數(shù)字通信技術(shù)在無(wú)線調(diào)車(chē)燈顯設(shè)備中的應(yīng)用

李學(xué)彥 欒學(xué)軍

*工程師，＊＊助理工程師

《關(guān)于轉(zhuǎn)發(fā)工業(yè)和信息化部有關(guān)150 MHz、400 MHz專(zhuān)用對(duì)講機(jī)頻率規(guī)劃和使用管理有關(guān)事宜的通知》(鐵運(yùn)辦發(fā) ［2010］1號(hào)文件)中規(guī)定，自2011年1月1日起，國(guó)家將停止對(duì)150 MHz、400 MHz頻段內(nèi)模擬對(duì)講機(jī)型號(hào)的核準(zhǔn)，全面推廣數(shù)字對(duì)講機(jī)，鐵道部不再受理模擬制式的產(chǎn)品認(rèn)定申請(qǐng)。北京鐵路局根據(jù)鐵道部運(yùn)調(diào)技術(shù)電 ［2010］1191號(hào)電報(bào)要求，為做好數(shù)字無(wú)線調(diào)車(chē)燈顯設(shè)備的推廣應(yīng)用，下發(fā)京運(yùn)電 ［2010］229、648號(hào)電報(bào)，自2010年4月23日至2010年12月13日組織平調(diào)設(shè)備廠家在保定站對(duì)數(shù)字無(wú)線調(diào)車(chē)燈顯設(shè)備進(jìn)行試用。以下對(duì)數(shù)字無(wú)線調(diào)車(chē)燈顯設(shè)備試用情況進(jìn)行總結(jié)。

1 無(wú)線調(diào)車(chē)燈顯設(shè)備發(fā)展概況及存在問(wèn)題

早期鐵路調(diào)車(chē)信號(hào)采用手信號(hào)燈 (旗)顯示方式，安全和效率難以保證，特別是遇雨、雪、霧等惡劣天氣及調(diào)動(dòng)長(zhǎng)大車(chē)列作業(yè)十分困難。

從20世紀(jì)80年代開(kāi)始，北京局采用了無(wú)線電臺(tái)進(jìn)行調(diào)車(chē)指揮。80年代初期引進(jìn)日本NEC電臺(tái)，在豐臺(tái)西編組站進(jìn)行了應(yīng)用，形成了“語(yǔ)音為主通話與音響并行”的無(wú)線調(diào)車(chē)設(shè)備。80年代中期，雙音頻控制交流點(diǎn)燈的無(wú)線調(diào)車(chē)設(shè)備投入使用。90年代初研制了運(yùn)用單片微處理機(jī)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字編碼燈顯和語(yǔ)音合成的無(wú)線平面調(diào)車(chē)設(shè)備。1994年鐵道部召開(kāi)了平面無(wú)線調(diào)車(chē)互檢工作會(huì)議，總結(jié)了應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，為進(jìn)一步推廣應(yīng)用該設(shè)備鋪平了道路。1996年，鐵道部制定了《鐵路調(diào)車(chē)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T7178)，1997年制定鐵道行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《鐵路平面無(wú)線調(diào)車(chē)設(shè)備供貨技術(shù)條件》(TB/T 2834-1997)。在此基礎(chǔ)上設(shè)備型號(hào)不斷翻新，功能更加完善，并在《鐵路技術(shù)管理規(guī)程》中明確規(guī)定“調(diào)車(chē)作業(yè)應(yīng)采用無(wú)線調(diào)車(chē)燈顯設(shè)備，并使用規(guī)定頻率，其顯示方式須符合有關(guān)要求?！?/p>

