佟 哲

(北京全路通信信號(hào)研究設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，北京 100070)

1 概述

STP-TH 型無線調(diào)車機(jī)車信號(hào)和監(jiān)控系統(tǒng)是一套應(yīng)用于車站調(diào)車機(jī)車信息服務(wù)和走行監(jiān)控的控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)是通過無線通信，建立溝通站場地面信號(hào)、區(qū)段占用情況與機(jī)車運(yùn)行情況的一體化系統(tǒng)，將站場地面信號(hào)、進(jìn)路、道岔、調(diào)車計(jì)劃等信息傳送上車并進(jìn)行顯示、提示，將機(jī)車位置、速度、狀態(tài)等信息反饋給地面，并生成監(jiān)控參數(shù)，通過LKJ同時(shí)對(duì)調(diào)機(jī)及車列的運(yùn)行進(jìn)行超速及距離防護(hù)。

2 主要系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)由地面系統(tǒng)和車載系統(tǒng)兩部分組成。車載系統(tǒng)與地面系統(tǒng)間使用無線通信技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，如圖1 所示。

2.1 地面系統(tǒng)設(shè)備構(gòu)成

圖1 STP-TH型無線調(diào)車機(jī)車信號(hào)和監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)Fig.1 Structure diagram of STP-TH radio signaling and train protection system for shunting locomotive

地面主要設(shè)備由機(jī)柜內(nèi)計(jì)算機(jī)設(shè)備及室外安裝的電臺(tái)天線、點(diǎn)式應(yīng)答定位器構(gòu)成。如圖2 所示，地面主機(jī)由A、B 兩套主機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成雙機(jī)熱備系統(tǒng)。兩臺(tái)地面主機(jī)同時(shí)連接用于站場表示采集的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)或TDCS/CTC 系統(tǒng)。地面主機(jī)將收到的站場表示信息解析后，通過各自的電臺(tái)發(fā)送到車載設(shè)備。地面主機(jī)通過交換機(jī)進(jìn)行通信，并分別連接到電務(wù)維護(hù)終端和車務(wù)終端。兩臺(tái)地面主機(jī)可以通過共享的顯示、輸入設(shè)備進(jìn)行操作。系統(tǒng)內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)采用雙路冗余結(jié)構(gòu)。

在機(jī)柜所在樓的頂部或樓旁設(shè)立電臺(tái)天線，電臺(tái)天線通過饋線接入地面電臺(tái)。在站場出入口及特殊位置安裝點(diǎn)式應(yīng)答定位器，實(shí)現(xiàn)機(jī)車定位及跟蹤校驗(yàn)。

地面系統(tǒng)架構(gòu)如圖2 所示。

2.2 車載系統(tǒng)設(shè)備構(gòu)成

車載設(shè)備包括以下幾項(xiàng)。

車載主機(jī)：車載主機(jī)為整個(gè)車載系統(tǒng)的核心，所有的作業(yè)信息均匯總到車載主機(jī)進(jìn)行計(jì)算、處理。如圖2 所示為車載主機(jī)，通過車載主機(jī)面板上的插座，可以連接LKJ 車載主機(jī)、點(diǎn)式應(yīng)答定位器車載主機(jī)、車載電臺(tái)天線、電源控制器等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各項(xiàng)功能。

圖2 地面系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖Fig.2 Structure diagram of wayside system

車載無線通信設(shè)備：用于車地通信。

列車運(yùn)行監(jiān)控記錄裝置：即LKJ 設(shè)備，用于顯示車載站場表示、防護(hù)限速、限距、信號(hào)等信息，能夠?qū)崿F(xiàn)制動(dòng)輸出，同時(shí)用于車載人員操作。該設(shè)備為獨(dú)立系統(tǒng)，通過與車載主機(jī)的CAN 總線接口實(shí)現(xiàn)信息交互。

