于瑩（太原鐵路局黨校，助理工程師，山西　太原　030013）

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無線調(diào)車機(jī)車信號和監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)應(yīng)用

于瑩
（太原鐵路局黨校，助理工程師，山西太原030013）

摘要：本文首先從STP-KA型無線調(diào)車機(jī)車信號和監(jiān)控系統(tǒng)的功能、構(gòu)成及工作原理方面進(jìn)行了簡要介紹，然后結(jié)合現(xiàn)場運(yùn)輸?shù)膶?shí)際情況，從設(shè)備的使用和維護(hù)方面闡述了系統(tǒng)異常和故障的處理方法。

關(guān)鍵詞：STP；系統(tǒng)功能；故障處理

10.13572/j.cnki.tdyy.2015.02.022

隨著鐵路干線列車運(yùn)行速度的提高和運(yùn)能需求的增加，調(diào)車作業(yè)的安全問題越來越引起關(guān)注。有效的調(diào)車作業(yè)安全防護(hù)保障著列車運(yùn)行的安全，促進(jìn)列車運(yùn)行圖的實(shí)現(xiàn)和列車編組計(jì)劃的執(zhí)行以及車輛的周轉(zhuǎn)等。以前調(diào)車作業(yè)時(shí)，調(diào)車司機(jī)都是依靠地面信號機(jī)的指示狀態(tài)來進(jìn)行調(diào)車作業(yè)的。由于瞭望失誤等原因，有時(shí)會發(fā)生因闖藍(lán)燈、撞正線、超速行駛造成調(diào)車擠道岔、沖突、脫軌等事故。在雨雪、大霧、冰雹等惡劣天氣下，調(diào)車作業(yè)的安全和效率更難以保證，行車事故也時(shí)有發(fā)生。為有效解決上述問題，STP-KA型無線調(diào)車機(jī)車信號和監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)站場設(shè)備狀態(tài)，監(jiān)視、控制機(jī)車安全走行，必要時(shí)采取制動等安全措施，以保證站場內(nèi)調(diào)車作業(yè)的安全。

1　系統(tǒng)功能

無線調(diào)車機(jī)車信號和監(jiān)控系統(tǒng)（簡稱STP）是由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成的監(jiān)視控制記錄系統(tǒng)，將站場內(nèi)調(diào)車作業(yè)與地面信號形成聯(lián)鎖，通過無線通信信道實(shí)現(xiàn)調(diào)車信號、調(diào)車進(jìn)路及作業(yè)單等在機(jī)車和調(diào)車終端上的實(shí)時(shí)顯示，并結(jié)合LKJ 2000型列車運(yùn)行監(jiān)控記錄裝置實(shí)現(xiàn)對調(diào)車機(jī)車作業(yè)的安全防護(hù)。

1.1對調(diào)車機(jī)車的安全防護(hù)功能STP-KA型無線調(diào)車機(jī)車信號和監(jiān)控系統(tǒng)可自動防止調(diào)車作業(yè)時(shí)車列冒進(jìn)阻擋信號機(jī)或突然關(guān)閉的信號機(jī)；防止車列越過站場規(guī)定的停車點(diǎn)；控制車列在盡頭線、到發(fā)線安全距離前方停車；自動防止調(diào)車作業(yè)時(shí)速度超過允許的最高限速；對壓信號折返調(diào)車作業(yè)進(jìn)行安全防護(hù)；出站調(diào)車或跟蹤出站調(diào)車的安全防護(hù)；停留車位置明確時(shí)防止超過連掛允許的最高限速。

1.2顯示及監(jiān)視功能地面車站人員和調(diào)車司機(jī)可通過顯示終端了解站場中信號機(jī)、道岔、軌道區(qū)段和進(jìn)路狀態(tài)，監(jiān)視作業(yè)機(jī)車的當(dāng)前位置、運(yùn)行速度及限制速度等信息，在系統(tǒng)終端和車載顯示器上實(shí)時(shí)顯示調(diào)車作業(yè)通知單和鉤作業(yè)進(jìn)度，對調(diào)車作業(yè)過程一目了然。系統(tǒng)對調(diào)車機(jī)車位置進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤，幫助地面車站人員、調(diào)車司機(jī)更加及時(shí)準(zhǔn)確地了解調(diào)車作業(yè)進(jìn)程，實(shí)時(shí)掌握站場使用情況。

