張文成

內(nèi)蒙古集通公司管內(nèi)使用的是450 MHz機車無線列調(diào)通信系統(tǒng)，共有上線運行機車電臺215臺(其中7臺客運機車已于2012年安裝CIR系統(tǒng)設(shè)備，完成客車列尾及安全防護報警改造)。機車450MHz無線列調(diào)設(shè)備與地面設(shè)備及便攜臺實現(xiàn)了車機聯(lián)控功能、列車尾部風(fēng)壓查詢、報警和排風(fēng)功能，基本保證了運輸生產(chǎn)安全。但隨著列車運行對數(shù)加密和線路施工維護任務(wù)增多，已遠不能滿足當(dāng)前運輸生產(chǎn)和安全的需要，該系統(tǒng)存在以下幾個問題。

1.同頻干擾嚴(yán)重。由于列車無線列調(diào)業(yè)務(wù)與列尾業(yè)務(wù)使用同一頻段，互相干擾嚴(yán)重，特別在樞紐區(qū)域、列車作業(yè)繁忙地段、復(fù)線和傳播條件不好區(qū)段干擾更為嚴(yán)重，致使列車列尾信息不能及時查詢、列尾裝置首尾不能建立一一對應(yīng)關(guān)系，嚴(yán)重干擾了列車運行秩序。

2.預(yù)警信息傳送不暢。在實際運行中，機車雖能與車站、道口、施工現(xiàn)場進行聯(lián)控和信息通信，但道口、施工現(xiàn)場、線路作業(yè)人員不知列車運行速度和接近距離，車與車、車與地、車與人預(yù)警信息傳送不暢，構(gòu)造成列車運行安全隱患。

3.無線調(diào)度命令信息與列尾信息互相干擾。450 MHz無線調(diào)度命令與列尾信息因使用相同頻點，F(xiàn)FSK數(shù)據(jù)傳輸過程中發(fā)生通信碰撞，互相干擾，造成無線調(diào)度命令、列尾信息傳輸成功率低。

1 800MHz列尾和列車安全預(yù)警系統(tǒng)特點

800 MHz列尾和列車安全預(yù)警系統(tǒng)是保證列車運行、上道作業(yè)人員及施工現(xiàn)場安全的一種專業(yè)防護設(shè)備，可使得鐵路施工作業(yè)人員、鐵路道口防護人員預(yù)先得知列車接近時的報警信息。在非正常情況下本務(wù)列車可啟動發(fā)送二次防護報警信息，鄰線或后續(xù)追蹤列車接收后可提示司機及時進行相關(guān)作業(yè)處理，從而保障路內(nèi)外生命財產(chǎn)安全，大大降低事故率。鐵路道口、施工現(xiàn)場安裝雙向預(yù)警設(shè)備，在道口、施工現(xiàn)場存在線路障礙時，道口或施工現(xiàn)場作業(yè)人員可啟動地面預(yù)警設(shè)備發(fā)送道口報警、施工現(xiàn)場報警信息，提示接近列車及時制動，防止事故發(fā)生。同時該系統(tǒng)具有列尾功能，可實現(xiàn)列車尾部風(fēng)壓查詢、報警和輔助排風(fēng)等功能，為列車運行安全提供有力保障。

800 MHz列尾和列車安全防護預(yù)警系統(tǒng)將列尾業(yè)務(wù)從原450 MHz無線列調(diào)通信系統(tǒng)中分離出來，避免了對現(xiàn)有無線列調(diào)系統(tǒng)的干擾，很好地解決了列尾和無線列調(diào)在450 MHz頻段的相互干擾問題，消除了450 MHz列尾信息對450 MHz無線調(diào)度命令的通信干擾，從而保證了行車安全。

2 800MHz列尾和列車安全預(yù)警系統(tǒng)方案

2.1 系統(tǒng)構(gòu)成

800MHz列尾和列車安全預(yù)警系統(tǒng)設(shè)備主要包括車載設(shè)備和地面設(shè)備二大部分。系統(tǒng)構(gòu)成示意圖見圖1。

圖1 800 MHz列尾和列車安全預(yù)警系統(tǒng)構(gòu)成示意圖

其中，車載設(shè)備包括車載通信設(shè)備 (機車綜合無線通信系統(tǒng) CIR/列車防護報警設(shè)備 LBJ/800 MHz車載電臺)、操作終端 (MMI/控制盒)、TAX適配器和列尾主機。

