軒非亞 曾祥兵

（1．北京鐵路通信技術(shù)中心，北京 100038；2．北京全路通信信號(hào)研究設(shè)計(jì)院有限公司，北京 100073）

無線調(diào)度命令傳送系統(tǒng)作為一種高效及時(shí)的調(diào)度命令傳送方式，在我國鐵路行業(yè)應(yīng)用中越來越重要，有效提高了列車行車指揮的效率。本文詳細(xì)介紹450 MHz無線調(diào)度命令在傳輸過程中遇到的問題，結(jié)合現(xiàn)場維護(hù)人員的檢修流程，提出一種適用于現(xiàn)場應(yīng)用的快速檢測設(shè)備，用于對(duì)無線調(diào)度命令、無線車次號(hào)傳輸過程中出現(xiàn)的設(shè)備故障定位及測試。主要解決以下問題。

1）可檢測機(jī)車設(shè)備。含調(diào)度命令機(jī)車裝置、機(jī)車數(shù)據(jù)采集編碼器、無線列調(diào)機(jī)車電臺(tái)或CIR的檢測。

2）可檢測地面設(shè)備。含車站電臺(tái)、調(diào)度命令轉(zhuǎn)接器、車次號(hào)接收解碼器的檢測。

考慮到現(xiàn)場條件的惡劣和復(fù)雜性，快速檢修設(shè)備還具備操作便捷、界面友好，攜帶方便等特性，方便維護(hù)檢修人員操作使用。

1 現(xiàn)狀

450 MHz調(diào)度命令無線傳送及車次號(hào)無線校核系統(tǒng)車、地間的無線傳送部分，主要由調(diào)度命令機(jī)車裝置、機(jī)車電臺(tái)或CIR、機(jī)車數(shù)據(jù)采集編碼器、無線列調(diào)車站電臺(tái)、車站數(shù)據(jù)接收解碼器和調(diào)度命令車站轉(zhuǎn)接器等組成。主要功能是車站向管轄區(qū)間內(nèi)的列車發(fā)送調(diào)度命令、行車憑證、調(diào)車作業(yè)通知單、進(jìn)路預(yù)告等信息，接收列車返回的自動(dòng)確認(rèn)及手動(dòng)簽收信息；機(jī)車向車站發(fā)送車次號(hào)校核信息。

目前，對(duì)于設(shè)備故障的排查，一般使用獨(dú)立的檢測設(shè)備，如：機(jī)車電臺(tái)出入庫檢測裝置、調(diào)度命令出入庫檢測裝置，便攜式機(jī)車數(shù)據(jù)采集編碼器檢測裝置等，或使用無線列調(diào)對(duì)講機(jī)對(duì)車站電臺(tái)、機(jī)車電臺(tái)進(jìn)行簡單的測試。

2 存在的問題

450 MHz調(diào)度命令無線傳送及車次號(hào)無線校核信息的傳輸，需經(jīng)過相當(dāng)多的環(huán)節(jié)，如一條完整的調(diào)度命令發(fā)送及回執(zhí)的接收，需要經(jīng)過以下幾個(gè)步驟。

調(diào)度臺(tái)→TDCS車站分機(jī)→調(diào)度命令車站轉(zhuǎn)接器→車站電臺(tái)→機(jī)車電臺(tái)→調(diào)度命令機(jī)車裝置；調(diào)度命令機(jī)車裝置（回執(zhí)）→機(jī)車電臺(tái)→車站電臺(tái)→車站數(shù)據(jù)接收解碼器→調(diào)度命令車站轉(zhuǎn)接器→TDCS車站分機(jī)→調(diào)度臺(tái)。

任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，均會(huì)導(dǎo)致TDCS顯示調(diào)度命令發(fā)送失敗。維護(hù)人員在檢修故障時(shí)，需對(duì)每一個(gè)環(huán)節(jié)分別測試、逐一核查。如果采用獨(dú)立的監(jiān)測設(shè)備，現(xiàn)場處理問題時(shí)，必須帶齊所有的檢測工具、熟悉每一種檢修設(shè)備的使用，才能根據(jù)檢測數(shù)據(jù)做出正確的判斷。現(xiàn)場檢測采用分離式檢測設(shè)備，增大了維護(hù)人員的工作難度，要求維護(hù)人員熟練掌握多種設(shè)備的指標(biāo)及多種儀表的使用，不利于提高檢測維修質(zhì)量和工作效率。此外，多種檢修設(shè)備的配置，也不利于維護(hù)單位的設(shè)備管理。