1.3記錄及管理功能該系統(tǒng)還能夠?qū)崟r(shí)記錄并保存調(diào)車作業(yè)過程中的重要數(shù)據(jù)，提供歷史數(shù)據(jù)的回放、分析、管理等功能。通過LKJ 2000型列車運(yùn)行監(jiān)控記錄裝置可轉(zhuǎn)儲監(jiān)控運(yùn)行數(shù)據(jù)，存儲管理所有采集數(shù)據(jù)、人工錄入數(shù)據(jù)以及信息加工后的目標(biāo)數(shù)據(jù)。通過歷史數(shù)據(jù)回放，可在地面重現(xiàn)歷史的調(diào)車作業(yè)過程，為分析調(diào)車作業(yè)的進(jìn)程、發(fā)現(xiàn)調(diào)車作業(yè)中的安全隱患和處理調(diào)車作業(yè)事故提供有效的輔助手段。

2　系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理

2.1系統(tǒng)構(gòu)成STP-KA型無線調(diào)車機(jī)車信號和監(jiān)控系統(tǒng)由地面設(shè)備和車載設(shè)備組成。地面設(shè)備與車載設(shè)備之間通過無線通信方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)雙向傳輸，完成閉環(huán)控制任務(wù)。

地面設(shè)備設(shè)置在相關(guān)的信號樓內(nèi)，它由雙套地面主機(jī)（含GPS基站、電臺、UPS、交換機(jī)）、電務(wù)維護(hù)終端、調(diào)車終端、站調(diào)終端、地面全向天線、GPS天線組成。車載設(shè)備由車載主機(jī)、車載顯示器（LKJ 2000列車監(jiān)控儀顯示器）、查詢主機(jī)、應(yīng)答器天線、車載天線、GPS天線、車載打印機(jī)組成。

2.2工作原理機(jī)車下方的應(yīng)答器天線通過站場各個(gè)出入口處的傳感器（應(yīng)答器）接收機(jī)車定位設(shè)備發(fā)送的初始位置信息，申請注冊入網(wǎng)。入網(wǎng)后，地面設(shè)備接收計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備發(fā)來的站場碼位信息，了解站場信號開放情況，發(fā)送給車載主機(jī)、調(diào)車終端和電務(wù)維護(hù)終端；接收車載主機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)的機(jī)車運(yùn)行信息，搜索車列前方的調(diào)車進(jìn)路，實(shí)時(shí)跟蹤計(jì)算車列位置，將搜索和計(jì)算的結(jié)果發(fā)送給車載主機(jī)；同時(shí)將收到的機(jī)車運(yùn)行信息和車列位置信息發(fā)給調(diào)車終端和電務(wù)維護(hù)終端；轉(zhuǎn)發(fā)調(diào)車終端發(fā)送的調(diào)車作業(yè)單給車載主機(jī)和電務(wù)維護(hù)終端。調(diào)車終端和電務(wù)維護(hù)終端實(shí)時(shí)顯示站場圖形、車列運(yùn)行狀況和調(diào)車作業(yè)單，電務(wù)維護(hù)終端提供歷史數(shù)據(jù)的保存、回放和分析等功能。

車載設(shè)備接收地面主機(jī)發(fā)送的站場碼位信息、調(diào)車作業(yè)單信息、機(jī)車運(yùn)行信息和車列跟蹤計(jì)算結(jié)果，轉(zhuǎn)發(fā)站場碼位信息和調(diào)車作業(yè)單給車載顯示器進(jìn)行顯示。根據(jù)機(jī)車的運(yùn)行信息和車列跟蹤計(jì)算結(jié)果，車載設(shè)備實(shí)時(shí)計(jì)算停車距離、限制速度，將數(shù)據(jù)發(fā)送給LKJ監(jiān)控裝置。

地面設(shè)備和車載設(shè)備通過無線通信信道進(jìn)行信息交互。無線通信信道是STP-KA型無線調(diào)車機(jī)車信號和監(jiān)控系統(tǒng)的重要組成，直接關(guān)系到系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性。雖然無線電臺的通信方式早期得到廣泛應(yīng)用，但頻率資源少、頻點(diǎn)易受干擾、日常維護(hù)不便等因素制約著無線電臺通信的發(fā)展。隨著GSM-R通信網(wǎng)絡(luò)的逐步建設(shè)，無線調(diào)車機(jī)車信號和監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用GSM-R技術(shù)將成為必然趨勢。

3　設(shè)備故障應(yīng)急處理

當(dāng)系統(tǒng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，維護(hù)單位必須快速地查找排除故障，處理系統(tǒng)故障時(shí)要符合故障-安全原則，以確保鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩?、穩(wěn)定。

