1、無線通信鐵路工程車輛協(xié)同作業(yè)研究 1鐵路工程車輛無線通信 近年來無線通信技術(shù)飛快進(jìn)展，使得遠(yuǎn)距離、多型號多功能車輛組網(wǎng)通信成為可能。電力機車上使用無線技術(shù)實現(xiàn)機車無線重聯(lián)已經(jīng)在國內(nèi)重載鐵路上廣泛應(yīng)用，技術(shù)較為成熟。工程車輛也有不少安裝有網(wǎng)絡(luò)控制的鐵路工程車輛裝配了3G通信模塊，初步實現(xiàn)了車輛信息的遠(yuǎn)程監(jiān)控，但是尚未實現(xiàn)車輛間無線協(xié)同作業(yè)控制，國外也沒有工程車輛基于無線通信協(xié)同作業(yè)的先例。 鐵路工程車輛的協(xié)同作業(yè)要求無線通信穩(wěn)定且傳輸速度較快，因此在無線通信方面需要采用多種模式的無線通信方式，近距離300m范圍內(nèi)采用速度較快的2.4GHz公用頻段的無線通信方式，較遠(yuǎn)距離500m1km采用800M

2、Hz頻段通信方式，更遠(yuǎn)距離的遠(yuǎn)程調(diào)配任務(wù)由3G模塊實現(xiàn)無線通信。為保證無線通信的穩(wěn)定性，無線通信系統(tǒng)硬件采用雙冗余設(shè)計，通信協(xié)議設(shè)計采用控制信息與基本信息分別的方式，將參加控制的信息通過雙模式網(wǎng)絡(luò)優(yōu)選后舉行發(fā)送，而用于系統(tǒng)監(jiān)控的基本信息通過低速網(wǎng)絡(luò)（3G網(wǎng)絡(luò)）舉行發(fā)送，并在系統(tǒng)中對無線網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)舉行監(jiān)控，提高了系統(tǒng)的牢靠性。 1.1車載無線通信系統(tǒng) 工程車輛安裝車載無線通信系統(tǒng)后，各工程車輛可實現(xiàn)互相間信息交互，同時通過3G通信實現(xiàn)車輛與地面服務(wù)管理系統(tǒng)的信息交互。其中3G通信實現(xiàn)管理部門與車隊之間的語音通話與作業(yè)信息傳達(dá)，圖1為單臺車輛不編組時使用車載無線通信系統(tǒng)與遠(yuǎn)程終端信息交互暗示圖。通過

3、車載通信模塊可實現(xiàn)車隊間信息傳達(dá)，實現(xiàn)共同任務(wù)的多種車輛的協(xié)同作業(yè)，圖2為車輛編組后車輛使用無線通信網(wǎng)絡(luò)舉行通信暗示圖，并可采用圖1方式通過3G網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)管理部門與遠(yuǎn)程終端用戶舉行作業(yè)信息的通信與語音通話。 1.2鐵路工程車輛組隊 安裝無線通信系統(tǒng)后，組隊車輛需要通過無線通信系統(tǒng)的編組界面舉行設(shè)置，可以對編組車輛信息設(shè)置并確認(rèn)組隊，發(fā)起編組的車輛優(yōu)先設(shè)置為主車。編組后由主車對編組中的從車舉行任務(wù)分配與監(jiān)視，從車完成自身任務(wù)實現(xiàn)、自身任務(wù)監(jiān)視，從車可以通過掃瞄方式看到其他車輛的作業(yè)狀態(tài)信息，但不能對其他車輛的任務(wù)舉行修改。一旦完成編組，編組車輛惟獨通過解編命令實現(xiàn)退出編組模式。系統(tǒng)會對編組車輛的運