北京局在2000年所有編組站、區(qū)段站、中間站平面調(diào)車(chē)已全面應(yīng)用無(wú)線調(diào)車(chē)設(shè)備。目前全局共有無(wú)線調(diào)車(chē)燈顯設(shè)備441套，其中專(zhuān)用調(diào)車(chē)機(jī)188套，本務(wù)機(jī)253套，調(diào)車(chē)手持臺(tái)6500余臺(tái)。使用10年來(lái)，有力地保障了調(diào)車(chē)作業(yè)人身安全，提高了作業(yè)效率，減輕了調(diào)車(chē)人員勞動(dòng)強(qiáng)度。但由于既有調(diào)車(chē)燈顯設(shè)備是基于模擬制式的，因此在多年的使用過(guò)程中也暴露出了一些無(wú)法彌補(bǔ)的安全問(wèn)題和隱患，主要有以下幾點(diǎn)。

1．無(wú)信令強(qiáng)插功能。調(diào)車(chē)組及相關(guān)人員使用相同的頻點(diǎn)，具有相同的呼叫優(yōu)先級(jí)，一旦遇到緊急情況，信道被語(yǔ)音通話占用，調(diào)車(chē)信令無(wú)法及時(shí)發(fā)出，使調(diào)車(chē)作業(yè)存在安全隱患。

2．頻率資源緊張。鐵道部無(wú)線電管理部門(mén)分配給無(wú)線調(diào)車(chē)燈顯設(shè)備的使用頻率只有16個(gè)，信道間隔為25kHz。在部分樞紐地區(qū)，頻率使用非常緊張，如北京樞紐地區(qū)有近60臺(tái)調(diào)車(chē)機(jī)，16個(gè)頻率無(wú)法有效保證設(shè)備的正常使用，經(jīng)多方努力，在北京市、鐵道部無(wú)線電委員會(huì)支持下，又批復(fù)了12個(gè)頻率，現(xiàn)共使用28個(gè)頻率。

3．相互干擾嚴(yán)重。對(duì)于同頻干擾、互調(diào)干擾沒(méi)有有效的解決手段，調(diào)車(chē)作業(yè)受外界干擾較大，特別是在樞紐地區(qū)或靠近市中心的車(chē)站，正常的調(diào)車(chē)作業(yè)時(shí)常被其他通信干擾，給調(diào)車(chē)作業(yè)帶來(lái)一定的安全隱患。

2 數(shù)字技術(shù)及無(wú)線調(diào)車(chē)燈顯設(shè)備數(shù)字化

DMR(數(shù)字移動(dòng)無(wú)線技術(shù))是歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì) (ESTI)為專(zhuān)用移動(dòng)無(wú)線通信用戶(hù)制定的數(shù)字無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)。該技術(shù)應(yīng)用于無(wú)線調(diào)車(chē)燈顯設(shè)備后，除能實(shí)現(xiàn)模擬設(shè)備的全部功能外，還可實(shí)現(xiàn)調(diào)車(chē)信令的強(qiáng)插功能，提高頻率資源的利用率，增強(qiáng)抗干擾能力，語(yǔ)音、信令通信更加可靠。原模擬無(wú)線調(diào)車(chē)燈顯設(shè)備的很多缺點(diǎn)在數(shù)字技術(shù)中都得到了完美的解決。

1．信令強(qiáng)插功能。使用DMR數(shù)字電臺(tái)的無(wú)線調(diào)車(chē)燈顯設(shè)備，能實(shí)現(xiàn)信令強(qiáng)插。如調(diào)車(chē)作業(yè)中，調(diào)車(chē)信令能中斷正在進(jìn)行的語(yǔ)音通話，及時(shí)執(zhí)行。由于數(shù)字無(wú)線調(diào)車(chē)設(shè)備中設(shè)置了信令優(yōu)先級(jí)，調(diào)車(chē)作業(yè)中調(diào)車(chē)信令可以隨時(shí)打斷正在進(jìn)行的話音通信，將信令優(yōu)先發(fā)送到接收方，保證了在緊急情況下調(diào)車(chē)信令的及時(shí)傳遞。這對(duì)保證調(diào)車(chē)作業(yè)安全意義重大。

