數(shù)字無線電平調(diào)系統(tǒng)功能開發(fā)及應(yīng)用

劉勇

【摘 要】在信息技術(shù)深入發(fā)展的今天，數(shù)字信息化已成趨勢，鐵路部門的地面網(wǎng)絡(luò)化信息系統(tǒng)日漸成熟，但是作為鐵路物流管理中的一個重要環(huán)節(jié)，平面調(diào)車卻由于其模擬電臺的不穩(wěn)定性和抗干擾能力弱，制約了物流生產(chǎn)的信息化和自動化的發(fā)展和完整性。本文針對這一現(xiàn)狀，提出了利用最新數(shù)字電臺開放平臺，對原有無線平面調(diào)車系統(tǒng)設(shè)備進行了全面的數(shù)字改造，研發(fā)出新一代全數(shù)字無線平面調(diào)車系統(tǒng)。

【關(guān)鍵詞】全數(shù)字；調(diào)車信令；平調(diào)系統(tǒng)

0 前言

長期以來，我國鐵路系統(tǒng)及路外企業(yè)自屬鐵路的車站（站場）的平面調(diào)車作業(yè)大都使用具有收發(fā)調(diào)車信令功能的專用無線集群對講電臺作為車站調(diào)度員、現(xiàn)場調(diào)車組和機車司機三者之間實現(xiàn)調(diào)車指揮和語言溝通的重要裝備。

調(diào)車信令是由調(diào)車組成員通過特殊的手持對講電臺向機車上的專用車載電臺發(fā)送的一種即時、短促的操作命令，車載電臺收到調(diào)車信令后以語音和色燈的形式告知機車司機。調(diào)車信令內(nèi)容和編碼均由鐵道部頒標(biāo)準規(guī)范。多年來的運輸生產(chǎn)實踐已經(jīng)證明采用調(diào)車信令指揮調(diào)車是一種行之有效和安全可靠的作業(yè)手段。

由于傳統(tǒng)平面調(diào)車系統(tǒng)的模擬電臺的不穩(wěn)定性和抗干擾能力弱，制約了物流生產(chǎn)的信息化和自動化的發(fā)展和完整性。為了改變這種現(xiàn)狀，我們選用了以數(shù)字無線平面調(diào)車系統(tǒng)，不但具備調(diào)車設(shè)備的所有功能，而且具有信息管理和數(shù)據(jù)記錄的能力。所記錄的數(shù)據(jù)包括作業(yè)錄音、機車速度、各種信令、時間等等，對于人員和設(shè)備的管理十分有益，尤其對于事故的分析和認定有著重要的意義。

1 設(shè)計目標(biāo)

1.1 區(qū)長臺功能需求

（1）區(qū)長臺可同時與16個以上調(diào)別的調(diào)車組建立雙向聯(lián)系，分別由16個按鍵對應(yīng)16個頻點，可一鍵直選信道。

（2）區(qū)長臺可監(jiān)聽任一調(diào)車組的通話和信令，并可與其通話，同時顯示調(diào)別號。

（3）區(qū)長臺有背景掃描功能，在通話狀態(tài)下仍能接收其他15路信道調(diào)車長的呼叫并有來電提醒功能。

（4）區(qū)長臺應(yīng)具有一體化、滾動式錄音功能，可方便進行錄音轉(zhuǎn)存，錄音時間至少500小時。

（5）區(qū)長臺發(fā)射功率不低于25W。

（6）區(qū)長臺音量可外部調(diào)整。

（7）區(qū)長臺可外接12V蓄電池，提供不間斷供電。

（8）區(qū)長臺采用交流電源供電，標(biāo)稱電壓為交流220V/50Hz，最低工作電壓176V，最高工作電壓264V。

1.2 機車控制器功能需求

1）可接收調(diào)車組成員的調(diào)車信令，給出清晰的語音播報，并驅(qū)動燈顯，同時給出語音反饋。機控器反饋測機音可選擇開啟關(guān)閉，當(dāng)連續(xù)3個測機信號沒有收到后，機控器會報“故障停車”語音，發(fā)出“故障停車”指令。

2）有對碼功能，設(shè)備開機時，調(diào)車長發(fā)“停車”指令進行對碼，機控器會自動識別當(dāng)前調(diào)車長身份碼并綁定，之后只接收此調(diào)車長所發(fā)的信令，如發(fā)現(xiàn)身份碼不一致將不解碼，以確保作業(yè)安全。

3）有測速功能，可實時顯示機車當(dāng)前速度并記錄，調(diào)車人員發(fā)送指令時可把機車當(dāng)前速度記錄在黑匣子內(nèi)。

4）有超速提示功能，速度限制值可由設(shè)備管理者自行輸入修改，機車超過設(shè)定速度立即通過語音提示 “注意，已超速”，同時超速數(shù)據(jù)自動記錄在黑匣子內(nèi)。

