鐵路專用無線通信壓臺故障處理方法淺析

魏繼萍

鐵路專用無線通信系統(tǒng)是鐵路運輸指揮的重要基礎設施，廣泛運用在車務、機務、電務及施工單位的調(diào)度指揮聯(lián)絡上。但是車務、機務部門經(jīng)常反映無線電臺存在壓臺現(xiàn)象。壓臺實際上就是同頻干擾，即電臺長時間接收與使用頻率相同或相鄰的干擾信號，通過掛機或按壓PTT都不能改變其工作狀態(tài)，電臺無法進行調(diào)度指揮聯(lián)絡。

車站電臺、機車電臺、軌道車電臺、便攜臺都有可能出現(xiàn)壓臺。當壓臺出現(xiàn)時，車務部門不能正常指揮行車，造成列車晚點;如遇機車或車輛出現(xiàn)突發(fā)事故，無線列調(diào)聯(lián)控不暢，延誤機車、車輛救援時間，會影響車站、機車間的正常行車通信，因此需要盡快找到壓臺的原因，制定措施，避免后患。

1 壓臺現(xiàn)象的原因分析

鐵路專用無線通信系統(tǒng)的壓臺主要來自系統(tǒng)內(nèi)部，當有2部以上電臺以相同頻率發(fā)射時就有可能造成同頻干擾，出現(xiàn)壓臺現(xiàn)象。以車站臺為例，由于車站電臺天線覆蓋范圍大，當機車臺與車站臺一對一通話，壓臺就容易發(fā)生在2個或2個以上相鄰車站。

當有用信號和干擾信號同為調(diào)頻信號時，原則上射頻防衛(wèi)度應為8 dB±3 dB，也就是說，在有用信號最低值與干擾信號最高值之差小于8 dB的區(qū)域，都可成為壓臺區(qū)域。

假設2個相鄰車站發(fā)出的射頻信號分別為：

式中，m為調(diào)制指數(shù)，w為瞬時角頻率，Ω為調(diào)制信號頻率。機車臺行進于二相鄰車站覆蓋范圍的重疊區(qū)段時，接收機會同時收到這2個信號，即：

將 φ =(w1-w2)t+(m1-m2)sinΩ t代入上式，經(jīng)計算：

將此式展開后得：

由此可以看出，干擾是由載頻、調(diào)制度和調(diào)制相位不同而引起。相鄰2個車站臺同時發(fā)射時，載頻存在頻差 (通常頻率穩(wěn)定度為5×10-6)，其差頻有可能正好落在音頻帶內(nèi)，形成拍頻嘯叫聲，影響接收機的輸出信納比。工作頻率相同調(diào)制度不同的相鄰2個車站發(fā)射信號時，由于頻偏經(jīng)鑒頻后也會使信納比降低。調(diào)制信號相位不同造成的相位差，同樣會使信納比下降，形成同頻干擾。

2 查找排除壓臺的方法

當接到車站值班員或其他部門反饋出現(xiàn)壓臺現(xiàn)象時，需問清壓臺地點、出現(xiàn)的時間及影響范圍等相關(guān)信息，及時報車間和段調(diào)度，立即派出技術(shù)人員進行查找和處理。查找方法如下。

1.望。觀察現(xiàn)場在用無線電臺的工作狀態(tài)，如在守候和接收狀態(tài)時，供電電源燈亮，發(fā)射指示燈 (一般為紅色)應滅。

2.聞。打開手持臺，監(jiān)聽干擾源。此時擰下手持臺天線，初步判斷干擾源發(fā)射距離，若干擾消失，則干擾源就在附近，可繼續(xù)用手持臺靠近附近可疑的電子設備進行檢查;干擾未消失，說明干擾信號強度大，要適當放寬查找范圍。

3.問。向車站值班員或現(xiàn)場人員了解壓臺發(fā)生的具體情況，附近有無可能造成壓臺的突發(fā)事件，以便獲得有效信息，幫助技術(shù)人員在查找工作中少走彎路。

4.切。當機務段所在地車站 (樞紐)發(fā)生壓臺現(xiàn)象時，無線車間安排無線測試工區(qū)開始排查庫內(nèi)機車無線通信設備，無線檢修工區(qū)人員攜帶便攜式場強儀、手持臺趕赴站區(qū)，檢查車站電臺、站區(qū)機車無線通信設備。沿線車站發(fā)生壓臺現(xiàn)象時，通信段調(diào)度第一時間通知相關(guān)無線通信車間和有線通信車間，一般有線通信車間距離歸屬車站較近，在接到通知后應立即安排就近通信工區(qū)人員攜帶手持臺，10 min內(nèi)出發(fā)趕赴壓臺發(fā)生車站;同時無線檢修工區(qū)人員攜帶便攜式場強儀、手持臺趕赴壓臺發(fā)生車站。

