列車無線調(diào)度通信系統(tǒng)的發(fā)展

0無線列調(diào)系統(tǒng)鐵路部門擁有獨立而完整的在線網(wǎng)絡(luò)，在組織和運輸生產(chǎn)中發(fā)揮著非常重要的作用。其中,有一種指揮行車專用的數(shù)字調(diào)度通信系統(tǒng),它是供調(diào)度員與各車站值班員和車站之間聯(lián)系的專用行車指揮電話。但是這是一種不完善的通信,因為它們均是固定用戶之間的通信,不能保證鐵路行車的安全。行車安全一直是鐵路運行的重中之重,無線列調(diào)可以解決列車在行駛過程中機(jī)車與調(diào)度中心、車站值班員以及區(qū)間施工人員的聯(lián)系,并能實時進(jìn)行信息交流。在新的鐵路無線列調(diào)系統(tǒng)中調(diào)度命令可以直接發(fā)送到機(jī)車上。電氣化鐵路中,由于機(jī)車運行時,接觸網(wǎng)上有很大的電流,產(chǎn)生多次諧波嚴(yán)重影響無線通信系統(tǒng)的通信質(zhì)量。為保證通信質(zhì)量,讓調(diào)度命令準(zhǔn)確及時的發(fā)送到機(jī)車上,在電氣化區(qū)段排除電氣化對無線列調(diào)的干擾顯得非常重要。本文主要介紹了我國現(xiàn)有無線列調(diào)系統(tǒng)的構(gòu)成,并在此基礎(chǔ)上分析了無線列調(diào)系統(tǒng)的功能運用。1中國鐵路當(dāng)前海外鐵路結(jié)構(gòu)1.1數(shù)字調(diào)度系統(tǒng)及配套設(shè)施無線列調(diào)通信系統(tǒng)采用有線、無線相結(jié)合的方式。昆明設(shè)調(diào)度中心設(shè)備。車站安裝車站電臺,架設(shè)鐵塔或屋頂天線,確保站區(qū)場強(qiáng)覆蓋。終端設(shè)備為機(jī)車電臺和便攜臺。調(diào)度中心與各車站、各站車站電臺之間采用鐵路數(shù)字調(diào)度系統(tǒng)提供的通道連接。沿鐵路線在場強(qiáng)弱的地方設(shè)置區(qū)間互控中繼臺,采用電纜實回線進(jìn)行區(qū)間中繼臺的供電和數(shù)據(jù)傳輸。系統(tǒng)設(shè)備間以2M通道為主,并以4線音頻和RS422通道為輔。通過6號線傳輸系統(tǒng)、上層傳輸網(wǎng)與相應(yīng)的交換控制中心的交換機(jī)連接。1.2調(diào)度中心設(shè)備系統(tǒng)設(shè)備可分為5個主要組成部分,調(diào)度中心設(shè)備、車站設(shè)備、區(qū)間中繼設(shè)備、機(jī)車設(shè)備和便攜臺。調(diào)度中心設(shè)備:調(diào)度中心設(shè)調(diào)度總機(jī)、值班臺、調(diào)度命令發(fā)送設(shè)備。在電務(wù)段設(shè)檢測總機(jī),維修車間設(shè)檢測分機(jī)。車站設(shè)備有:車站電臺、調(diào)度命令轉(zhuǎn)接器、無線調(diào)度命令接收設(shè)備、遠(yuǎn)供電源、全向天線、車站值班臺區(qū)間中繼設(shè)備:區(qū)間中繼臺,定向天線和漏泄電纜2列段系統(tǒng)的功能模式和信號率2.1列段系統(tǒng)的功能2.1.1控制電路及數(shù)據(jù)傳輸調(diào)度員可對該調(diào)度區(qū)段的所有機(jī)車進(jìn)行呼叫、通話,并發(fā)布通告。調(diào)度員采用選站后群呼方式呼叫司機(jī)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)選與司機(jī)通話。司機(jī)采用信令方式呼叫調(diào)度員并通話。調(diào)度員與司機(jī)間通話時具有越區(qū)切換功能。調(diào)度員可選站呼叫車站值班員并通話。調(diào)度員、車站值班員、司機(jī)間的通話分別由調(diào)度所、車站、機(jī)車上的錄音設(shè)備錄音。(2)小三角區(qū)間中繼臺采用連通方式組網(wǎng)時,司機(jī)或車長可呼叫前、后方站并通話。通過轉(zhuǎn)信方式,司機(jī)、車長或其他司機(jī)或車長間可進(jìn)行呼叫并通話。在區(qū)間,司機(jī)或車長可采用同頻或異頻方式呼叫車站值班員并通話。相鄰車站值班員間可呼叫并通話。(3)多用戶在同一區(qū)間可進(jìn)行調(diào)度員與機(jī)車司機(jī)、車站值班員與機(jī)車司機(jī)間的呼叫并通話。車站臺可分別接收上、下行區(qū)間的兩臺機(jī)車呼叫并通話。車站上、下行區(qū)間可分別進(jìn)行轉(zhuǎn)信、呼叫調(diào)度及車站值班員與機(jī)車司機(jī)間的呼叫并通話。