根據(jù)系統(tǒng)工作原理判斷故障。若本站內(nèi)，所有機(jī)車在同一時(shí)間段內(nèi)均故障且故障現(xiàn)象類似，可初步判斷是地面設(shè)備故障。若本站內(nèi)某臺機(jī)車故障，可初步判斷為車載設(shè)備故障。例如：站場內(nèi)所有機(jī)車都無法正常注冊入網(wǎng)，則可判斷為地面設(shè)備故障；若某臺機(jī)車出現(xiàn)無法正常注冊入網(wǎng)現(xiàn)象，則可判斷是該機(jī)車設(shè)備故障。

根據(jù)系統(tǒng)信息來源分析判斷故障。地面設(shè)備從聯(lián)鎖設(shè)備獲取站場表示信息，從TIMS系統(tǒng)獲取作業(yè)單信息，與地面操作人員進(jìn)行信息交互。地面設(shè)備將采集的信息進(jìn)行處理后，發(fā)送給車載設(shè)備。車載設(shè)備獲取地面設(shè)備發(fā)送的信息，從LKJ監(jiān)控主機(jī)獲得機(jī)車運(yùn)行速度、方向，為LKJ監(jiān)控主機(jī)提供控制數(shù)據(jù)。例如：如果站場無表示，無法接收、發(fā)送TMIS作業(yè)計(jì)劃可初步判斷為地面設(shè)備故障；如果機(jī)車無法打印作業(yè)單、無法與LKJ正常通信可初步判斷為車載設(shè)備故障?，F(xiàn)對7種常發(fā)故障的判斷分析及故障處理方法進(jìn)行介紹。

3.1地面主機(jī)故障地面主機(jī)故障主要表現(xiàn)為主機(jī)上指示燈顯示異常。地面主機(jī)單系統(tǒng)故障時(shí)，系統(tǒng)會自動切換或人工切換至另一系統(tǒng)工作，不影響正常使用。雙套系統(tǒng)故障時(shí)會影響該站場覆蓋范圍內(nèi)的所有調(diào)車機(jī)車STP系統(tǒng)的正常使用。地面主機(jī)故障后，本控制區(qū)內(nèi)的車載設(shè)備、電務(wù)維護(hù)終端、站調(diào)終端均不能實(shí)時(shí)更新站場信息，車載設(shè)備無法接收信號，進(jìn)入一般平面調(diào)車模式。

處理辦法：地面主機(jī)故障后可先重啟地面主機(jī)觀察工作狀態(tài)，如仍不能恢復(fù)正常，需判斷定位板卡是否故障，檢測相應(yīng)接頭、數(shù)據(jù)線是否松動，如故障則更換備用板卡。當(dāng)重啟地面主機(jī)或雙系同時(shí)故障時(shí)，因地面設(shè)備無法確認(rèn)機(jī)車位置，STP系統(tǒng)覆蓋范圍內(nèi)的所有機(jī)車將失去與地面主機(jī)聯(lián)系，機(jī)車需運(yùn)行經(jīng)過一處應(yīng)答器或重新人工注冊后才能重新進(jìn)入調(diào)車監(jiān)控狀態(tài)。更換板卡時(shí)，應(yīng)在系統(tǒng)斷電后進(jìn)行，禁止帶電插拔。

3.2調(diào)車終端及站調(diào)終端故障調(diào)車終端故障時(shí)，系統(tǒng)人工注冊、壓信號折返功能無法正常使用。站調(diào)終端設(shè)備故障時(shí)，站調(diào)終端操作人員不能觀察站場內(nèi)各調(diào)車機(jī)信息，系統(tǒng)無法接收、顯示TMIS系統(tǒng)作業(yè)計(jì)劃。調(diào)車終端及站調(diào)終端故障可分為硬件故障和通道故障。主要表現(xiàn)為終端站場碼位無顯示或顯示信息不更新、不正常等；還可表現(xiàn)為軟件操作功能失效等。

處理辦法：硬件故障時(shí)，更換主機(jī)或相關(guān)輸入輸出設(shè)備，如需更換主機(jī)或硬盤，則需重新配置該站的數(shù)據(jù)、軟件。通道故障時(shí)，按照計(jì)算機(jī)通信提示處理，檢查通信網(wǎng)線連接狀態(tài)。更換計(jì)算機(jī)輸入輸出設(shè)備應(yīng)在計(jì)算機(jī)斷電后進(jìn)行，禁止帶電插拔。