5）可通過面板按鈕對音量、時間、屏幕亮度等進行調(diào)整，可對信道及組號進行快速更換，面板按鈕可設(shè)置鎖定狀態(tài)或者密碼，以防止誤按。

6）配備7寸液晶顯示屏，具有漢顯指令功能，用于實時顯示主呼ID、調(diào)號、信道號、時間、對碼ID、機車速度、電量等。

7）可顯示漢字命名信道名。

8）有無線檢測并顯示手持機剩余電量功能，可接機車110V電源供電，并有低電量或斷路語音報警提示，且易于更換內(nèi)部相關(guān)附件。

9）具有夜間工作模式，信號燈亮度和液晶屏亮度及音量可調(diào)，滿足司機夜間工作的需求。

10）可方便進行機車調(diào)號及信道的查詢設(shè)置、時鐘查詢設(shè)置，調(diào)號調(diào)整后，信道號可隨調(diào)號自動調(diào)整，信道調(diào)整功能應(yīng)設(shè)置權(quán)限或加密進入，以防止誤調(diào)。

11）機控器應(yīng)具有一體化滾動式錄音功能，可方便進行錄音轉(zhuǎn)存，錄音時間不少于500小時。

12）機控器發(fā)射功率不低于5W。

13）具有指令強插功能 ：機控器在通話期間，調(diào)車長或連接員隨時都可以發(fā)調(diào)車指令進行強插，機控器可以有效接收及解碼。

14）調(diào)車信令從手持臺發(fā)出到機控器響應(yīng)的傳送延時應(yīng)小于300ms。

15）安全控制方面應(yīng)具備以下功能：

（1）行進指令安全防護功能。

（2）調(diào)車指令相互串?dāng)_安全防護。

（3）綠燈采用交流點燈。

（4）制動員間聯(lián)鎖制動功能（誰制動誰解鎖）。

（5）緊急制動指令強插功能。

（16）機控器電臺天線轉(zhuǎn)接頭型號為SL16。

1.3 手持臺功能需求

（1）可發(fā)送各類調(diào)車信令，當(dāng)發(fā)出行進信令后應(yīng)不間斷發(fā)出測機信號，一旦出現(xiàn)故障，機車控制器立刻檢測出故障并在規(guī)定時間內(nèi)發(fā)出“故障停車”指令。

（2）可實現(xiàn)與司機、區(qū)長臺及調(diào)車組成員之間的通話。

（3）在不拆機情況下，通過簡單設(shè)置進行調(diào)車員與連接員身份切換。

（4）可實現(xiàn)調(diào)別號、工種和人員編碼的方便查詢、調(diào)整。

（5）手持機具有防水、防塵、防摔功能，防護等級為IP57。

（6）手持臺電池為2600mAh及以上容量的鋰電充電電池，電池應(yīng)具有輔助照明燈和電量顯示功能，有低電量或斷路語音報警提示。

（7）調(diào)車長手持機和區(qū)長臺不在同一信道時，也可呼叫區(qū)長臺。

（8）通話時信令可實現(xiàn)強插，語音強插功能可根據(jù)要求靈活設(shè)置。endprint

（9）調(diào)車指令設(shè)置符合指令表（A改B）。

2 系統(tǒng)設(shè)計組成

全數(shù)字平調(diào)系統(tǒng)由區(qū)長臺、機控器和手持機組成，如下圖1：

2.1 區(qū)長臺

區(qū)長臺安裝在區(qū)間站調(diào)度室內(nèi)：調(diào)度由區(qū)長控制器、話筒、天線和饋線組成，具有通話和識別調(diào)車長發(fā)出呼叫信號等功能。并且可以對調(diào)車組成員的通話進行錄音。

2.2 機控器

機車設(shè)備安裝在調(diào)車機車上：由機控器主機（含電源）、司機話盒、顯示燈、揚聲器、天線等組成。具有通話、信令識別及顯示功能，對調(diào)車人員發(fā)出的調(diào)車指令進行識別、點燈顯示，語音提示、發(fā)出回示音并錄音、記錄信令、時間等信息參數(shù)。

2.3 手持臺

便攜設(shè)備給調(diào)車人員使用：由專業(yè)無線電臺加裝調(diào)車信令控制裝置組成。具有向機車發(fā)出各種調(diào)車指令、呼叫機車和區(qū)長臺的功能。

3 系統(tǒng)應(yīng)用

自數(shù)字無線平調(diào)系統(tǒng)投入使用后，切實的解決了我公司原有模擬平調(diào)系統(tǒng)存在的諸如：在機車交會作業(yè)中出現(xiàn)串音、平調(diào)系統(tǒng)頻繁掉信號、通訊距離短等安全隱患。

