雙模貨列尾裝置應(yīng)用分析及改進(jìn)建議

滿忠福 國(guó)鐵集團(tuán)上海安全監(jiān)督管理特派員辦事處

1 貨列尾裝置制式演變

貨列尾裝置是用于貨物列車取消守車后，在尾部無(wú)人值守的情況下為提高鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩远O(shè)置的安全防護(hù)設(shè)備。它用來(lái)解決貨物列車尾部風(fēng)壓監(jiān)測(cè)及緊急輔助排風(fēng)制動(dòng)的問題。貨列尾裝置的運(yùn)用有效防止因列車折角閥門意外關(guān)閉情況導(dǎo)致的“放飏”事故的發(fā)生。隨著鐵路幾次大提速的發(fā)展，貨列尾裝置也經(jīng)歷了多次的產(chǎn)品性能、制式的升級(jí)換代。貨列尾裝置從開始運(yùn)用至今主要存在以下幾種制式：

（1）450 MHz 貨列尾裝置，采用模擬信道的通信制式，工作頻點(diǎn)與無(wú)線列調(diào)電臺(tái)頻點(diǎn)共用。司機(jī)控制設(shè)備在既有無(wú)線列調(diào)電臺(tái)上加裝列尾控制盒用于司機(jī)操作提示。

（2）450 MHz 貨列尾裝置，采用模擬信道的通信制式，工作頻點(diǎn)與無(wú)線列調(diào)電臺(tái)頻點(diǎn)共用。取消列尾控制盒，使用機(jī)車無(wú)線綜合通信設(shè)備（CIR）作為列尾司機(jī)控制設(shè)備。

（3）為解決450 MHz 列尾裝置受無(wú)線列調(diào)干擾的問題，推出了800 MHz 貨列尾裝置和450 MHz 獨(dú)立頻點(diǎn)列尾裝置，采用模擬信道的通信制式，工作頻點(diǎn)與無(wú)線列調(diào)電臺(tái)頻點(diǎn)獨(dú)立。司機(jī)控制設(shè)備單獨(dú)增加列尾機(jī)車臺(tái)（含控制盒）。

（4）根據(jù)工信部和原鐵道部要求，貨列尾裝置無(wú)線傳輸制式從模擬制式逐步升級(jí)為數(shù)字制式。同時(shí)，為解決山區(qū)隧道區(qū)段貨車列尾通信距離的問題，推出了400 MHz 數(shù)字/400 MHz+GSM-R 雙模貨列尾裝置，司機(jī)控制設(shè)備使用雙模列尾機(jī)車臺(tái)。

貨列尾裝置運(yùn)用至今制式和功能上不斷完善改進(jìn)，2015年底國(guó)鐵集團(tuán)發(fā)布“雙模貨物列車尾部安全防護(hù)系統(tǒng)”技術(shù)條件，列尾裝置采用400 MHz 數(shù)字/400 MHz+GSM-R 雙模工作制式作為貨物列車尾部防護(hù)手段。

2 雙模貨列尾裝置與其他制式貨列尾裝置應(yīng)用優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比

不同制式貨列尾裝置的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比見表1。

表1 不同制式貨列尾裝置的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比情況

3 雙模貨列尾裝置發(fā)展展望

（1）運(yùn)用維護(hù)改進(jìn)。雙模列尾裝置雖然較模擬制式列尾裝置設(shè)備的穩(wěn)定性和通信成功率方面有很大的提升。但是對(duì)貨列尾設(shè)備的主要維護(hù)方式仍是運(yùn)用前在列尾主機(jī)檢測(cè)臺(tái)上 檢測(cè)，合格后進(jìn)手工登賬。列車到達(dá)、出發(fā)時(shí)進(jìn)行列尾主機(jī)摘掛作業(yè)，對(duì)列尾裝置運(yùn)用狀態(tài)沒有實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和統(tǒng)計(jì)分析。在運(yùn)用中出現(xiàn)列尾故障，只能等列車到達(dá)后才能下載設(shè)備記錄數(shù)據(jù)分析故障原因，不能快速分析故障原因。而且，對(duì)于干擾或弱場(chǎng)等一些特殊故障可能無(wú)法準(zhǔn)確查找到故障的真正原因。

針對(duì)以上問題，雙模列尾設(shè)備可以增加一套貨列尾裝置在線運(yùn)用監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。列尾設(shè)備在途運(yùn)用過程中將自身各單元的狀態(tài)、400 MHz 信道狀態(tài)、GSM-R 信道狀態(tài)、400 MHz 通道接收?qǐng)鰪?qiáng)、GSM-R通道接收?qǐng)鰪?qiáng)、位置信息、操作過程等參數(shù)通過網(wǎng)絡(luò)通道實(shí)時(shí)發(fā)送到貨列尾裝置在線運(yùn)用監(jiān)測(cè)系統(tǒng)平臺(tái)，通過平臺(tái)的統(tǒng)計(jì)分析管理，可以實(shí)現(xiàn)以下功能：

①實(shí)時(shí)掌握列尾設(shè)備工作情況，展現(xiàn)全部列尾設(shè)備尾部風(fēng)壓狀態(tài)、首尾通信狀態(tài)，監(jiān)測(cè)列尾頭尾業(yè)務(wù)通信狀況。若列尾設(shè)備出現(xiàn)故障，能夠第一時(shí)間在系統(tǒng)平臺(tái)上告警提示，通過平臺(tái)上監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析故障原因。