同一區(qū)間多個機(jī)車司機(jī)與前、后方車站值班員間呼叫并通話。(4)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)調(diào)度設(shè)備、車站臺(含區(qū)間中繼臺)、機(jī)車臺之間具有雙向數(shù)據(jù)傳輸功能。可接收無線車次號信息并轉(zhuǎn)送給TDCS設(shè)備?？砂l(fā)送調(diào)度命令,并接收自動回執(zhí)和手動確認(rèn)信息。系統(tǒng)具有遠(yuǎn)程集中監(jiān)測車站臺、區(qū)間中繼臺、調(diào)度所設(shè)備的工作狀態(tài)的功能。可通過監(jiān)測總機(jī)對車站臺及區(qū)間中繼臺進(jìn)行參數(shù)設(shè)置和軟件升級。監(jiān)測分機(jī)可通過撥號方式訪問監(jiān)測總機(jī),通過鑒權(quán)、授權(quán)后進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。通過車站臺可監(jiān)測所管轄的區(qū)間中繼臺的工作狀態(tài),同時可進(jìn)行參數(shù)設(shè)置和軟件升級。(6)系統(tǒng)功能具有機(jī)車出入庫自動檢測和配合場強(qiáng)測試啟動車站臺發(fā)射的功能。2.2兩組fl和bz制式的比較鐵路專用450MHz頻段,共有I~VIII組四頻組工作頻率。以III組為例:fl:467.650MHz、f2:467.700MHz、f3:467.750MHz、f4:457.700MHz。采用A制式和Bl制式時用fl~f4;采用BZ制式時用f2和f4;采用C制式時用f4。2.3調(diào)度員之間的通信方式b、c制根據(jù)組網(wǎng)方式及設(shè)備功能的不同,無線列調(diào)分為A、B、C三種制式(1)A制式a)調(diào)度員按車次號個別呼叫司機(jī)并通話,也可對轄區(qū)內(nèi)的所有機(jī)車全呼、通話并發(fā)布通告。b)司機(jī)呼叫調(diào)度員時,調(diào)度所設(shè)備具有顯示、存儲機(jī)車呼入的功能。c)在緊急情況下,機(jī)車司機(jī)可向調(diào)度員發(fā)出緊急呼叫并通話。d)調(diào)度員向司機(jī)發(fā)送調(diào)度指令并顯示,司機(jī)向調(diào)度員發(fā)送報告并顯示,非話信息由調(diào)度所設(shè)備和機(jī)車設(shè)備分別記錄。e)機(jī)車臺、車站臺、調(diào)度所設(shè)備之間具有雙向數(shù)據(jù)傳輸功能。f)調(diào)度員與司機(jī)間通話時具有越區(qū)切換功能。g)系統(tǒng)向下兼容B、C制式。(2)通信方式調(diào)度員、車站值班員與司機(jī)之間采用雙工通信方式;車站值班員、助理值班員、司機(jī)、運轉(zhuǎn)車長之間采用半雙工或單工通信方式;移動用戶之間采用異頻單工通話時,由車站臺、區(qū)間中繼設(shè)備轉(zhuǎn)信;機(jī)車臺與調(diào)度所設(shè)備、車站臺之間的數(shù)據(jù)傳輸采用雙工通信方式。(2)B制式B制式分為單雙工兼容四頻組(簡稱BI制式)和同、異頻獨立同步半雙工方式(簡稱BZ制式)。(1)系統(tǒng)功能a)調(diào)度員可對轄區(qū)內(nèi)的所有機(jī)車進(jìn)行呼叫、通話,并發(fā)布通告。b)調(diào)度員采用選站群呼方式呼叫司機(jī)并通話。c)司機(jī)采用信令方式呼叫調(diào)度員并通話。d)機(jī)車臺、車站臺和調(diào)度設(shè)備之間具有雙向數(shù)據(jù)傳輸功能。e)調(diào)度員與司機(jī)間通話時具有越區(qū)切換功能。f)系統(tǒng)向下兼容C制式。(2)通信方式a)Bl制式調(diào)度員與司機(jī)之間采用雙工通信方式;車站值班員、助理值班員、司機(jī)、運轉(zhuǎn)車長之間采用雙工、半雙工、單工通信方式;移動用戶之間采用異頻單工通話時,由車站臺、區(qū)間中繼設(shè)備轉(zhuǎn)信;機(jī)車臺與調(diào)度所設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸采用雙工通信方式。b)B2制式調(diào)度員、車站值班員與司機(jī)之間采用半雙工通信方式;車站值班員、助理值班員、司機(jī)、運轉(zhuǎn)車長之間采用單工通信方采:移動用戶之間采用異頻單工通話時,由車站臺、區(qū)間中繼設(shè)備轉(zhuǎn)信;機(jī)車臺與調(diào)度所設(shè)備、車站臺的數(shù)據(jù)傳輸采用半雙工通信方式。