4、行方向等信息舉行核對，倘若不在同一車道上或者同一車道上存在未編組車輛，系統(tǒng)將舉行提醒且不完成編組。惟獨當(dāng)需要編組的車輛在同一車道上且中間無其他不編組車輛，才干完成編組，以保證編組后車輛的平安運行。 1.3編組通信 編組后車輛優(yōu)先使用Wi-Fi舉行通信，主車位置可以位于車隊前端，通信有效距離300m，主車與從車之間保持編組內(nèi)作業(yè)數(shù)據(jù)通信，主車根據(jù)協(xié)同作業(yè)流程對從車的作業(yè)規(guī)律舉行挨次控制，從車與從車之間有狀態(tài)數(shù)據(jù)查詢的通信。為保證信道的通暢，主從機均對網(wǎng)絡(luò)的忙閑舉行監(jiān)測，并對編組后的車輛舉行車輛間距準(zhǔn)時測量。編組通信在WiFi信號消失異樣時采用電臺或者專用GSM-R網(wǎng)絡(luò)通信方式（見圖4）。編組主從

5、關(guān)系不變，在通信網(wǎng)絡(luò)切換時會消失網(wǎng)絡(luò)切換提示，當(dāng)控制數(shù)據(jù)未能在指定時光內(nèi)發(fā)送或接收，即網(wǎng)絡(luò)消失故障時，自動解編，編組記錄保留，界面提示系統(tǒng)自主控制，在網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)正常時提醒可以編組。 2協(xié)同作業(yè)的實現(xiàn)及優(yōu)勢 2.1協(xié)同作業(yè)的實現(xiàn) 編組車輛協(xié)同作業(yè)的實現(xiàn)需要具備以下須要條件：鐵路工程車輛安裝無線通信系統(tǒng)；參加編組的工程車輛根據(jù)車輛設(shè)計的主要功能舉行任務(wù)時序統(tǒng)一分配，形成鐵路工程車輛無線通信協(xié)議中的功能定義；工程車隊列根據(jù)作業(yè)流程舉行任務(wù)分配與執(zhí)行；具備主動脫離協(xié)同作業(yè)功能。編組車輛協(xié)同作業(yè)的基本作業(yè)流程如圖5所示。流程如下：編組車輛的作業(yè)流程由施工單位決定后通過3G網(wǎng)絡(luò)或派工任務(wù)單傳輸下達(dá)到指定編組

6、；當(dāng)編組工程車輛需要從不同作業(yè)點或修理點到達(dá)作業(yè)點時，可以先自立運行到達(dá)作業(yè)位之后再舉行編組； 主車收到作業(yè)流程后，分配啟動任務(wù)、走行任務(wù)、主要作業(yè)任務(wù)等，詳細(xì)的任務(wù)執(zhí)行由每臺工程車自身控制系統(tǒng)實現(xiàn)；任務(wù)完成后解除編組后收車。根據(jù)上述編組設(shè)計，清篩車到達(dá)指定作業(yè)點后，執(zhí)行清篩任務(wù)，清篩車離開該作業(yè)點并連續(xù)作業(yè)，清篩車與配砟車保持有一定距離，配砟車執(zhí)行配砟任務(wù)，與此作業(yè)方式相同，當(dāng)清篩車離開一定距離后搗固車開頭作業(yè)，之后是穩(wěn)定車。如遇突發(fā)大事，通過無線通信系統(tǒng)編組界面的解編命令可以解除編組，車輛可以自立完成自身任務(wù)自由操作，當(dāng)該編組完成小組作業(yè)任務(wù)后返回基地前解除編組。 2.2協(xié)同作業(yè)的優(yōu)勢 在鐵路施工維護(hù)工作越來越精細(xì)化的環(huán)境下，某一種或幾種車型共同完成作業(yè)任務(wù)的狀況會越來越多，通過無線通信實現(xiàn)車與車之間的協(xié)同協(xié)作，不但提高車輛的利用效率，車輛的設(shè)計與規(guī)范使用也會越發(fā)統(tǒng)一，在不添置更多工程機械設(shè)備的狀況下通過協(xié)同作業(yè)完成復(fù)雜的線路維護(hù)任務(wù)，同時也將節(jié)省線路檢修與維護(hù)的計劃時光。 3結(jié)語 本文推薦了一種基于無線