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貨物列車尾部安全防護裝置無線弱場通信解決方案

文檔作者：趙新紅文檔來源：太原鐵路局電務(wù)處		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年01月07日
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技術(shù)與應(yīng)用
貨物列車尾部安全防護裝置
無線弱場通信解決方案
趙新紅:太原鐵路局電務(wù)處,高級工程師,山西太原,030013
摘要:目前,我國鐵路運輸系統(tǒng)已經(jīng)廣泛地運
用貨物列車尾部安全防護裝置(以下簡稱列尾裝
置)。列尾裝置作為重要的行車安全設(shè)備,在鐵
路運輸生產(chǎn)中發(fā)揮了巨大的作用。以400MHz為
通信平臺的列尾裝置在運用中,由于鐵路沿線地
形復(fù)雜,在山區(qū)、隧道、路塹、高大建筑物等地
段容易受障礙物的遮擋;或因貨物列車計長的增
加,形成無線通信弱場,給貨物列車行車造成安
全隱患。因此解決列尾裝置無線弱場通信尤為重
要。在現(xiàn)有的條件下,要解決列尾裝置無線弱場
通信問題,首選是采用中繼器的解決方案。
尾部主機(以下簡稱列尾主機)兩大部分組成。兩部分
關(guān)鍵詞:貨物列車;列尾裝置;無線弱場區(qū)域;(即頭部和尾部)借無線通道聯(lián)絡(luò),進行數(shù)據(jù)傳輸,以
中繼器
完成列尾裝置的相應(yīng)控制功能。因此,無線通道的通信
質(zhì)量對列尾裝置的使用起到了至關(guān)重要的作用。
無線弱場區(qū)域是指無線信號電平,在其場強覆蓋區(qū)
內(nèi)低于無線電臺正常接收所需最小信噪比的區(qū)域,如山
區(qū)、隧道、高大建筑物等一些地方,這些區(qū)域的電磁波
被嚴(yán)重吸收、阻擋或反射,使無線電臺的接收電平低于
1列尾裝置無線通信弱場產(chǎn)生的原因
正常接收門限值,造成移動用戶之間、移動用戶與固定
用戶之間的通信受到嚴(yán)重阻礙,導(dǎo)致用戶之間無線通信
自1997年,列尾裝置在全路正式投入運用以來,不暢。
已經(jīng)過十幾年的應(yīng)用及發(fā)展,據(jù)不完全統(tǒng)計目前全路目前,太原鐵路局列尾裝置大部分采用400MH無
已投入運用的列尾裝置約16000余臺。列尾裝置為保障線通道進行通信,占列尾裝置總數(shù)的約90%機車設(shè)備
貨物列車的運行安全,提高運輸效率,發(fā)揮著重要的作絕大部分采用車載電臺加列尾司機控制盒方式;列尾主
用。列尾裝置是由司機控制設(shè)備(即機車設(shè)備)和列車機安裝在列車尾部最后一節(jié)車輛的鉤頭上;兩者隨列車
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技術(shù)與應(yīng)用
貨物列車尾部安全防護裝置無線弱場通信解決方案趙新紅
一起移動,屬于移動用戶點對點之間的通信。由于鐵路
沿線地形復(fù)雜,在山區(qū)、隧道、路塹、高大建筑物甚至
車站等區(qū)域,無線信號電平被吸收、阻擋或反射,都會
隧道
形成弱場區(qū)域;另外,列尾主機安裝在列車最后一節(jié)車
輛的鉤頭上,安裝位置較低,列尾主機發(fā)射的無線信號
電平會被車輛的車體吸收、阻擋、反射;隨著鐵路運能
收成或
的不斷提高,長大列車的開行,列車計長相應(yīng)的增加,發(fā)+1862
+1862
使列尾裝置之間的通信距離增大,導(dǎo)致列尾裝置機車設(shè)
列尾制臺
備接收到的列尾主機無線信號電平低于其正常接收所需
列主機
要的最小信噪比。
2解決列尾裝置無線弱場通信的方案
2.1采用異頻通信方式
圖1異頻通信方式
無線通信弱場區(qū)域的通信可通過在通信覆蓋范圍內(nèi)該信號后,同時發(fā)送114.8H和186.2Hz呼叫信號,啟動車
形成合理的場強分布,通常采用區(qū)間中繼設(shè)備、泄漏電站臺或區(qū)間中繼設(shè)備的異頻轉(zhuǎn)信。無線列調(diào)系統(tǒng)進入異頻