3 解決思路

450 MHz調(diào)度命令無線傳送檢測維護(hù)涉及的設(shè)備有很多種，但細(xì)致分析，仍可以找出一些共同點(diǎn)。

列車無線數(shù)據(jù)傳輸過程中，其業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)表現(xiàn)形態(tài)可分為有線RS-422/RS-485及無線信道FFSK方式。如TDCS分機(jī)、車站轉(zhuǎn)接器、機(jī)車裝置、車站解碼器、采集編碼器等，均采用RS-422/RS-485接口；車站電臺(tái)工作頻組的發(fā)送通道及機(jī)車電臺(tái)457.550 MHz的發(fā)送通道，均采用FFSK方式。

根據(jù)上述情況，如果研制一套具有多個(gè)有線數(shù)據(jù)接口及可調(diào)整頻率的無線數(shù)據(jù)傳輸綜合檢測設(shè)備，集成各種通信接口、通道的檢測功能，適應(yīng)對(duì)現(xiàn)場不同設(shè)備的連接和測試，能夠減少現(xiàn)場檢修作業(yè)攜帶的儀表和設(shè)備，大大減輕檢修人員工作負(fù)荷。

綜合檢測設(shè)備應(yīng)采用屏幕顯示方式、圖形化操作界面，簡化操作過程，并將接收/發(fā)送的調(diào)度命令數(shù)據(jù)信息解析、翻譯后，以通俗、易懂的漢字顯示出來，便于現(xiàn)場人員分析數(shù)據(jù)、查找問題，有利于提高故障處理速度。

考慮到現(xiàn)場使用方便，綜合檢測設(shè)備應(yīng)采用一體化結(jié)構(gòu)，具有合適的尺寸和重量，易于便攜，堅(jiān)固可靠；采用內(nèi)置蓄電池供電，持續(xù)工作時(shí)間不小于10 h（按發(fā)送、接收時(shí)間1∶20考慮）。

4 設(shè)備介紹

4.1 主要功能

按上述思路，提出一種便攜式450 MHz無線數(shù)據(jù)傳輸綜合檢測設(shè)備，它具備以下主要功能。

1）模擬機(jī)車數(shù)據(jù)采集編碼器發(fā)送車次號(hào)信息。

2）接收并顯示機(jī)車數(shù)據(jù)采集編碼器發(fā)送的車次號(hào)信息。

3）模擬TDCS分機(jī)發(fā)送調(diào)度命令。

4）接收并顯示TDCS分機(jī)發(fā)送的調(diào)度命令。5）模擬機(jī)車設(shè)備接收調(diào)度命令；發(fā)送回執(zhí)、無線車次號(hào)、調(diào)車請(qǐng)求等信息。

6）接收并顯示機(jī)車設(shè)備無線發(fā)送的回執(zhí)、無線車次號(hào)、調(diào)車請(qǐng)求等信息。

7）模擬車站發(fā)送調(diào)度命令；接收車次號(hào)、調(diào)車請(qǐng)求信息。

8）接收并顯示車站發(fā)送的調(diào)度命令信息。

9）重量小于6 kg；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)易于隨身攜帶。

10）發(fā)射功率1～3 W，可設(shè)置。

11）設(shè)備采用蓄電池供電，連續(xù)工作時(shí)間大于10 h（發(fā)射：待機(jī)時(shí)間為1∶20）；充電時(shí)間約為3～5 h。

4.2 原理框圖

控制處理器采用嵌入式工控機(jī)，應(yīng)符合PC/104規(guī)范V2.5要求，具有資源豐富、接口齊全、功耗低、可靠性高等特點(diǎn)，可在-40℃～+85℃溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定工作，滿足工業(yè)級(jí)產(chǎn)品的各種應(yīng)用需求。預(yù)裝Windows CE 5.0操作系統(tǒng)，便于軟件設(shè)計(jì)開發(fā)。

無線信道機(jī)選用450 MHz信道機(jī)，應(yīng)具不少于16個(gè)信道，可通過寫頻軟件實(shí)時(shí)設(shè)置收/發(fā)信道頻率、發(fā)射功率（5W/2W/1W）、隨路信令等，信道轉(zhuǎn)換時(shí)間小于110 ms。

顯示器選用5.6英寸TFT彩色液晶屏，支持點(diǎn)陣為640×480。

輸入設(shè)備選用4×5鍵盤。

設(shè)備組成如圖1所示，設(shè)備面板示意如圖2所示。

5 工作方式

450 MHz無線數(shù)據(jù)傳輸綜合檢測設(shè)備主要有以下2類工作方式。

1）模擬現(xiàn)場工作環(huán)境。

2）對(duì)目標(biāo)設(shè)備進(jìn)行測試。

5.1 現(xiàn)場模擬

現(xiàn)場設(shè)備示意如圖3所示。

5.1.1 模擬機(jī)車設(shè)備

模擬機(jī)車上的設(shè)備（無線列調(diào)機(jī)車電臺(tái)或CIR、調(diào)度命令機(jī)車裝置），接收地面無線FFSK發(fā)送的調(diào)度命令；以無線FFSK方式發(fā)送自動(dòng)應(yīng)答/簽收命令，發(fā)送調(diào)車請(qǐng)求命令。

