程紀平 傅 勇

鐵路中間站無線通信系統(tǒng)是整個鐵路調(diào)度指揮系統(tǒng)中最基層的網(wǎng)絡,是調(diào)度員、值班員及機車司乘人員間信息溝通的最主要途徑。隨著我國鐵路行車指揮系統(tǒng)信息化建設的不斷推進,信號 CTC/TDCS網(wǎng)絡與無線通信系統(tǒng)的結(jié)合日趨緊密,對鐵路中間站無線通信系統(tǒng)也提出了更高的要求,這就要求通信專業(yè)人員要對鐵路中間站無線通信系統(tǒng)有一個全面的了解。

圖 1 中間站無線通信系統(tǒng)網(wǎng)絡圖

帶有 CTC/TDCS接口的典型鐵路中間站無線通信系統(tǒng),包括電源設備、無線電臺/電臺控制盒、TDCS數(shù)據(jù)接收解碼器系統(tǒng)、調(diào)度命令轉(zhuǎn)接器、固態(tài)語音記錄儀等設備,以及天線、饋線、防雷、有線音頻通道等設施,網(wǎng)絡如圖 1所示,以下分別介紹。

1 電源設備

電源設備為上述設備提供工作電壓,必須要穩(wěn)定、可靠、不間斷。目前無線電臺的電源有交流220V、直流 -48 V、直流 -13.8 V三種規(guī)格。早期使用交流 220 V和直流 -13.8 V規(guī)格的比較多,隨著高頻開關電源技術的成熟,近期采用單一直流 -48 V電源柜集中供電的比較多。

采用直流 -48 V集中供電,在與其他設備統(tǒng)一用電、減少設備故障率、方便維護的同時,也對電源設備的可靠性提出了更高的要求。在日常施工維護時,要從以下幾個方面來保證電源設備的可靠性。

1.定期檢查交直流電纜有沒有破皮、絕緣老化、連接部位銹蝕松動等現(xiàn)象,若有就要及時處理。

2.必須采用 A/B/C三級防雷,及時更換損壞的防雷元件,雷雨天氣應安排人員值守。

3.至少輸入 2路穩(wěn)定的交流電源,容量應滿足設備要求,自動切換功能必須正常。

4.主動與供電部門聯(lián)系,獲取停電信息,做好應急用電。

5.至少配備 1組蓄電池,容量應滿足設備要求,并定期對蓄電池進行充放電實驗,防止蓄電池老化。

6.至少配備 2塊整流模塊,容量應滿足設備要求,采用 1+1冗余方式運行,并定期對模塊進行檢測。

7.電源柜嚴禁超負荷運行。

8.及時清理電源柜散熱片、散熱風扇、進出風口的灰塵,保證設備散熱良好。

9.應設置環(huán)境動力監(jiān)測設備,方便對電源柜進行遠程監(jiān)控。

2 無線電臺/電臺控制盒

無線電臺/電臺控制盒是中間站無線通信系統(tǒng)的核心。一般無線電臺設置在通信機房,負責轉(zhuǎn)換接收發(fā)射各種有線、無線信號,采用 -48 V電源供電;電臺控制盒設置在運轉(zhuǎn)室,供調(diào)度員、值班員及機車司乘人員間相互呼叫通話,它們之間通過專用電纜連接。另外,無線電臺還通過專門的音頻四線通道與路局的無線調(diào)度總機相連。

2.1 B、C制式電臺標準

按照國家標準,不同廠家的電臺均采用符合鐵道部 TB/T3052-2002《列車無線調(diào)度通信系統(tǒng)制式及主要技術條件》所規(guī)定的450 MHz頻段 B、C制式通信系統(tǒng)標準,為機車和地面之間提供語音和數(shù)據(jù)的傳輸通道。B制式電臺是由 C制式改進而成,是目前鐵路無線系統(tǒng)的主流標準,相對于 C制式電臺,主要改進了以下幾點。