纜辦法。此辦法利用開槽的同軸電纜傳輸信號借助開轉(zhuǎn)信模式后,機車設(shè)備以無線列調(diào)當(dāng)前頻組的發(fā)送FFSK
槽的縫隙在電纜周圍形成連續(xù)的電磁波泄漏場,同時實編碼信息,同時發(fā)送186.22轉(zhuǎn)信控制信號,由車站臺或
現(xiàn)泄漏電纜與移動無線電臺天線之間的雙向可逆耦合,區(qū)間中繼設(shè)備轉(zhuǎn)信以或或頻率進行轉(zhuǎn)發(fā),列尾主機自
使移動電臺與遠(yuǎn)方通信對象之間的無線電波遠(yuǎn)距離傳播動循環(huán)掃描信道,并按場強優(yōu)選或信噪比鎖定車站臺或區(qū)
轉(zhuǎn)化為移動電臺與泄漏電纜之間的近距離傳播,保障山間中繼設(shè)備的發(fā)送/或或,接收FFSK編碼信息。
區(qū)、隧道、路塹等弱場區(qū)域的無線通信。
列尾主機接收并解調(diào)異頻轉(zhuǎn)信的FFSK編碼信息后,
2.1.1機車設(shè)備啟用列調(diào)系統(tǒng)異頻轉(zhuǎn)信功能
以當(dāng)前頻組的/反饋FFSK編碼信息,同時發(fā)送186.2H
列尾裝置的通信是使用400MHz無線電臺為傳輸平轉(zhuǎn)信控制信號,由車站臺或區(qū)間中繼轉(zhuǎn)信,機車設(shè)備守
臺,進行機車設(shè)備與列尾主機之間的信息交換無線電候在當(dāng)前頻組的接收頻率/或/或上,接收FFSK編碼信
臺與列尾主機主要采用(同頻)的頻率進行通信,但在息,由相應(yīng)的列尾司機控制設(shè)備解調(diào)FFSK信息編碼后,
山區(qū)、隧道無線弱場區(qū)域的機車與列尾主機之間通信效進行語音和顯示提示。
果很差,在隧道內(nèi)幾乎無法通信。針對這些弱場區(qū)域,這樣借助無線列調(diào)系統(tǒng)在無線弱場區(qū)域(山區(qū)、隧
要求加強區(qū)間中繼設(shè)施整治,推廣使用寬頻帶光纖直放道)建有以漏泄電纜和區(qū)間中繼設(shè)備為核心的弱場補償
中繼設(shè)備,不具備條件,必須抓緊安排技術(shù)改造。
設(shè)備,可有效地解決列尾裝置在山區(qū)及隧道內(nèi)的使用問
無線列調(diào)系統(tǒng)為在山區(qū)、隧道弱場區(qū)域?qū)崿F(xiàn)機車與題。
機車、機車與車長之間話音通信,采用異頻收發(fā)功能,2.1.2京原線列尾裝置異頻通信試驗
借助車站臺、區(qū)間中繼設(shè)備(含延伸的泄漏電纜),啟動在東南河一東淤底站山區(qū)、隧道區(qū)段,機車設(shè)備
這些設(shè)備異頻轉(zhuǎn)信功能達(dá)到機車與機車、機車與車長移動啟用異頻方式查詢列車尾部風(fēng)壓,在車站臺、區(qū)間中繼
用戶之間的通話,并獲得理想的通話效果。同理,列尾裝設(shè)備正常啟動異頻轉(zhuǎn)信的情況下,查詢列車尾部風(fēng)壓45
置屬于移動用戶之間的通信,也可借助無線列調(diào)系統(tǒng)的區(qū)次,列尾主機正常反饋45次,查通率達(dá)到100%說明
間中繼設(shè)備、車站臺的異頻通信方式實現(xiàn)列尾裝置在山在山區(qū)、隧道弱場地區(qū)借助無線列調(diào)系統(tǒng)的區(qū)間中繼設(shè)
區(qū)、隧道無線弱場區(qū)域的通信。其實現(xiàn)方式見圖1。
備、車站臺的異頻轉(zhuǎn)信功能,列尾裝置能正常通信。特
在無線弱場區(qū)域,機車乘務(wù)員操縱機車設(shè)備,發(fā)送別是在東南河一東淤底站的小寨(2442.40m)、東長城
114.8H和186.2H呼叫信號,車站臺或區(qū)間中繼設(shè)備收到二號(1259.20m)、平型關(guān)(6188.60m)3個較長的隧
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貨物列車尾部安全防護裝置無線弱場通信解決方案趙新紅
技術(shù)與應(yīng)用
道內(nèi),查詢列車尾部風(fēng)壓25次,而與之對比的同頻查詢2,2.3列尾固定中繼器和移動式列尾中繼器應(yīng)用實例
列車尾部風(fēng)壓20次均告失敗,查通率為0。
太原鐵路局列尾固定中繼器和移動式列尾中繼器是
