小湖集站調(diào)車監(jiān)控系統(tǒng)設計問題探討

胡 歡

（卡斯柯信號有限公司，北京 100070）

1 小湖集站站場的特點

淮北礦業(yè)小湖集站位于安徽省淮北市濉溪縣韓村鎮(zhèn)境內(nèi)，于2021年站改，具有以下特點。

1）小湖集站分為6個場，站場規(guī)模大，各場場間距離跨度較大，STP車載和地面無線通信范圍受限。

2）因存在同時監(jiān)控16臺機車運行的需求，而一套STP地面主機最大允許監(jiān)控機車數(shù)為8臺。故設有兩套STP系統(tǒng)，包括地面主機、車載主機及電臺等設備。

3）設有兩套CBI系統(tǒng)：小湖集下和小湖集上，存在兩套CBI同時連接到一套STP地面主機的需求。

基于小湖集站上述特點及需求的特殊性，在STP數(shù)據(jù)設計過程中存在CBI連接、場號劃分、場聯(lián)碼位處理、場間切頻等諸多問題。本文將詳細探討這些問題的解決方案。

2 兩套CBI連接一套STP地面主機

2.1 問題提出

依據(jù)《無線調(diào)車機車信號和監(jiān)控系統(tǒng)暫行技術規(guī)范》（TJ/DW 035-2014）的系統(tǒng)配置原則：一個聯(lián)鎖站場配置一套地面設備，一站多場時可根據(jù)實際情況配置地面設備。目前尚未明確多個CBI配置一套地面設備的應用場景，由于本站設有兩套CBI（小湖集下和小湖集上），存在兩套CBI同時連接到一套STP地面機柜的需求，因此如何實現(xiàn)相應的數(shù)據(jù)配置成為首要問題。

2.2 解決方案

每套STP地面機柜配有多個串行通訊端口（COM）供不同接口設備使用，并有預留串口作為備用串口。STP常用端口號COM5和COM9作為CBI與地面的通訊端口，與一套CBI相連，當存在兩套CBI需要同時連接到一套STP地面機柜的需求時，預留串口將發(fā)揮其重要作用。

STP在軟件設計方面實現(xiàn)同時接兩套CBI設備的特殊處理；在數(shù)據(jù)設計方面配置第二套CBI的分場號、CBI與地面接口串口號和波特率，并將第二套CBI發(fā)送的碼位做整體偏移以達到與第一套CBI碼位區(qū)分的目的，做到兩套CBI的碼位互不影響、互不干擾。

此種設計方案的最大優(yōu)點是：突破傳統(tǒng)的一套CBI接一套地面的方式，采用多套CBI接一套STP地面設備，如圖1所示，減少地面機柜的數(shù)量，從而大幅節(jié)約了硬件及維護成本。

圖1 CBI與STP地面接口Fig.1 Trackside interface between CBI and STP

3 一站多場STP場號劃分

3.1 問題提出

CBI將小湖集站分為了小湖集下和小湖集上兩個場，STP系統(tǒng)的場號劃分原則一般直接采用CBI的控制方案，即小湖集下作為STP的1場，小湖集上作為STP的2場，但是由于該站列車運行控制記錄裝置（LKJ）每個場有最大字節(jié)數(shù)限制，而STP的1場元素較多（信號機131個、道岔99個、區(qū)段118個），如果參照CBI的場號劃分方式將整個小湖集下作為STP的1場，會存在STP的1場出現(xiàn)LKJ收不到地面碼位的問題。

3.2 解決方案

在數(shù)據(jù)設計中，將小湖集下分為STP的1場和2場、將小湖集上作為STP的3場。通過劃分多個站場，減少每個場的元素，達到低于LKJ最大字節(jié)數(shù)限制的目的，保證LKJ能夠正常收取地面發(fā)來的信號機、道岔及區(qū)段的碼位。

當LKJ因字節(jié)限制無法收取到地面碼位時，采用這種分場控制的方案，能夠有效解決地面主機、車載主機、LKJ之間的碼位收發(fā)問題。

4 場聯(lián)碼位處理

4.1 問題提出

本站I場及IV場的股道是小湖集下與小湖集上相連接的場聯(lián)區(qū)段，兩套CBI均給STP發(fā)送區(qū)段占用、鎖閉碼位數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)設計上需要實現(xiàn)STP收到兩套CBI中任一CBI發(fā)送的碼位數(shù)據(jù)，相連接的場聯(lián)區(qū)段都能夠正常占用及鎖閉。

4.2 解決方案

在數(shù)據(jù)設計上，將小湖集上與小湖集下CBI發(fā)送的碼位配置為或邏輯，實現(xiàn)當任一CBI發(fā)送占用或鎖閉碼位時，該區(qū)段都能正常顯示紅光帶或白光帶，以保證CBI、地面、LKJ顯示的一致性。