1.調(diào)度員可對該調(diào)度區(qū)段的所有機車進行呼叫、通話,并發(fā)布通告。

2.調(diào)度員采用選站后群呼方式呼叫司機并通話。車站臺占用時,向調(diào)度臺示忙。在緊急情況下,調(diào)度員可優(yōu)先與司機通話。

3.機車司機可采用信令方式通過車站臺直接呼叫調(diào)度員。

4.調(diào)度員與司機間通話時具有越區(qū)切換功能。

2.2 主要功能

1.無線通信功能。實現(xiàn)地面人員與機車電臺、相鄰車站電臺間無線通信的功能。

2.有線通信功能。實現(xiàn)地面臺與路局調(diào)度總機有線通信的功能。

3.有線、無線轉(zhuǎn)接功能。機車臺可以通過本設備實現(xiàn)與調(diào)度總機通信的功能。

4.語音輸出功能。能對所有本機通話的語音信號進行處理輸出,以方便外接錄音儀等記錄設備。

5.調(diào)度命令轉(zhuǎn)接功能。通過調(diào)度命令接口向調(diào)度命令轉(zhuǎn)接器傳送調(diào)度命令信息。

6.饋電功能。通過與數(shù)據(jù)線合一的接口,給調(diào)度命令轉(zhuǎn)接器提供 13.8 V的工作電源。

7.多種其他功能。場強測試、遙調(diào)、遙測、檢測中繼器、調(diào)度命令轉(zhuǎn)接器供電等功能。

為了維護方便,無線電臺應安裝在通信機房,同時為了防止對其他設備造成電磁輻射干擾,無線電臺應安裝在單獨的金屬機柜中,外殼可靠接地。由于電臺控制盒設置在運轉(zhuǎn)室,所以極易損壞,一般是手柄摔壞、控制盒進水、開關失效、線斷等故障。建議在通信機房內(nèi)放一臺備用控制盒,以方便及時更換。

3 TDCS數(shù)據(jù)接收解碼器系統(tǒng)

TDCS數(shù)據(jù)接收解碼器系統(tǒng)是無線車次號校核系統(tǒng)中的車站設備,一般設置在通信機房,采用-48V電源供電。該設備在 457.550 MHz頻率上接收機車臺發(fā)送的信息數(shù)據(jù),并解調(diào)出相應的信息數(shù)據(jù),經(jīng) RS-422接口將信息數(shù)據(jù)傳送到位于信號微機房的 TDCS車站分系統(tǒng),然后通過 2 Mb/s鏈路與路局 TDCS中心相連,完成整個無線車次號的校核工作。同時,還通過調(diào)度命令接口向調(diào)度命令轉(zhuǎn)接器傳送調(diào)度命令信息。系統(tǒng)由數(shù)據(jù)接收解碼器主機、連接電纜、天線、饋線、電源接口等部分組成。主要功能如下。

1.接收無線車次號信息數(shù)據(jù)并對數(shù)據(jù)糾錯、檢錯、解碼。

2.根據(jù)公里標判斷是否本站轄區(qū)列車數(shù)據(jù),并以 LED方式直觀顯示公里標上、下界及接收的車次號信息,如果是本站轄區(qū)列車則顯示車次號,如果不是則顯示 CC。

3.如果經(jīng)列車位置公里標比較判為本站轄區(qū)列車傳來的信息,則把接收的信息通過 RS-422接口送到本站 TDCS車站分系統(tǒng)。

4.比較后確認不是本站轄區(qū)列車傳來的信息則清除該信息。

5.為了提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?車站數(shù)據(jù)接收解碼器對每幀數(shù)據(jù)均向 TDCS車站分系統(tǒng)傳送3次。

6.設有標準的調(diào)度命令接口,用來與車站調(diào)度命令轉(zhuǎn)接器連接,用于傳輸調(diào)度命令回執(zhí)信息。

4 調(diào)度命令轉(zhuǎn)接器

調(diào)度命令轉(zhuǎn)接器是調(diào)度命令無線傳送系統(tǒng)的組成部分,一般設置在通信機房,直接與車站電臺、TDCS數(shù)據(jù)接收解碼器、TDCS車站分系統(tǒng)相連,工作電壓由電臺通過數(shù)據(jù)線提供,用于轉(zhuǎn)發(fā)調(diào)度員、車站值班員向機車司機發(fā)送的調(diào)度命令 (含調(diào)度命令、行車憑證等),為調(diào)度指揮行車提供更為直接的手段。