車載識(shí)別設(shè)備：用于實(shí)現(xiàn)機(jī)車位置識(shí)別、初始定位、區(qū)域分界等的機(jī)車位置識(shí)別設(shè)備。主要包括以下兩種：

1) 點(diǎn)式應(yīng)答器車載感應(yīng)器。獨(dú)立設(shè)備，用于接收地面點(diǎn)式應(yīng)答器信息，通過485 串行數(shù)據(jù)口與車載主機(jī)實(shí)時(shí)通信；

2) GPS 衛(wèi)星定位設(shè)備。為簡化系統(tǒng)構(gòu)成通常集成在車載主機(jī)機(jī)箱內(nèi)部，車載主機(jī)內(nèi)包含衛(wèi)星定位板時(shí)，不需要再獨(dú)立設(shè)置衛(wèi)星定位設(shè)備。

車載顯示器：在調(diào)車機(jī)車沒有LKJ 設(shè)備時(shí)，可用于顯示車載站場表示信息；在有LKJ 時(shí)，可用于機(jī)車自動(dòng)控制功能的信息顯示和操作。

車載打印機(jī)：用于打印調(diào)車單，可支持網(wǎng)絡(luò)打印和串口打印。

電源控制器：可以將機(jī)車提供的電源電壓轉(zhuǎn)換為24 V 恒定電壓提供給車載設(shè)備。

車載系統(tǒng)如圖3 所示。

圖3 車載系統(tǒng)架構(gòu)圖Fig.3 Architecture diagram of onboard system

3 系統(tǒng)功能介紹

3.1 系統(tǒng)應(yīng)用范圍與控制方式

1) 系統(tǒng)應(yīng)用范圍

系統(tǒng)在車站的聯(lián)鎖系統(tǒng)控制區(qū)域，對(duì)調(diào)車機(jī)車在站場內(nèi)進(jìn)行平面調(diào)車作業(yè)時(shí)進(jìn)行安全防護(hù)。安全防護(hù)范圍為在站場中進(jìn)行調(diào)車機(jī)車作業(yè)，包括車列的推進(jìn)、牽引運(yùn)行以及連掛和單機(jī)作業(yè)等。

2) 系統(tǒng)控制方式

系統(tǒng)的控制信息采用MDS 方式，根據(jù)不同站場的要求可以擴(kuò)展機(jī)車的數(shù)量，可適用同時(shí)防護(hù)多臺(tái)進(jìn)行平面調(diào)車作業(yè)的機(jī)車，并且各機(jī)車的車地通信響應(yīng)時(shí)間均應(yīng)符合作業(yè)要求。

3.2 安全防護(hù)功能

防護(hù)冒進(jìn)信號(hào)：防止車列在進(jìn)行調(diào)車作業(yè)時(shí)越過阻擋信號(hào)機(jī)。

防護(hù)越界：防止進(jìn)行調(diào)車作業(yè)的車列越過規(guī)定的停車位置（一度停車位，分區(qū)點(diǎn)，站界等）。

盡頭線防護(hù)：控制向盡頭線行進(jìn)的車列在安全距離前方停車（應(yīng)符合GB/T 7178.1-2006《鐵路調(diào)車作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》的5.5.4 條及《鐵路技術(shù)管理規(guī)程》的230 條要求）。

防護(hù)調(diào)車超速：防止調(diào)車作業(yè)時(shí)運(yùn)行速度超過允許的最高限速（應(yīng)符合GB/T 7178.1-2006《鐵路調(diào)車作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》的5.5.4 條及《鐵路技術(shù)管理規(guī)程》的230 條規(guī)定）。

防護(hù)連掛超速：防止連掛作業(yè)時(shí)超過連掛作業(yè)允許的最高限速（應(yīng)符合GB/T7178.1-2006《鐵路調(diào)車作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定）。