地面設(shè)備:包括道口安全預(yù)警設(shè)備、便攜式列車接近預(yù)警器、袖珍式列車接近預(yù)警器，分別用于道口、鐵道沿線施工現(xiàn)場和工務(wù)、電務(wù)、供電、巡道人員。

2.2 系統(tǒng)工作原理

800 MHz列尾和列車安全預(yù)警系統(tǒng)的車載設(shè)備存在3種可能的配置方式。

1.LBJ機車臺與機車綜合無線通信系統(tǒng)CIR配套使用，在CIR的MMI操作顯示終端進行操作。

2.LBJ機車臺配備控制盒進行操作。

3.貨車800 MHz車載綜合電臺配備控制盒，通過控制盒進行操作。

現(xiàn)以第一種配置方式為例，對其工作原理進行描述。

2.2.1 列車接近預(yù)警

CIR每200 ms從TAX箱獲取一幀數(shù)據(jù)，包括車次、速度、位置及時間等列車運行信息，并轉(zhuǎn)發(fā)給LBJ單元;LBJ在列車運行速度大于5 km/h時，采用間歇循環(huán)發(fā)送方式，在列車接近預(yù)警工作頻點上，每運行200 m發(fā)送一次列車接近信息。

袖珍式列車接近預(yù)警器收到列車接近預(yù)警信息，發(fā)出單音或聲音加振動提示，并在LCD顯示屏上以漢字方式顯示列車車次、速度、位置 (公里標(biāo));鐵路沿線人員佩戴袖珍式列車接近預(yù)警器，收到信息后可及時避讓，保護人身安全。

2.2.2 列車二次事故防護預(yù)警

按下MMI操作顯示終端的“報警”鍵啟動LBJ，電臺以3 s間歇循環(huán)方式發(fā)送列車二次事故防護預(yù)警信息，包括列車車次、速度、位置等。

鄰線及追蹤列車的LBJ電臺將接收的列車二次事故防護預(yù)警信息解調(diào)后，送給MMI操作顯示終端，MMI發(fā)出語音提示“xxxxx次車xxxx.x公里事故”的通告，司機可及時采取制動降速，避免二次事故的發(fā)生。

2.2.3 列車接近通知與道口障礙預(yù)警

1.列車接近預(yù)警通知。道口安全預(yù)警設(shè)備接收列車接近預(yù)警信息 (列車車次、速度、位置)，經(jīng)計算在顯示屏上顯示列車車次、距離和到達道口時間，并發(fā)出不同音調(diào)的提示音。按下自復(fù)“確認(rèn)鍵”記錄列車接近預(yù)警信息的確認(rèn)時間、列車車次、實時公里標(biāo)。停止鳴響提示音，列車距道口零公里時切斷揚聲器。

2.道口障礙預(yù)警。按下道口安全預(yù)警設(shè)備的預(yù)警按鍵，道口障礙指示燈閃亮，同時發(fā)出提示音。道口預(yù)警設(shè)備以4 s間歇循環(huán)方式發(fā)送道口障礙預(yù)警信息;人工解鎖后，停止發(fā)送道口障礙預(yù)警信息，故障指示燈熄滅，提示音終止。道口安全預(yù)警設(shè)備應(yīng)記錄道口位置及發(fā)送道口障礙預(yù)警信息的啟始及終止時間。LBJ接收到道口障礙預(yù)警信息后，通知MMI發(fā)出道口報警聲光提示，提醒司機及時采取措施。

2.2.4 列車接近通知與線路障礙預(yù)警

1.接近預(yù)警通知。便攜式列車接近預(yù)警器根據(jù)所處位置通過功能鍵設(shè)置公里標(biāo)的報警時間。當(dāng)接收到列車接近預(yù)警信息 (列車車次、速度、位置)后，經(jīng)計算在LCD顯示屏上顯示到達便攜式預(yù)警器所在位置的車次、距離和時間，并發(fā)出上下行語音報警提示音和相應(yīng)的燈光顯示。施工現(xiàn)場作業(yè)人員收到列車接近預(yù)警信息后，可及時撤離，防止生命財產(chǎn)的損失。