我的另一位朋友老周，是一個(gè)攝影愛(ài)好者，他和我住在同一個(gè)小區(qū)。我每個(gè)周末都能看到他長(zhǎng)槍短炮地去鄉(xiāng)間攝影。有一天，我在本市的攝影展上看到了他的作品。令我驚訝的是，老周的作品沒(méi)有一幅不是以稻草為主題的——夕陽(yáng)下的草堆、雨中的草屋、牛嘴里的草。我發(fā)現(xiàn)在老周拍攝的照片下面，清一色地配有一首詩(shī)。

2．節(jié)省頻率資源。國(guó)家規(guī)定模擬電臺(tái)的信道間隔為25 kHz，數(shù)字電臺(tái)的信道間隔是12.5 kHz。按照目前16個(gè)調(diào)車(chē)頻率計(jì)算，數(shù)字無(wú)線調(diào)車(chē)燈顯設(shè)備的頻率利用率是模擬的2倍，大大提高頻率利用率，同時(shí)節(jié)省了頻率資源。

3．抗外界干擾能力強(qiáng)。在模擬信道上，語(yǔ)音信號(hào)很容易被監(jiān)聽(tīng)或干擾，而采用DMR數(shù)字技術(shù)后，設(shè)備具有自身的身份識(shí)別碼 (ID)，如果不匹配，語(yǔ)音及信令是無(wú)法被干擾的，最大限度地防止外界干擾，確保調(diào)車(chē)作業(yè)安全。

4．雙模特性。采用DMR技術(shù)的無(wú)線調(diào)車(chē)燈顯設(shè)備通過(guò)配置，可以作數(shù)字電臺(tái)使用，也可作模擬電臺(tái)使用，這對(duì)實(shí)施無(wú)線調(diào)車(chē)燈顯設(shè)備“模轉(zhuǎn)數(shù)”過(guò)渡提供了便利條件。

3 現(xiàn)場(chǎng)試用情況

為了真實(shí)地考驗(yàn)數(shù)字無(wú)線調(diào)車(chē)燈顯設(shè)備的可靠性，在保定站半年多的試用期內(nèi)，對(duì)設(shè)備進(jìn)行了4班交接連續(xù)試用 (電池除外)，因此試用期內(nèi)設(shè)備使用時(shí)間相當(dāng)于實(shí)際正常使用2年的時(shí)間。

3.1 存在的問(wèn)題

設(shè)備試用初期暴露出許多問(wèn)題，個(gè)別問(wèn)題險(xiǎn)些給調(diào)車(chē)作業(yè)造成嚴(yán)重后果，主要問(wèn)題如下。

1．通話有回聲。多個(gè)設(shè)備近距離進(jìn)行通話時(shí)會(huì)產(chǎn)生回聲問(wèn)題，聽(tīng)不清對(duì)方說(shuō)話，如圖1所示。這個(gè)問(wèn)題在設(shè)備功率較大或在司機(jī)室內(nèi)尤為突出。

圖1 設(shè)備功率較大或在司機(jī)室內(nèi)通話有回聲

2．信令反應(yīng)慢，多次信令不能一次發(fā)出。發(fā)出的信令延時(shí)較長(zhǎng)，不及時(shí)、不靈敏、反應(yīng)慢。作業(yè)中“啟動(dòng)”，“連結(jié)”、“十車(chē)”、“五車(chē)”、“三車(chē)”、“停車(chē)”等信令不能可靠地一次發(fā)出，需按壓2～3次按鍵重復(fù)發(fā)出。

3．對(duì)講機(jī)死機(jī)。現(xiàn)場(chǎng)試用中多次出現(xiàn)對(duì)講機(jī)死機(jī)情況，造成語(yǔ)音和信令不能及時(shí)發(fā)出。將電池卸下重新安裝開(kāi)機(jī)后恢復(fù)正常。

4．單組原配電池不能滿足現(xiàn)場(chǎng)12 h工作時(shí)間。試用初期配備的原裝1500 mAh電池連續(xù)工作時(shí)間短，有的使用不到8h。