通過模擬機(jī)車設(shè)備，接收地面發(fā)送的調(diào)度命令并給出應(yīng)答，可快速排查地面設(shè)備是否存在問題。如果發(fā)現(xiàn)地面設(shè)備存在問題，再啟用車站設(shè)備測試及TDCS分機(jī)測試功能對(duì)地面設(shè)備進(jìn)一步檢測。

5.1.2 模擬車站設(shè)備

模擬車站地面設(shè)備（無線列調(diào)車站電臺(tái)、車站數(shù)據(jù)接收解碼器、調(diào)度命令車站轉(zhuǎn)接器）。通過無線FFSK方式，發(fā)送各種調(diào)度命令，接收機(jī)車自動(dòng)應(yīng)答/簽收及車次號(hào)信息。

通過模擬車站設(shè)備，向機(jī)車發(fā)送調(diào)度命令并接收應(yīng)答，快速排查車載設(shè)備是否存在問題。如果發(fā)現(xiàn)車載設(shè)備存在問題，再啟用機(jī)車設(shè)備測試及機(jī)車數(shù)據(jù)采集編碼器測試功能對(duì)車上設(shè)備進(jìn)一步檢測。

5.1.3 模擬機(jī)車數(shù)據(jù)采集編碼

通過RS-485接口/音頻接口，采用數(shù)字或模擬方式，向機(jī)車電臺(tái)發(fā)送車次號(hào)信息。

在測試機(jī)車設(shè)備時(shí)，可將機(jī)車電臺(tái)或CIR連接綜合檢測設(shè)備，模擬機(jī)車數(shù)據(jù)采集編碼發(fā)送車次號(hào)信息。

5.1.4 模擬TDCS車站分機(jī)

通過RS-422串行接口，向車站電臺(tái)發(fā)送各種調(diào)度命令，并接收車站電臺(tái)返回的自動(dòng)回執(zhí)/簽收信息。

在測試車站設(shè)備時(shí)，可將車站設(shè)備連接綜合檢測設(shè)備，模擬TDCS車站分機(jī)發(fā)送調(diào)度命令，并監(jiān)測調(diào)度命令的回執(zhí)及車次號(hào)信息的接收情況。

5.2 設(shè)備測試

5.2.1 機(jī)車設(shè)備測試

啟動(dòng)綜合檢測設(shè)備機(jī)車設(shè)備測試功能，逐一完成對(duì)機(jī)車設(shè)備的調(diào)度命令接收、回執(zhí)發(fā)送、車次號(hào)發(fā)送測試。

5.2.2 車站設(shè)備測試

啟動(dòng)綜合檢測設(shè)備車站設(shè)備測試功能，逐一完成對(duì)車站設(shè)備的調(diào)度命令發(fā)送、回執(zhí)接收、車次號(hào)接收測試。

5.2.3 機(jī)車數(shù)據(jù)采集編碼數(shù)據(jù)通信測試

將機(jī)車數(shù)據(jù)采集編碼器通過RS-485接口連接到綜合檢測設(shè)備，啟動(dòng)TAX箱測試功能，接收并分析編碼器發(fā)送的數(shù)據(jù)。

5.2.4 TDCS車站分機(jī)數(shù)據(jù)通信測試

將TDCS車站分機(jī)通過RS-422接口連接到綜合檢測設(shè)備，啟動(dòng)TDCS車站分機(jī)測試功能，接收并分析TDCS車站分機(jī)的數(shù)據(jù)。

6 結(jié)論

按照上述思路研制的便攜式450 MHz無線數(shù)據(jù)傳輸綜合檢測設(shè)備，集成了多種無線數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備和測試功能，可以模擬發(fā)送各類車、地?zé)o線傳輸業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)，解決過去無線數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備現(xiàn)場維修檢測缺乏基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的問題，有利于故障快速定位和排查；并以直觀方式顯示檢測結(jié)果，有利于維護(hù)人員分析、處理故障，提高檢測維修質(zhì)量和工作效率；簡化檢修設(shè)備的配置，減輕現(xiàn)場維護(hù)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，有利于維護(hù)單位的設(shè)備管理。

[1] 科技運(yùn)[2007]99號(hào) GSM-R數(shù)字移動(dòng)通信應(yīng)用技術(shù)條件第三分冊:調(diào)度命令信息無線傳送系統(tǒng)V1.0[S].

[2] 科技運(yùn)[2007]98號(hào) GSM-R數(shù)字移動(dòng)通信應(yīng)用技術(shù)條件第二分冊:列車無線車次號(hào)校核信息傳送系統(tǒng) V1.0[S].