如圖2所示，IV_6G是場聯(lián)區(qū)段，小湖集上與小湖集下的CBI均給STP發(fā)送該區(qū)段占用、鎖閉碼位，STP在數(shù)據(jù)設計上，進行如下處理。

圖2 場聯(lián)區(qū)段示意Fig.2 Schematic diagram of liaison section between yards

1）將小湖集下與小湖集上CBI發(fā)來IV_6G的占用和鎖閉碼位按《無線調(diào)車機車信號和監(jiān)控系統(tǒng)與車站計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)接口暫行規(guī)范》（TJ/DW 167-2014）的要求進行轉(zhuǎn)換，得到兩組占用碼位值H為I_IV_6G_H 2 066和1 388、鎖閉碼位值B為I_IV_6G_B 2 067和1 389。

2）由于本站兩套CBI連接到一套地面，地面接收第一套CBI碼位的取值范圍為1～2 400，地面接收第二套CBI碼位的取值范圍為2 400～4 800，為避免碼位重復產(chǎn)生干擾，數(shù)據(jù)設計上需將第二套CBI發(fā)送的碼位值整體偏移2 400，即將小湖集上的所有碼位值增加2 400，得到IV_6G的占用碼位值H為I_IV_6G_H 2 066和3 788，鎖閉碼位值B為I_IV_6G_B 2 067和3 789。

3）將小湖集下與小湖集上IV_6G的碼位在STP數(shù)據(jù)中配置或邏輯，如圖3所示。

圖3 邏輯表達式Fig.3 Logical expression

通過以上配置，能夠?qū)崿F(xiàn)無論哪套CBI給場聯(lián)區(qū)段發(fā)送碼位，CBI、地面、LKJ三者均顯示一致，STP能實時、準確的接收并處理雙套碼位數(shù)據(jù)，更好的發(fā)揮安全防護作用。

5 場間連接切頻

5.1 問題提出

本站分為6場，各場間距跨度大，機車轉(zhuǎn)場作業(yè)時，在通信距離較遠的情況下，如何保證機車作業(yè)連續(xù)且穩(wěn)定的監(jiān)控成為本站一大問題。

5.2 解決方案

由于本站存在同時監(jiān)控16臺機車運行的需求，因此需要配置兩套地面主機機柜，其中機柜I控制STP的1場和2場；機柜II控制STP的3場，并設置不同的車地無線通信頻點。

STP在軟件方面實現(xiàn)通過場間連接配置，自動切換頻點的特殊處理；在數(shù)據(jù)設計方面配置需要用來切頻的場間連接信號機及區(qū)段，達到當機車越過該信號機到達場間連接區(qū)段后，車載設備的頻點能夠自動由當前機柜的頻點切換到另一個機柜的頻點的目的，從而提升機車換場作業(yè)連續(xù)監(jiān)控的穩(wěn)定性。

數(shù)據(jù)設計具體解決方案如圖4所示，配置XI_II為場間連接信號機、I_IIG為場間連接區(qū)段。當機車從小湖集2場轉(zhuǎn)場到小湖集3場作業(yè)，在未到達I_IIG前使用機柜I的頻點；當?shù)孛孀R別前方信號為場間連接信號機XI_II且機車走行至場間連接區(qū)段I_IIG時，自動退網(wǎng)機車注銷；然后自動切換頻點為機柜II的頻點，自動入網(wǎng)機車重新注冊，從而保證監(jiān)控的連續(xù)性。

圖4 場間連接示意Fig.4 Schematic diagram of connection between yards

采用場間連接信號機及區(qū)段的切頻方案，與傳統(tǒng)的應答器及中繼切頻方案相比，優(yōu)勢在于減少了應答器和中繼的硬件設備，降低了維護成本；當機車推送轉(zhuǎn)場時，能夠及時獲取場間切換信息，避免防護不及時的情況，保證監(jiān)控的連續(xù)性和準確性。

6 結(jié)束語

無線調(diào)車機車信號和監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)設計方案的制定是該系統(tǒng)能否正常發(fā)揮安全防護作用的重要環(huán)節(jié)。目前，針對小湖集站出現(xiàn)的多套CBI連接、場號劃分、場聯(lián)碼位處理、場間切頻等問題均已通過上述設計方案得到解決，并在現(xiàn)場得以應用驗證。本文旨在通過小湖集站的設計方案，為更多無線調(diào)車機車信號和監(jiān)控系統(tǒng)工程項目提供參考，提高STP系統(tǒng)的穩(wěn)定性與實用性。