當轉(zhuǎn)接器收到 TDCS設備的調(diào)度命令數(shù)據(jù),經(jīng)確認及回執(zhí)后,控制車站電臺向機車電臺發(fā)起呼叫。無線信道建立后,轉(zhuǎn)接器將調(diào)度命令信息通過車站臺發(fā)出,調(diào)度命令信息發(fā)送完成后,轉(zhuǎn)接器和車站臺回到守候狀態(tài)。當機車裝置收到調(diào)度命令后,將向車站設備自動發(fā)送確認信息。此時,TDCS數(shù)據(jù)接收解碼器將接收到的確認信息發(fā)送到轉(zhuǎn)接器,經(jīng)轉(zhuǎn)接器處理后,送至 TDCS分機。當受令司機簽收調(diào)度命令后,機車裝置將向車站設備發(fā)送人工簽收信息。簽收信息的傳送過程與確認信息相同。經(jīng)過上述過程,就完成了調(diào)度命令的無線傳送。主要功能如下。

1.將 TDCS設備發(fā)送的調(diào)度命令,通過無線列調(diào)車站電臺發(fā)送。

2.將 TDCS數(shù)據(jù)接收解碼器收到的確認、簽收、調(diào)車請求等信息轉(zhuǎn)發(fā)給 TDCS設備。

3.記錄轉(zhuǎn)發(fā)的調(diào)度命令及自動應答、簽收、調(diào)車請求等信息。

4.模擬測試功能。在守候狀態(tài)下,按住轉(zhuǎn)接器上的 “測試”鍵 2 s,模擬發(fā)送車次號為“K123”,機車號為 “XXXXXXXX”的調(diào)度命令測試報文。此功能與機車裝置或調(diào)度命令模擬器配合使用,可檢驗車站設備和機車裝置是否工作正常。

5.調(diào)度命令信息的轉(zhuǎn)儲?？墒褂谜{(diào)度命令轉(zhuǎn)儲器讀出轉(zhuǎn)接器內(nèi)保存的調(diào)度命令及自動應答、簽收、調(diào)車請求等信息,以免維修時數(shù)據(jù)丟失。

以上 TDCS數(shù)據(jù)接收解碼器和調(diào)度命令轉(zhuǎn)接器既與通信設備相接,又與信號設備相連,所以在施工時一定要采用阻燃屏蔽電纜連接,而且屏蔽層要接地,防止干擾,嚴禁用網(wǎng)線替代。出現(xiàn)故障時要及時通知信號維護人員到場,共同處理。一般是用寫好數(shù)據(jù)的設備直接替換,若故障不消失,則問題在連接電纜或信號 CTC/TDCS分機上。

5 固態(tài)語音記錄儀

固態(tài)語音記錄儀采用非傳統(tǒng)磁帶式的大規(guī)模數(shù)字集成電路,完成對語音的取樣、壓縮、編碼和存儲,主要對通過車站電臺的所有本地通話的語音信號進行錄音,以方便隨時隨地的查詢、檢查,人工核對整個現(xiàn)場通話狀況。安裝在通信機房,采用-48 V供電。它屬于行車安全的輔助設備,一般采用多通道錄音儀,與有線調(diào)度設備合用。與電臺的連接方式有聲控和電控 2種方式,施工時一般采用聲控方式,即當電臺錄音接口的輸出語音信號大于或等于 -40 dB時,固態(tài)語音記錄儀開始工作。所有錄音可以按時間段任意查詢,可本地查詢,也可遠端電話查詢。

為了保證錄音清晰,防止噪音干擾,錄音電纜一定要用屏蔽電纜,而且屏蔽層要接地。固態(tài)語音記錄儀的常見故障是不能錄音、噪音大、不能查詢等,在排除工作電壓、音源設備、錄音電纜的問題后,只有更換記錄儀。

6 天線、饋線、防雷設施

天線、饋線、防雷設施包括室外輻射天線、引入室內(nèi)的饋線以及防雷元件等。電臺天線和 TDCS數(shù)據(jù)接收解碼器天線獨立設置,如果都安裝在室外鐵塔上,一般將電臺天線設置在第 1層平臺,TDCS數(shù)據(jù)接收解碼器天線設置在第 2層平臺。天線、饋線、防雷設施質(zhì)量的好壞直接關系到室內(nèi)設備的安全運行,安裝時一定要按照設計文件及廠家的技術要求來做,并可靠接地。

以上是典型的帶有 CTC/TDCS接口的鐵路中間站無線通信系統(tǒng)的全部設備。由于它們均采用了大規(guī)模集成電路技術及計算機技術,設備的穩(wěn)定性都比較好,正常使用中維護量不大。維護的重點是要做好與室外天饋線相連部位的防雷工作,各個防雷器件必須定期更換,連接部位定期檢查有無松動、脫落及銹蝕現(xiàn)象,各設備接地是否良好等等。

(責任編輯:諸 紅)