3.2 問(wèn)題的解決

對(duì)現(xiàn)場(chǎng)暴露的問(wèn)題，多次組織設(shè)備廠家進(jìn)行分析、研究，找出問(wèn)題的根源，制定解決問(wèn)題的辦法，直至最后解決問(wèn)題。

1．無(wú)線調(diào)車(chē)燈顯設(shè)備試用初期，數(shù)字設(shè)備回聲相對(duì)較大，電臺(tái)廠家利用數(shù)字技術(shù)的特點(diǎn)，通過(guò)DSP進(jìn)行數(shù)字濾波處理后，回聲得到了較好的處理，現(xiàn)在能滿足調(diào)車(chē)作業(yè)的需要。

2．無(wú)線調(diào)車(chē)燈顯設(shè)備采用的數(shù)字電臺(tái)具有多種格式的數(shù)據(jù)，試用初期調(diào)車(chē)信令采用的是一種長(zhǎng)格式數(shù)據(jù)，信令時(shí)間較長(zhǎng)，使連續(xù)發(fā)送的多幀數(shù)據(jù)間有沖突，造成了上述現(xiàn)象。后將調(diào)車(chē)信令改為短格式的數(shù)據(jù)，問(wèn)題得到了解決。

3．對(duì)講機(jī)內(nèi)的控制板設(shè)計(jì)，對(duì)電磁干擾考慮不足，受干擾后，對(duì)講機(jī)與控制板間出現(xiàn)斷連，造成通信中斷，致使設(shè)備不能正常工作。經(jīng)設(shè)備廠家修改電路板后，沒(méi)有再出現(xiàn)死機(jī)現(xiàn)象。

4．北京局試用的數(shù)字無(wú)線調(diào)車(chē)燈顯設(shè)備手持臺(tái)為MOTOROLA公司生產(chǎn)的8800型，其電池有2種規(guī)格，1500 mAh和2200 mAh鋰電池，試用初期使用1500 mAh鋰電池，改用大容量2200 mAh鋰電池后，能夠滿足現(xiàn)場(chǎng)12 h工作需要。

3.3 試用和改進(jìn)情況

2010年7月第1次改進(jìn)手持臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)試用;2010年8月第2次改進(jìn)的手持臺(tái)和程序現(xiàn)場(chǎng)試用;同年9月第3次改進(jìn)手持臺(tái)和程序現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，設(shè)備穩(wěn)定性、可靠性提高。2010年12月，鐵道部召開(kāi)了數(shù)字無(wú)線調(diào)車(chē)燈顯設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)審查會(huì)。與會(huì)專(zhuān)家對(duì)數(shù)字無(wú)線調(diào)車(chē)燈顯設(shè)備給予了高度的肯定。

目前，無(wú)線調(diào)車(chē)燈顯設(shè)備已在多個(gè)鐵路局投入使用，北京鐵路局計(jì)劃更新的設(shè)備全部使用數(shù)字無(wú)線調(diào)車(chē)燈顯設(shè)備，4年內(nèi)全部完成“模轉(zhuǎn)數(shù)”實(shí)施工作。

4 功能拓展

數(shù)字技術(shù)在無(wú)線調(diào)車(chē)燈顯設(shè)備上的應(yīng)用，不僅局限于現(xiàn)有的功能，還有很大的擴(kuò)展空間。