(3)C制式(1)系統(tǒng)功能:a)滿足調(diào)度員、司機(jī)間及車站值班員、司機(jī)、助理值班員、運轉(zhuǎn)車長之間的通話。b)具有數(shù)據(jù)傳輸功能。(2)通信方式調(diào)度員、車站值班員、助理值班員、司機(jī)、運轉(zhuǎn)車長之間的通話采用單工方式。機(jī)車臺與調(diào)度所設(shè)備、車站臺之間數(shù)據(jù)傳輸采用單工通信方式。3存在的問題和解決方案3.1無線列調(diào)設(shè)備已到正常使用隨著提速的不斷深入,車流密度有了很大的提高,無線列調(diào)的使用頻度也隨之增加。尤其是在列尾裝置安裝使用后,部分區(qū)段的無線列調(diào)設(shè)備已到了無法正常使用的程度。究其原因,目前采用的無線列調(diào)是同頻單工電臺,在僅有的一個頻道上集中了眾多用戶,再加上場強(qiáng)的越區(qū)嚴(yán)重,致使系統(tǒng)有時會陷于癱瘓。3.2解決方案3.2.1采用語音對乘客的已達(dá)式調(diào)度通信無線列調(diào)系統(tǒng)中,通信對象為司機(jī)、車站值班員和車長,其收、發(fā)信頻率分別設(shè)成機(jī)車臺f1、車站臺f2和車長臺f3,平時各設(shè)備在守候狀態(tài)時,守候頻率也分別為f1、f2、f3。當(dāng)其中一方要與另一方通話時,呼叫方的頻率作相應(yīng)的變動。如司機(jī)呼叫車站時,司機(jī)按壓控制盒面板上的車站按鈕,此時機(jī)車臺收、發(fā)的載頻轉(zhuǎn)為f2,司機(jī)用語音呼叫車站值班員,如果車站值班員確認(rèn)自己是所呼對象時,摘機(jī)應(yīng)答;鄰站值班員呼叫本轄區(qū)內(nèi)的機(jī)車臺時,可摘機(jī)按壓車站臺面板上的司機(jī)按鈕,此時車站臺的收、發(fā)頻率轉(zhuǎn)為f1,值班員用語音呼叫所需的機(jī)車,司機(jī)在聽到語音呼叫后摘機(jī)應(yīng)答。如果第3方想監(jiān)聽或插話,只要在自己的設(shè)備上作相應(yīng)的操作,就能調(diào)整到這一頻率上。在通話完畢后掛機(jī),設(shè)備又回到自己的守候頻率上。本文設(shè)想的另一種解決方法:建立1套獨立的調(diào)度通信系統(tǒng),實行大區(qū)制方式。調(diào)度通信系統(tǒng)的頻率可采用機(jī)車臺頻率f1,也可以另設(shè)1個頻率f4。前者的投資比較小,但可靠性較后者為差。如果采用獨立頻率f4,當(dāng)調(diào)度員呼叫司機(jī)時,調(diào)度電臺先發(fā)射f1,用語音呼叫司機(jī),司機(jī)確認(rèn)是被呼對象后,按壓面板上的調(diào)度按鈕,此時雙方都自動將頻率跳轉(zhuǎn)到f4上進(jìn)行通話,通話完畢后掛機(jī),返回守候狀態(tài)。3.2.2無線列調(diào)途徑不健全無線列調(diào)自從投入使用以來,設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化問題一直沒有引起足夠的重視。從TW-1型電臺至目前使用的TW-43或4131和4132型電臺,任2種型號設(shè)備之間互相不兼容。事實上,就是同一型號產(chǎn)品之間,如TW-8A、TW-8B、TW-8C之間,也不能將設(shè)備互換使用,這在設(shè)備大修改造時造成嚴(yán)重的資源浪費。特別是在路局間或分局間的交界處,由于設(shè)備不兼容而使無線列調(diào)發(fā)生故障無法處理。究其原因就是缺乏鐵路無線列調(diào)的規(guī)范化工作。無線列調(diào)電臺主要分為主機(jī)、控制盒及控制電纜。目前后二者的外形尺寸已有了明確規(guī)定,但主機(jī)還沒有明確規(guī)定各接口條件。由于目前的生產(chǎn)廠家很多,統(tǒng)一規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)更為重要,這將關(guān)系到無線列調(diào)的健康發(fā)展。3.2.3強(qiáng)發(fā)揮了八木天線鐵路無線列調(diào)是典型的鏈狀通信結(jié)構(gòu),首選天線應(yīng)該是有很強(qiáng)方向性的八木天線。雖然在維護(hù)上比全向天線要困難,但隨著耐腐蝕材料的不斷出現(xiàn),堅固耐蝕的八木天線很多,因此在安裝不是很困難的前提下,盡量采用八木天線。4無線列調(diào)系統(tǒng)上一個臺階的設(shè)計和單我國的鐵路無線列調(diào)系統(tǒng)字1960年代就開始發(fā)