壓臺現(xiàn)象排查還要按以下順序進行：①檢查車站電臺 (本站或鄰站)、區(qū)間遙控電臺、直放站等地面設備是否長發(fā);②檢查站區(qū)內(nèi)停留的機車電臺是否長發(fā);③詢問車站值班員區(qū)間臨近本車站范圍是否有軌道車施工作業(yè)，排查軌道車無線設備是否長發(fā);④排查站區(qū)各單位使用的手持臺是否長發(fā);⑤用便攜式場強儀檢測其他電子設備無線電信號發(fā)射情況。

3 典型實例

3.1 大型站場 (蘭州北編組站)

2013年投入使用的北編組站設“三級七場”，場內(nèi)有機務段、車輛段、折返段等單位。所有貨物列車均在蘭州北樞紐編組場進行編解。建成后的站場聯(lián)控使用450 MHz模式，編組站場無線列調(diào)通信系統(tǒng)的中心管理單元主控板選用工業(yè)級AT-mega1280系列為核心控制CPU。如圖1所示。

整個系統(tǒng)包含站調(diào)樓內(nèi)的中心設備、站調(diào)樓外的遠端設備二部分。編組站系統(tǒng)總共有11個控制盒、7個中心、4個遠端，所有的控制盒分為三個優(yōu)先級。“總調(diào)”控制盒為最高優(yōu)先級控制盒，可以強插、強拆其他控制盒與機車的通話;上行總調(diào)、下行總調(diào)為次高優(yōu)先級控制盒，可以強插、強拆所有低優(yōu)先級的控制盒與機車的通話，并且可以監(jiān)聽機車呼叫所有低優(yōu)先級控制盒的通話;剩余的上行出發(fā)、上行到達、下行出發(fā)、下行到達等8個控制盒為低優(yōu)先級控制盒，沒有強插、強拆和監(jiān)聽功能。雖然高優(yōu)先級的控制盒具備強拆、強插功能，長按壓PTT 3 min通話保護功能，但是北樞紐編制站仍曾因壓臺問題使行車指揮陷入困境。降低壓臺現(xiàn)象的處理步驟如下：

圖1 編組站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

1.清頻，確保站場內(nèi)只有編組站值班員使用457.500 MHz頻點指揮行車，其他工務、機務、電務部門的業(yè)務聯(lián)絡不得使用此頻點。蘭州北車機聯(lián)控方式由乘務員問路方式改為車站值班員指路，縮短了每次聯(lián)控所占用的時間。

2.修改庫內(nèi)列尾檢測頻點。與編組站比鄰的西側(cè)機務段、東側(cè)折返段的入庫機車的無線設備也使用457.500 MHz頻點進行列尾功能檢測，為此將其頻率改為457.825 MHz。

3.調(diào)整蘭州北樞紐發(fā)車時列尾查詢頻率。西線擔當牽引任務的貨運列車發(fā)車使用的450 MHz列尾發(fā)射信號與聯(lián)控頻率相同，當CIR發(fā)起風壓查詢命令時，若在3 s內(nèi)沒收到列尾主機反饋信息，就會自動重發(fā)2次，一次成功的列尾查詢最長時長約為15 s，而且機務部門要求在發(fā)車前和開車后都要查詢一次風壓，對聯(lián)控造成干擾。與機務、車務部門協(xié)商后隨即調(diào)整蘭州北站列尾作業(yè)的頻點，僅將機車乘務員在蘭州北編組站發(fā)車時的列尾風壓查詢頻點由現(xiàn)在的457.500 MHz轉(zhuǎn)換為457.700 MHz。

4.優(yōu)化北樞紐編組站的450 MHz場強覆蓋。編組場只在東西兩頭設置2臺車站電臺，負責聯(lián)控，但是車務部門的作業(yè)分為上行到達、下行發(fā)車、下行到達、上行發(fā)車4個方向，上行到達司機問路是在紅山頂隧道內(nèi)，下行到達問路在長壽山隧道出口處，而指揮上行發(fā)車、下行發(fā)車又在站場內(nèi)。經(jīng)現(xiàn)場實測及試用后，優(yōu)化方案是增加車站臺，將站場和區(qū)間的聯(lián)控業(yè)務由不同的車站電臺負責。東西兩端各增加一個車站電臺，專門負責區(qū)間的覆蓋。原站場2個電臺負責東西方向的站場聯(lián)控，負責區(qū)間聯(lián)控的電臺輸出分2路，一路經(jīng)耦合器去直放站近端機，另一路輸出加20 dB的衰減器及終端負載，使車機聯(lián)控工作可根據(jù)機車當前位置和業(yè)務類型建立聯(lián)系，確保聯(lián)控暢通。