1．調(diào)車(chē)單的傳送。目前調(diào)車(chē)作業(yè)使用的調(diào)車(chē)通知單都是紙質(zhì)的，由調(diào)車(chē)領(lǐng)導(dǎo)人打印、傳真或手工填寫(xiě)，通過(guò)不同方式傳遞給調(diào)車(chē)指揮人和調(diào)車(chē)組成員，以及參與調(diào)車(chē)的相關(guān)人員。這種傳達(dá)方式作業(yè)效率較低，遇作業(yè)計(jì)劃變更或天氣不良等原因，計(jì)劃重新傳達(dá)時(shí)間較長(zhǎng);陰雨天作業(yè)，紙質(zhì)調(diào)車(chē)通知單又極易被雨水淋濕，均給正常調(diào)車(chē)作業(yè)帶來(lái)影響。使用數(shù)字無(wú)線調(diào)車(chē)設(shè)備，利用數(shù)字電臺(tái)的數(shù)傳功能，可實(shí)現(xiàn)將調(diào)車(chē)作業(yè)通知單直接用無(wú)線方式傳輸給調(diào)車(chē)組每位調(diào)車(chē)人員的手持臺(tái)和司機(jī)機(jī)控器，調(diào)車(chē)人員可以通過(guò)數(shù)字通信手持臺(tái)對(duì)調(diào)車(chē)計(jì)劃進(jìn)行查看和核對(duì)，極大節(jié)省了計(jì)劃傳達(dá)時(shí)間。數(shù)字通信設(shè)備同時(shí)還具備防震、防雨淋、背光、語(yǔ)音播報(bào)等特點(diǎn)，解決了紙質(zhì)調(diào)車(chē)單存在的很多問(wèn)題，能很好地為調(diào)車(chē)作業(yè)服務(wù)，提高了作用效率。

2．調(diào)車(chē)作業(yè)信息的上傳。數(shù)字無(wú)線調(diào)車(chē)設(shè)備的使用，為規(guī)范調(diào)車(chē)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、實(shí)現(xiàn)調(diào)車(chē)作業(yè)全過(guò)程監(jiān)控提供了有利條件。數(shù)字設(shè)備可方便地實(shí)現(xiàn)對(duì)調(diào)車(chē)作業(yè)中鉤計(jì)劃、調(diào)車(chē)信令、語(yǔ)音通話等內(nèi)容進(jìn)行實(shí)時(shí)存儲(chǔ)，便于管理人員進(jìn)行及時(shí)的采集、查詢(xún)和分析。

3．無(wú)線覆蓋。目前，專(zhuān)用線調(diào)車(chē)作業(yè)由于作業(yè)區(qū)距離較遠(yuǎn)和受地形限制等情況，區(qū)長(zhǎng)臺(tái)的覆蓋范圍常常不夠，會(huì)造成通信中斷，調(diào)車(chē)領(lǐng)導(dǎo)人無(wú)法及時(shí)掌握作業(yè)進(jìn)度和作業(yè)情況。數(shù)字平調(diào)設(shè)備可利用數(shù)字中繼臺(tái)進(jìn)行IP聯(lián)網(wǎng)，延長(zhǎng)通信距離，有效地解決無(wú)線覆蓋問(wèn)題。

4．防溜管理。在數(shù)字對(duì)講機(jī)中增加對(duì)防溜器具的識(shí)別部分，能對(duì)防溜器具使用和作業(yè)情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)督、管理。

5．定位功能。數(shù)字對(duì)講機(jī)具備的無(wú)線定位功能，將有助于車(chē)站運(yùn)輸指揮人員及時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員位置，為保證作業(yè)和人身安全創(chuàng)造條件。

5 結(jié)束語(yǔ)

數(shù)字技術(shù)的出現(xiàn)是技術(shù)發(fā)展的必然，是社會(huì)進(jìn)步的需要。數(shù)字技術(shù)通過(guò)在鐵路調(diào)車(chē)作業(yè)中廣泛的應(yīng)用，不斷的完善，必將為鐵路的調(diào)車(chē)作業(yè)安全、高效創(chuàng)造良好的條件，帶來(lái)深遠(yuǎn)的影響。

［1］ 謝輝．應(yīng)急調(diào)度指揮通信系統(tǒng)的研究與應(yīng)用［J］．鐵道通信信號(hào)，2011(7):79－80．

［2］ 張杰．無(wú)線列調(diào)系統(tǒng)在區(qū)域聯(lián)鎖模式下的應(yīng)用［J］．鐵道通信信號(hào)，2011(1):53－54．