3.3電務(wù)維護(hù)終端故障電務(wù)維護(hù)終端故障分為設(shè)備主機(jī)故障和通道故障。主要表現(xiàn)為終端無顯示或顯示信息不更新、不正常，不能記錄歷史信息，軟件操作功能失效等。電務(wù)維修終端故障不影響系統(tǒng)地面及車載設(shè)備的正常工作。

處理辦法：硬件故障時(shí)，更換主機(jī)或相關(guān)輸入輸出設(shè)備，如需更換主機(jī)或硬盤，則需重新配置該站的數(shù)據(jù)、軟件。通道故障時(shí)，按照計(jì)算機(jī)通信提示處理，檢查通信網(wǎng)線連接狀態(tài)。電務(wù)維護(hù)終端故障系統(tǒng)其余部分可正常使用。

3.4地面無源應(yīng)答器故障地面無源應(yīng)答器故障時(shí)，機(jī)車經(jīng)過本無源應(yīng)答器時(shí)無法正常入網(wǎng)、退網(wǎng)。

處理辦法：檢測該應(yīng)答器安裝是否合格，應(yīng)答器外觀是否有損壞。利用應(yīng)答器讀寫器讀取該應(yīng)答器數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)是否正確完整。若發(fā)現(xiàn)故障需更換該處應(yīng)答器。更換應(yīng)答器時(shí)，需確保應(yīng)答器安裝牢固、位置正確，數(shù)據(jù)寫入正確。

3.5車載主機(jī)故障車載主機(jī)故障時(shí)，車載主機(jī)前面板指示燈顯示狀態(tài)異常。車載主機(jī)故障后影響該調(diào)車機(jī)車STP系統(tǒng)的正常使用。該機(jī)車進(jìn)入一般平面調(diào)車模式。

處理辦法：車載主機(jī)故障后可先重啟車載主機(jī)觀察工作狀態(tài)，如果仍不能恢復(fù)，需檢測相應(yīng)接頭、數(shù)據(jù)線是否松動。若經(jīng)判斷確定是車載主機(jī)故障，則需整機(jī)更換備用車載主機(jī)，備用車載主機(jī)程序、數(shù)據(jù)應(yīng)與原車載主機(jī)一致。車載主機(jī)重啟后，機(jī)車需經(jīng)過一處應(yīng)答器或重新人工注冊后才能再次進(jìn)入調(diào)車監(jiān)控狀態(tài)。

3.6查詢主機(jī)及查詢天線故障查詢主機(jī)、查詢天線故障時(shí)，本站內(nèi)機(jī)車經(jīng)過所有應(yīng)答器時(shí)都無法正常入網(wǎng)、退網(wǎng)。

處理辦法：檢查查詢主機(jī)、查詢天線線纜是否損壞，接頭是否松動，查詢天線安裝位置是否符合要求。若經(jīng)判定是查詢主機(jī)內(nèi)部故障，則需整機(jī)更換，之后可在人工注冊入網(wǎng)后繼續(xù)使用。

3.7地面天線及車載天線故障地面天線故障時(shí)，在本控制區(qū)內(nèi)的所有機(jī)車反映不能接收信號或者信號不穩(wěn)定，排除同頻干擾及電臺故障后，應(yīng)檢查地面天線。車載天線故障時(shí)，本機(jī)車反映不能接收信號或者信號不穩(wěn)定，排除同頻干擾、車載電臺、地面電臺、地面天線故障后，應(yīng)檢查機(jī)車天線。

處理辦法：檢查天線是否損壞（地面天線需檢查是否與地面垂直），清除周圍新的遮擋物，接頭處不能有進(jìn)水銹蝕，饋線不能有破損、不能打死彎。斷開天線饋線時(shí)，電臺應(yīng)斷電，禁止帶電插拔。電氣化區(qū)段內(nèi)禁止更換車載天線。

4　結(jié)束語

太原鐵路局管內(nèi)臨汾站、太原站先后安裝并開通了STP-KA型無線調(diào)車機(jī)車信號和監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)的應(yīng)用顯著提高了調(diào)車作業(yè)效率，實(shí)現(xiàn)了調(diào)車機(jī)車全方位安全控制及作業(yè)中的安全防護(hù)，確保了站場調(diào)車作業(yè)的安全、可控、有序。希望本文能對該調(diào)車機(jī)車信號和監(jiān)控系統(tǒng)維護(hù)工作有一定的借鑒意義，為系統(tǒng)提供一定的設(shè)備維護(hù)技術(shù)保障。

參考文獻(xiàn)：

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文章編號：1006-8686（2015）0064-03

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

中圖分類號：U284.46 U284.92