②通過對(duì)400 MHz 通道接收?qǐng)鰪?qiáng)、GSM-R 通道接收?qǐng)鰪?qiáng)和位置信息平臺(tái)統(tǒng)計(jì)分析線路上GSM-R 網(wǎng)絡(luò)信號(hào)、400 MHz信號(hào)通信覆蓋情況，每列車運(yùn)行過程中實(shí)施顯示線路信號(hào)強(qiáng)度曲線，準(zhǔn)確掌握線路信號(hào)狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)線路弱場(chǎng)問題，有利于定位線路通信不良問題。

③系統(tǒng)平臺(tái)可統(tǒng)計(jì)管理列尾主機(jī)檢測(cè)數(shù)據(jù)、各單位運(yùn)用保有量、故障設(shè)備維修進(jìn)度、故障統(tǒng)計(jì)等等內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)智能化維護(hù)管理。

在雙模列尾設(shè)備基礎(chǔ)上引入在線運(yùn)用監(jiān)測(cè)系統(tǒng)平臺(tái)，在非GSM-R區(qū)段，列尾設(shè)備本地記錄數(shù)據(jù)，進(jìn)入GSM-R區(qū)段后將本機(jī)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)經(jīng)GSM-R網(wǎng)絡(luò)上傳至系統(tǒng)平臺(tái)，統(tǒng)一分析管理，以提升整個(gè)列尾系統(tǒng)的維護(hù)管理水平。

（2）列尾運(yùn)用方式改進(jìn)。隨著5G 技術(shù)發(fā)展日趨成熟，國(guó)鐵集團(tuán)公司已初步確定采用5G-R 技術(shù)做為中國(guó)鐵路下一代通信制式。按目前規(guī)劃至2035年完成主要干線5G-R線路的覆蓋，GSM-R 網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線通信設(shè)備也會(huì)逐步向5G-R 制式進(jìn)行過渡。在5G-R 網(wǎng)絡(luò)覆蓋后原有的GSM-R 通信設(shè)備也會(huì)向5G-R 轉(zhuǎn)換，結(jié)合5G-R 通信制式的特點(diǎn)和現(xiàn)有列尾作業(yè)方式，后續(xù)列尾裝置可以向小型化方向演進(jìn)。

目前，貨物列車每列發(fā)車前后需單獨(dú)的摘掛、檢測(cè)，耗費(fèi)了大量的人力、物力。同時(shí)，為了保證列尾裝置的運(yùn)用，還需配置列尾電池、電池充電器、列尾主機(jī)檢測(cè)臺(tái)、列尾確認(rèn)儀等一系列的附屬維護(hù)設(shè)備。若能夠?qū)⒘形仓鳈C(jī)進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，固定安裝在列車主風(fēng)管上。列尾模塊化重點(diǎn)從小型化、低功耗、組網(wǎng)便捷等幾個(gè)方面進(jìn)行開發(fā)改進(jìn)。主要的思路為：

①列尾模塊固定安裝在每輛車主風(fēng)管，取消繁重的摘掛作業(yè)；

②采用5G-R 通信網(wǎng)絡(luò)化通道，以車輛車號(hào)作為身份識(shí)別信息，結(jié)合調(diào)車編組業(yè)務(wù)獲取列車的編組信息，編組完成后啟動(dòng)列尾模塊工作，自動(dòng)向地面服務(wù)中心發(fā)送每輛車的風(fēng)壓信息。取消與機(jī)車建立對(duì)應(yīng)關(guān)系的輸號(hào)過程，減員增效；

③地面服務(wù)中心可以通過調(diào)車編組信息系統(tǒng)獲取到列車的編組信息和機(jī)車的對(duì)應(yīng)關(guān)系，按此編組關(guān)系，地面服務(wù)中心將整列車每輛車的風(fēng)壓信息通過5G-R 網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至機(jī)車車載設(shè)備直觀顯示整列車各車輛節(jié)點(diǎn)的風(fēng)壓狀態(tài)；

④列尾模塊供電可以采取內(nèi)置電池和自發(fā)電裝置結(jié)合的方式在車輛上單獨(dú)安裝，以保證列尾模塊穩(wěn)定可靠供電。可減少列尾電池、充電器等附屬維護(hù)設(shè)備，能夠降低系統(tǒng)成本及作業(yè)人員工作強(qiáng)度。

列尾裝置在5G-R 技術(shù)的應(yīng)用下，采用網(wǎng)絡(luò)化通信模式，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)每輛運(yùn)行車輛的風(fēng)壓狀態(tài)。列車每輛車輛的風(fēng)壓信息不僅能夠在機(jī)車車載設(shè)備上實(shí)時(shí)顯示，提示司機(jī)，還能夠通過地面服務(wù)中心統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)異常情況中心平臺(tái)可及時(shí)提示告警。另外，結(jié)合5G-R 列尾模塊固定安裝在每輛車輛上，可以獲取車輛的準(zhǔn)確位置，這樣，在列車編組作業(yè)時(shí)也可以利用列尾模塊實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化編組作業(yè)，提高作業(yè)智能化水平和作業(yè)的安全性。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著科技的進(jìn)步和鐵路企業(yè)邁進(jìn)新時(shí)代，進(jìn)一步改進(jìn)、完善、提升貨列尾的科技含量，更好地服務(wù)于安全生產(chǎn)，為鐵路的安全生產(chǎn)做出貢獻(xiàn)。