2.線路障礙預(yù)警。按下便攜式列車預(yù)警器“報警”鍵，預(yù)警器發(fā)出語音提示音。便攜式列車預(yù)警器以5～10 s間歇，循環(huán)方式發(fā)送現(xiàn)場障礙預(yù)警信息;人工解鎖后，停止發(fā)送現(xiàn)場障礙預(yù)警信息，提示音終止。LBJ將接收的施工現(xiàn)場線路障礙預(yù)警信息送給MMI操作顯示終端，MMI發(fā)出線路障礙預(yù)警聲光提示，提醒司機及時采取措施。

2.2.5 列車尾部風(fēng)壓信息傳送

1.查詢、排風(fēng)及應(yīng)答。按下MMI“查詢”、“排風(fēng)”按鍵，啟動LBJ向列尾主機發(fā)送查詢、排風(fēng)命令。列尾主機收到命令后，向LBJ回送風(fēng)壓、排風(fēng)應(yīng)答，LBJ接收后通知MMI進行語音回放。

2.自動報風(fēng)壓。當(dāng)列車尾部風(fēng)壓發(fā)生異常時，列尾主機自動將風(fēng)壓值間歇﹙間隔不小于10 s﹚循環(huán)多次發(fā)送給LBJ，LBJ接收后通知MMI進行聲光提示。

2.3 安全性、可靠性、適用性要求

2.3.1 安全性要求

列車防護報警設(shè)備、道口安全預(yù)警設(shè)備、便攜式列車接近預(yù)警器，具有監(jiān)控記錄信息的存儲、分析和打印功能。

當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)通信故障，無法獲得LKJ運行監(jiān)控裝置數(shù)據(jù)信息時，列車防護報警設(shè)備自動發(fā)送不明車次接近預(yù)警信息，發(fā)送數(shù)據(jù)為固定的車次號88888、速度888、公里標(biāo)88888，可保證列車接近預(yù)警的正常功能。

2.3.2 可靠性要求

1.檢測功能。列車防護報警設(shè)備、道口安全預(yù)警設(shè)備、便攜式列車接近預(yù)警器具有技術(shù)性能自檢及故障提示功能，并能判斷接收信息的準(zhǔn)確性。

2.抗電磁干擾性能滿足現(xiàn)場環(huán)境。在設(shè)備通信接口設(shè)計磁珠、TVS管，電源口設(shè)置EMI濾波器、脈沖群抑制器，天線接口安裝避雷器，提高電磁兼容性能。

3.印制板加工。印制版加工后進行防潮、防霉、防鹽三防處理，以適應(yīng)惡略氣候條件。

4.弱場強及盲區(qū)解決方案。列車接近預(yù)警信息場強覆蓋范圍不小于3 km，在弱場強及盲區(qū)增加固定中繼器，以滿足列車接近預(yù)警要求。

2.3.3 適用性要求

列車防護報警設(shè)備、道口安全預(yù)警設(shè)備、便攜式列車接近預(yù)警器、袖珍式列車接近預(yù)警器、列尾主機的抗震性能滿足現(xiàn)場環(huán)境的要求。

道口安全預(yù)警設(shè)備、便攜式列車接近預(yù)警器安裝方式、電池容量及防盜、防雨措施滿足施工要求。

3 系統(tǒng)的作用和建設(shè)意義

列尾和列車安全預(yù)警系統(tǒng)采用800MHz專用頻點開展業(yè)務(wù)，形成多業(yè)務(wù)的安全綜合無線預(yù)警系統(tǒng)，實現(xiàn)列車接近預(yù)警、列車防護預(yù)警、道口安全報警、施工現(xiàn)場報警、列尾風(fēng)壓傳輸?shù)裙δ埽谲嚺c車、車與地、車與人及地與車之間形成了一個綜合性的信息系統(tǒng)。

該系統(tǒng)的建設(shè)可以在一定程度上解決現(xiàn)場施工作業(yè)的安全防護問題，提高鐵路安全防護的技術(shù)水平，為鐵路運輸安全生產(chǎn)提供必要的技術(shù)保證。

［1］ YD/T791-1995.無線電尋呼接收機技術(shù)要求及檢驗測量方法［S］.1995.

［2］ 中華人民共和國鐵道部.TB/T 2969-1999平交道口自動控制或報警的技術(shù)要求［S］.1999.

［3］ 中華人民共和國鐵道部.TB/T2973-2000列車尾部安全防護裝置通用技術(shù)條件［S］.2000.

［4］ 中華人民共和國鐵道部.運基通信［2009］690號.列車防護報警和客車列尾系統(tǒng)技術(shù)條件(V1.0)》［S］.2009.