zhuǎn)接器連接,用于傳輸調(diào)度命令回執(zhí)信息。

4 調(diào)度命令轉(zhuǎn)接器

調(diào)度命令轉(zhuǎn)接器是調(diào)度命令無(wú)線傳送系統(tǒng)的組成部分,一般設(shè)置在通信機(jī)房,直接與車(chē)站電臺(tái)、TDCS數(shù)據(jù)接收解碼器、TDCS車(chē)站分系統(tǒng)相連,工作電壓由電臺(tái)通過(guò)數(shù)據(jù)線提供,用于轉(zhuǎn)發(fā)調(diào)度員、車(chē)站值班員向機(jī)車(chē)司機(jī)發(fā)送的調(diào)度命令 (含調(diào)度命令、行車(chē)憑證等),為調(diào)度指揮行車(chē)提供更為直接的手段。

當(dāng)轉(zhuǎn)接器收到 TDCS設(shè)備的調(diào)度命令數(shù)據(jù),經(jīng)確認(rèn)及回執(zhí)后,控制車(chē)站電臺(tái)向機(jī)車(chē)電臺(tái)發(fā)起呼叫。無(wú)線信道建立后,轉(zhuǎn)接器將調(diào)度命令信息通過(guò)車(chē)站臺(tái)發(fā)出,調(diào)度命令信息發(fā)送完成后,轉(zhuǎn)接器和車(chē)站臺(tái)回到守候狀態(tài)。當(dāng)機(jī)車(chē)裝置收到調(diào)度命令后,將向車(chē)站設(shè)備自動(dòng)發(fā)送確認(rèn)信息。此時(shí),TDCS數(shù)據(jù)接收解碼器將接收到的確認(rèn)信息發(fā)送到轉(zhuǎn)接器,經(jīng)轉(zhuǎn)接器處理后,送至 TDCS分機(jī)。當(dāng)受令司機(jī)簽收調(diào)度命令后,機(jī)車(chē)裝置將向車(chē)站設(shè)備發(fā)送人工簽收信息。簽收信息的傳送過(guò)程與確認(rèn)信息相同。經(jīng)過(guò)上述過(guò)程,就完成了調(diào)度命令的無(wú)線傳送。主要功能如下。

1.將 TDCS設(shè)備發(fā)送的調(diào)度命令,通過(guò)無(wú)線列調(diào)車(chē)站電臺(tái)發(fā)送。

2.將 TDCS數(shù)據(jù)接收解碼器收到的確認(rèn)、簽收、調(diào)車(chē)請(qǐng)求等信息轉(zhuǎn)發(fā)給 TDCS設(shè)備。

3.記錄轉(zhuǎn)發(fā)的調(diào)度命令及自動(dòng)應(yīng)答、簽收、調(diào)車(chē)請(qǐng)求等信息。

4.模擬測(cè)試功能。在守候狀態(tài)下,按住轉(zhuǎn)接器上的 “測(cè)試”鍵 2 s,模擬發(fā)送車(chē)次號(hào)為“K123”,機(jī)車(chē)號(hào)為 “XXXXXXXX”的調(diào)度命令測(cè)試報(bào)文。此功能與機(jī)車(chē)裝置或調(diào)度命令模擬器配合使用,可檢驗(yàn)車(chē)站設(shè)備和機(jī)車(chē)裝置是否工作正常。

5.調(diào)度命令信息的轉(zhuǎn)儲(chǔ)?？墒褂谜{(diào)度命令轉(zhuǎn)儲(chǔ)器讀出轉(zhuǎn)接器內(nèi)保存的調(diào)度命令及自動(dòng)應(yīng)答、簽收、調(diào)車(chē)請(qǐng)求等信息,以免維修時(shí)數(shù)據(jù)丟失。

以上 TDCS數(shù)據(jù)接收解碼器和調(diào)度命令轉(zhuǎn)接器既與通信設(shè)備相接,又與信號(hào)設(shè)備相連,所以在施工時(shí)一定要采用阻燃屏蔽電纜連接,而且屏蔽層要接地,防止干擾,嚴(yán)禁用網(wǎng)線替代。出現(xiàn)故障時(shí)要及時(shí)通知信號(hào)維護(hù)人員到場(chǎng),共同處理。一般是用寫(xiě)好數(shù)據(jù)的設(shè)備直接替換,若故障不消失,則問(wèn)題在連接電纜或信號(hào) CTC/TDCS分機(jī)上。

5 固態(tài)語(yǔ)音記錄儀

固態(tài)語(yǔ)音記錄儀采用非傳統(tǒng)磁帶式的大規(guī)模數(shù)字集成電路,完成對(duì)語(yǔ)音的取樣、壓縮、編碼和存儲(chǔ),主要對(duì)通過(guò)車(chē)站電臺(tái)的所有本地通話的語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行錄音,以方便隨時(shí)隨地的查詢、檢查,人工核對(duì)整個(gè)現(xiàn)場(chǎng)通話狀況。安裝在通信機(jī)房,采用-48 V供電。它屬于行車(chē)安全的輔助設(shè)備,一般采用多通道錄音儀,與有線調(diào)度設(shè)備合用。與電臺(tái)的連接方式有聲控和電控 2種方式,施工時(shí)一般采用聲控方式,即當(dāng)電臺(tái)錄音接口的輸出語(yǔ)音信號(hào)大于或等于 -40 dB時(shí),固態(tài)語(yǔ)音記錄儀開(kāi)始工作。所有錄音可以按時(shí)間段任意查詢,可本地查詢,也可遠(yuǎn)端電話查詢。

為了保證錄音清晰,防止噪音干擾,錄音電纜一定要用屏蔽電纜,而且屏蔽層要接地。固態(tài)語(yǔ)音記錄儀的常見(jiàn)故障是不能錄音、噪音大、不能查詢等,在排除工作電壓、音源設(shè)備、錄音電纜的問(wèn)題后,只有更換記錄儀。

6 天線、饋線、防雷設(shè)施

天線、饋線、防雷設(shè)施包括室外輻射天線、引入室內(nèi)的饋線以及防雷元件等。電臺(tái)天線和 TDCS數(shù)據(jù)接收解碼器天線獨(dú)立設(shè)置,如果都安裝在室外鐵塔上,一般將電臺(tái)天線設(shè)置在第 1層平臺(tái),TDCS數(shù)據(jù)接收解碼器天線設(shè)置在第 2層平臺(tái)。天線、饋線、防雷設(shè)施質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到室內(nèi)設(shè)備的安全運(yùn)行,安裝時(shí)一定要按照設(shè)計(jì)文件及廠家的技術(shù)要求來(lái)做,并可靠接地。

以上是典型的帶有 CTC/TDCS接口的鐵路中間站無(wú)線通信系統(tǒng)的全部設(shè)備。由于它們均采用了大規(guī)模集成電路技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù),設(shè)備的穩(wěn)定性都比較好,正常使用中維護(hù)量不大。維護(hù)的重點(diǎn)是要做好與室外天饋線相連部位的防雷工作,各個(gè)防雷器件必須定期更換,連接部位定期檢查有無(wú)松動(dòng)、脫落及銹蝕現(xiàn)象,各設(shè)備接地是否良好等等。

(責(zé)任編輯:諸 紅)