2.2采用列尾中繼器
應(yīng)用比較早的鐵路局。早在2006年大秦線塢站在未
部分車站由于地形地貌、高大建筑物、始發(fā)或待避安裝固定列尾中繼器時,一旦停站列車較多時,由于列
列車較多,或因貨物列車計長的增加,形成無線通信弱車車體的阻擋、吸收,經(jīng)常造成列尾裝置頭、尾通信不
場區(qū)域。為使這些弱場的車站或計長較大的列車通信覆暢。通過現(xiàn)場對比場強測試發(fā)現(xiàn)在停站列車較多時,同
蓋場強能達(dá)到合理分布,可以在車站安裝列尾固定中繼樣的位置場強平均下降6dBμV安裝列尾固定中繼器
器;或在計長較大的列車中部安裝隨列車一起移動的列后,現(xiàn)場實測無論何種情況經(jīng)過中繼器轉(zhuǎn)發(fā)的列尾信號
尾中繼器,解決列尾裝置的通信問題。
場強均在15dBμV以上,完全能滿足司機控制設(shè)備和列
2.2.1采用列尾固定中繼器
車尾部列尾主機無線電臺正常接收所需最小信噪比。
列尾固定中繼器是為解決在無線弱場區(qū)域以及列調(diào)列尾主機安裝在列車最后一節(jié)車輛的鉤頭上,安裝
作業(yè)繁忙區(qū)域的列尾信號傳遞受阻而專門設(shè)計。同頻中位置較低,對于長大列車的列尾裝置頭、尾之間來說,
繼可安裝在室內(nèi)或密閉的箱柜內(nèi),交流220供電,通電已成為無線弱場區(qū)。移動式列尾中繼器隨著大秦線萬噸
后可自動連續(xù)運行無須專人值守。為了得到最好的場強列車的開行而投入使用,至今已經(jīng)推廣至大包線等長大
覆蓋效果,中繼器的安裝可根據(jù)地形及場強分布狀況,列車的列尾裝置運用中。目前移動式列尾中繼器已經(jīng)成
選擇較高的位置(如站調(diào)樓),并盡量使中繼器在站場為全國鐵路長大列車運用的標(biāo)準(zhǔn)配置。
中部位置,這樣可以使列尾固定中繼器基本處于停站列
3結(jié)束語
車的中部,列尾固定中繼器的天線安裝在室外有利于列
尾信令轉(zhuǎn)發(fā)。
列尾裝置作為重要的行車安全設(shè)備,在鐵路運輸生
列尾固定中繼器的工作機制是當(dāng)中繼器接收到機車產(chǎn)中發(fā)揮了巨大作用,解決列尾裝置無線弱場通信尤為
設(shè)備或列尾主機發(fā)出的信息后即刻進行轉(zhuǎn)發(fā)。由于列尾重要。要解決此類問題,保障列尾裝置的可靠運用,消
中繼器安裝在車站位于列車中部位置,列尾裝置頭尾之除貨物列車行車安全隱患,需根據(jù)造成列尾裝置通信無
間的通信相當(dāng)于移到列車中部,加之中繼器的天線安裝線弱場區(qū)域的不同原因,選擇相應(yīng)的方案。目前采用中
位置比較高,其場強覆蓋能滿足列尾裝置的司機控制設(shè)繼器方法是一種行之有效解決辦法,可以采用一種形式
備和列車尾部列尾主機無線電臺正常接收所需最小信噪或多種形式相結(jié)合的中繼器方案,解決鐵路沿線復(fù)雜多
比,從而實現(xiàn)列尾裝置之間的通信。
、
變的地理環(huán)境,無線電波被阻擋、吸收,列車計長增加
2.2.2采用移動式列尾中繼器
造成的無線弱場區(qū)域列尾裝置無線通信問題。
移動式列尾中繼器是為解決計長較大地列車形成的
無線弱場,造成列尾信號傳遞受阻而專門設(shè)計。它與列
參考文獻
尾固定中繼器一樣,采用同頻中繼方式,由7.2V電池組】TB/T30522002列車無線調(diào)度通信系統(tǒng)制式及主
供電,安裝在列車車輛的扶梯上。為了得到最好的場強要技術(shù)條
覆蓋效果,其安裝位置最好在列車中部偏后車輛上[2TB/T29732006列車尾部安全防護裝置及附屬設(shè)
移動式列尾中繼器的工作機制與列尾固定中繼器的備s]
機制相同,只是移動式列尾中繼器使用時需要列尾作業(yè)
人員安裝電池組,并安裝在車輛上。中繼器隨列車一起
移動,始終保持列車頭、尾之間固定的位置有中繼列尾
信號,從而保障列尾裝置的司機控制設(shè)備和列車尾部列
尾主機無線電臺正常接收所需最小信噪比,實現(xiàn)長大列
責(zé)任編輯陳曉云
車的列尾裝置通信。
收稿日期2013-11-05
 CHINESE RAILWAYS 2014/01
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