5.降低周邊相鄰車站對北樞紐的干擾。根據(jù)場強測試數(shù)據(jù)，分別對石崗、青白石、大沙坪、西固城、潁川堡5個車站增加10～20 dB的衰減器。

6.配備專用應急無線列調(diào)手持電臺。蘭州鐵路局在《關(guān)于解決列車無線調(diào)度通信設備壓臺時有關(guān)問題的會議紀要》(運站函〔2012〕28號)中要求，由蘭州通信段于2012年9月、10月分別為天水、隴西、蘭州、蘭州西、武威南、金昌、張掖、嘉峪關(guān)、惠農(nóng)、銀川南、迎水橋、平?jīng)瞿稀⑻m西二樓、銀川14個車站行車室及助理值班員，各配備1臺置入專用應急頻點為458.200 MHz的無線列調(diào)手持電臺，以緩解車站壓臺問題。

3.2 中等及小型車站接發(fā)列車

2012年6月16日9時，永登車站值班員向鐵路局調(diào)度匯報，該站停靠列車800 MHz列尾風壓均無法查詢，到相鄰站后又恢復正常，嚴重影響貨運列車的正常行車。6月16日12時技術(shù)人員到達現(xiàn)場后，干擾消失，向車站值班員詢問干擾出現(xiàn)的情況，車站反映干擾從8時30分開始，11時30分左右結(jié)束，技術(shù)人員對車站附近的800 MHz信號場強進行檢測，14時干擾信號又出現(xiàn)，場強計鎖定干擾源在西南方向，在距離車站1.5 km處發(fā)現(xiàn)有一所中學，干擾信號場強持續(xù)上升，詢問門衛(wèi)該中學正在進行考試，聯(lián)系校方保衛(wèi)室，答復是按照教育局要求考試時發(fā)射電磁干擾信號，屏蔽手機信號。向校方說明情況，關(guān)閉手機屏蔽器，800 MHz干擾信號消失，車站發(fā)送貨物列車800 MHz風壓查詢恢復正常。

2013年4月，定西車站匯報助理值班員用手持臺間歇性壓臺。技術(shù)人員即刻前往排查。發(fā)現(xiàn)助理值班員使用的便攜式手持臺，在運轉(zhuǎn)室一打開就能監(jiān)聽到交流“滋滋聲”，助理值班員出了運轉(zhuǎn)室，手持臺內(nèi)的干擾聲消失，用便攜式場強計檢測到越接近運轉(zhuǎn)室信號強度越強，室內(nèi)墻上掛的電子鐘處信號最強烈，車站負責人反映此電子鐘為近期購置，用于顯示安全天數(shù)。判斷干擾應為內(nèi)部晶體發(fā)出的組合頻率接近聯(lián)控頻點所致，關(guān)閉電子鐘的電源后，干擾消失。

4 結(jié)束語

2014年5月，按照總公司制定的《機車綜合無線通信設備功能優(yōu)化補充技術(shù)規(guī)范》(鐵總運〕〔2014〕65號)要求，結(jié)合《關(guān)于蘭州鐵路局管內(nèi)CIR/LBJ、GRIS、庫檢設備新版本軟件升級工作會議的紀要》中對各CIR設備廠家的長發(fā)保護功能作了規(guī)定，要求長發(fā)保護時間設定為3 min以內(nèi)(含3 min)。除了技術(shù)規(guī)定外，對于壓臺問題的查找和排除，要在日常維護中下功夫，把握細節(jié)，認真總結(jié)經(jīng)驗。任何故障的形成、發(fā)生都有跡可循，通過對大量實際案例的收集，從中進行比對，仔細梳理提煉，就可以發(fā)現(xiàn)其規(guī)律，從而掌握壓臺的成因、特點、發(fā)展趨勢等，以便采取有效的措施，降低壓臺故障的發(fā)生，提高聯(lián)控的可靠性。

［1］ 中華人民共和國鐵道部.TB/T 3052-2002.列車無線調(diào)度通信系統(tǒng)制式及主要技術(shù)條件［S］.2002.

［2］ 中國鐵路總公司.鐵總運【2014】65號.機車綜合無線通信設備功能優(yōu)化補充技術(shù)規(guī)范［S］.TJ/DW 122B-2004.