故障-安全原則：本系統(tǒng)或相關(guān)系統(tǒng)故障時(shí)的處理符合故障導(dǎo)向安全的原則。

3.3 顯示及報(bào)警功能

1) 地面站場表示顯示功能

在電務(wù)維護(hù)終端、車務(wù)終端和車載顯示器上顯示實(shí)時(shí)的站場軌道區(qū)段狀態(tài)、道岔狀態(tài)、調(diào)車信號(hào)、列車信號(hào)、列車進(jìn)路及調(diào)車進(jìn)路等,如圖4 所示。

2) 調(diào)車單顯示、打印功能

在電務(wù)終端、車務(wù)終端和車載顯示器上能夠顯示調(diào)車作業(yè)通知單和鉤作業(yè)進(jìn)度，用戶可在機(jī)車上選裝調(diào)車作業(yè)通知單打印機(jī)。

3) 機(jī)車行進(jìn)信息顯示功能

在車載顯示器上實(shí)時(shí)顯示機(jī)車對(duì)應(yīng)當(dāng)前作業(yè)計(jì)劃以及機(jī)車作業(yè)前方防護(hù)信號(hào)機(jī)、限速、機(jī)車當(dāng)前實(shí)際速度、防護(hù)距離等工作狀態(tài)。

圖4 地面站場顯示圖Fig.4 Display diagram of wayside station&yard

4) 調(diào)車機(jī)車以及車列位置顯示功能

能夠?qū)崟r(shí)跟蹤并顯示當(dāng)前機(jī)車以及車列在站場內(nèi)所在位置。

5) 語音提示報(bào)警功能

通過LKJ 系統(tǒng)進(jìn)行語音提示報(bào)警。

6) 調(diào)車單錄入、編輯功能

車務(wù)終端具備調(diào)車作業(yè)通知單錄入、編輯功能，可選裝調(diào)車單打印機(jī)，可實(shí)現(xiàn)調(diào)車作業(yè)通知單實(shí)時(shí)車上打印功能。

7) 調(diào)車機(jī)車作業(yè)狀態(tài)的顯示與報(bào)警功能

在車載顯示器上能夠顯示前方調(diào)車信號(hào)狀態(tài)、行進(jìn)中的調(diào)車車列實(shí)時(shí)狀態(tài)，及時(shí)發(fā)出注意限速、藍(lán)燈無距離動(dòng)車報(bào)警、接近進(jìn)入盡頭線等語音提示報(bào)警。

3.4 記錄處理功能

完整記錄機(jī)車作業(yè)運(yùn)行數(shù)據(jù)：機(jī)車作業(yè)運(yùn)行數(shù)據(jù)均可實(shí)時(shí)記錄存儲(chǔ)。

機(jī)車數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)及回放：系統(tǒng)具備存儲(chǔ)機(jī)車實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)， 轉(zhuǎn)存儲(chǔ)至地面并能夠進(jìn)行回放和分析功能。

歷史數(shù)據(jù)回放：具有調(diào)車作業(yè)歷史記錄的查詢和回放功能。

系統(tǒng)管理功能。

數(shù)據(jù)記錄存貯及管理：具有對(duì)所有系統(tǒng)的采集數(shù)據(jù)、人工錄入數(shù)據(jù)和系統(tǒng)處理后的歷史數(shù)據(jù)的記錄存儲(chǔ)以及管理功能。

操作使用權(quán)限管理：對(duì)地面相關(guān)操作維護(hù)人員的使用權(quán)限具有權(quán)限管理功能。

4 結(jié)論

介紹STP-TH 型無線調(diào)車機(jī)車信號(hào)和監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)備構(gòu)成、系統(tǒng)各項(xiàng)功能以及工作原理，STP-TH 無線調(diào)車機(jī)車信號(hào)和監(jiān)控系統(tǒng)是鐵總在全國范圍內(nèi)推廣的一套調(diào)車作業(yè)安全輔助系統(tǒng)。目前各路局均在推廣，中間站、調(diào)車場、編組站廣泛應(yīng)用。