數(shù)字平調(diào)較模擬平調(diào)突出的幾個優(yōu)點：頻率資源利用率高，為模擬的兩倍；話音噪音小，隨著通話距離的增加話音惡化不明顯，優(yōu)于模擬機；有效解決了平面調(diào)車中信令強插的問題；抗干擾能力比模擬機器強，可以有效解決串頻串音問題。

當(dāng)然數(shù)字平調(diào)也有自身的缺點：在用于平面調(diào)車中，信令比模擬有一定延時，使用時需了解和習(xí)慣；成本較高，價格大約是模擬平調(diào)設(shè)備的1.5至2倍。

這里重點對無線電平面調(diào)車系統(tǒng)模改數(shù)中確定的調(diào)車指令表A改B進行效果評價。

目前工礦企業(yè)鐵運部門平調(diào)用戶由于歷史和習(xí)慣原因，很多都一直在使用老的指令標(biāo)準，主要以A指令標(biāo)準為代表，考慮到操作人員的習(xí)慣問題，十幾、二十年都沒有對指令標(biāo)準進行改變，早期指令經(jīng)過多年使用，逐步發(fā)現(xiàn)原有指令標(biāo)準的一些不足，例如：

在A指令系統(tǒng)中，具有單鍵指令功能按鍵被設(shè)計為組合按鍵指令中的第一鍵，存在按鍵時間難以掌握的問題，比如按黃鍵一次發(fā)一車，按黃綠發(fā)牽出，檢測到黃鍵后需要等待一定時間，在規(guī)定時間內(nèi)沒有按下綠鍵就發(fā)一車，如果有就發(fā)牽出，這種方法對使用者的操作要求較高。在設(shè)計上這個時間也很難把握，時間長了會覺得單個指令延時長，而間隔時間短了，會經(jīng)常無法發(fā)出一車。而在B指令中沒有把具有單鍵指令功能按鍵設(shè)計為組合按鍵指令中的第一鍵，除了紅鍵直發(fā)停車。其他都是組合。

另外三鍵指令操作在B指令中已經(jīng)停止使用，比如按黃鍵三次發(fā)五車，最長情況延時可能達到2秒多。操作過程按鍵次數(shù)容易記混。在B指令中有十、五、三、一車，按1.2S發(fā)十車，接下來每0.5S按順序五三一車減速，操作也簡單。當(dāng)然還有直發(fā)五車，三車的指令。

部分企業(yè)還在繼續(xù)使用紅鍵開頭的組合鍵，這種方式很不可取，停車是安全等級最高的指令，使用紅鍵開頭的組合指令會影響停車指令發(fā)射時間，造成了停車指令發(fā)出稍慢，影響調(diào)車作業(yè)安全。而在B指令中不存在這樣的問題。

總之，隨著使用過程的不斷總結(jié)和摸索，逐步發(fā)現(xiàn)最早設(shè)計、規(guī)劃的A指令體系存在很多不足和缺陷，于是在A指令的基礎(chǔ)上兼顧設(shè)計和使用需要，考慮操作和安全性，對其進行了優(yōu)化、精簡，形成了簡捷、科學(xué)、實用、安全的B指令體系。B指令體系主要取消了三鍵指令、取消了紅鍵作為組合指令、優(yōu)化了指令設(shè)計和組合、最大程度減少設(shè)計和使用的不便，這些年已經(jīng)成為主流指令標(biāo)準，在國鐵和大部分工礦企業(yè)廣泛使用，平調(diào)主要生產(chǎn)廠家也都是以生產(chǎn)B指令標(biāo)準的平調(diào)設(shè)備為主，特別是在數(shù)字平調(diào)產(chǎn)品上，由于數(shù)字技術(shù)的原因，存在一定的延時，如果還是繼續(xù)使用落后的A指令標(biāo)準，則使用效果和安全性得不到根本保證。

4 結(jié)束語

在信息技術(shù)深入發(fā)展的今天，數(shù)字信息化已成趨勢，鐵路部門的地面網(wǎng)絡(luò)化信息系統(tǒng)日漸成熟，但是作為鐵路物流管理中的一個重要環(huán)節(jié)，平面調(diào)車卻由于其模擬電臺的不穩(wěn)定性和抗干擾能力弱，制約了物流生產(chǎn)的信息化和自動化的發(fā)展和完整性。

為了改變這種現(xiàn)狀，我們聯(lián)合廠家開發(fā)的數(shù)字無線平面調(diào)車系統(tǒng)，不但具備調(diào)車設(shè)備的所有功能，而且具有信息管理和數(shù)據(jù)記錄的能力。所記錄的數(shù)據(jù)包括作業(yè)錄音、機車速度、各種信令、時間等等，對于人員和設(shè)備的管理十分有益，尤其對于事故的分析和認定有著重要的意義。

同時輔以科學(xué)、簡捷、安全、完善的B指令體系，使得數(shù)字平調(diào)產(chǎn)品在調(diào)車作業(yè)、運輸安全中發(fā)揮更好更大作用。endprint