喬露，李恩源

（1.西南交通大學，四川 成都 610000；2.河南輝煌科技股份有限公司，河南 鄭州 450000）

0 引言

無線調(diào)車機車信號和監(jiān)控系統(tǒng)（STP）通過地面和車載設備，將獲取的集中聯(lián)鎖車站調(diào)車作業(yè)相關信號及道岔、軌道電路區(qū)段信息進行處理，采用車地無線通信方式，通過列車運行監(jiān)控裝置（LKJ）實現(xiàn)對調(diào)車機車信號顯示和車列速度的監(jiān)控[1-3]，有效避免了冒進信號、超速、沖撞土擋等各類安全事故，使調(diào)車事故率大幅度下降。近年來，隨著STP系統(tǒng)的大力推廣和運用，尤其是2014年中國鐵路總公司下發(fā)《中國鐵路總公司關于對無線調(diào)車機車信號和監(jiān)控系統(tǒng)設備的專項整治的通知》以來，鐵路局集團公司在資金和管理上加大了對STP系統(tǒng)的建設投入，很多具備專用調(diào)車機車的車站都完成了STP系統(tǒng)的建設和運用。STP系統(tǒng)涉及機務、車務、電務、通信等多個部門和專業(yè)，主要運用部門為車務和機務部門，維護部門為電務和通信部門等。STP系統(tǒng)具備對調(diào)車機車的安全控制功能，而數(shù)據(jù)是控制計算的基礎，因此，數(shù)據(jù)管理在系統(tǒng)的建設和運用維護中作用重大。同時，涉及鐵路信號專業(yè)的系統(tǒng)在上站運用前均要進行一系列嚴格的測試和驗證工作，確保功能正常后方可投入運用。

1 數(shù)據(jù)管理

STP系統(tǒng)的數(shù)據(jù)主要包括：站場各類控件的距離信息（道岔區(qū)段、無岔區(qū)段、股道等）、站場信號設備的連接關系和表示信息、站場規(guī)定的各類限速信息、站場無源應答定位器的位置信息、限速、連接軟管數(shù)量等。STP系統(tǒng)整體上分為車載和地面2部分，車載設備和地面設備有機結(jié)合閉環(huán)通信，地面部分是整個安全控制的基礎。對于安全防護功能的計算，車載和地面有著不同的分工，例如，站場內(nèi)存留車的跟蹤計算由地面設備完成，土擋、特殊控制點距離的跟蹤則由車載設備完成。因此，車載和地面部分都涉及到數(shù)據(jù)的制作和管理。STP系統(tǒng)的數(shù)據(jù)具有分布廣、種類多、格式不統(tǒng)一等特點。

1.1 數(shù)據(jù)分類

依據(jù)數(shù)據(jù)使用和管理部門的不同，STP系統(tǒng)數(shù)據(jù)可分為電務類數(shù)據(jù)、車務類數(shù)據(jù)、與STP相關的LKJ調(diào)車監(jiān)控基本控制參數(shù)3種類型。電務類站場數(shù)據(jù)主要包括站場信號平面布置圖、信號機數(shù)據(jù)、道岔數(shù)據(jù)、區(qū)段數(shù)據(jù)、點式應答定位器數(shù)據(jù)等與信號密切相關的數(shù)據(jù)；車務類數(shù)據(jù)主要包括股道數(shù)據(jù)、停車點數(shù)據(jù)、調(diào)車作業(yè)中一些線路的特殊限速要求、調(diào)車作業(yè)中連接軟管的要求等與行車安全和效率相關的數(shù)據(jù)；與STP系統(tǒng)相關的LKJ調(diào)車監(jiān)控基本控制參數(shù)主要包括安全距離、限速、解鎖條件、報警功能等。STP系統(tǒng)數(shù)據(jù)既涉及站場的基礎數(shù)據(jù)，又涉及安全控制參數(shù)，數(shù)據(jù)的準確性和合理性直接關系著系統(tǒng)的運用質(zhì)量和作業(yè)效率[4]。其中，電務類數(shù)據(jù)和車務類數(shù)據(jù)最終制作輸出的數(shù)據(jù)包括地面數(shù)據(jù)文件、車載數(shù)據(jù)文件、LKJ人機界面單元數(shù)據(jù)文件；LKJ調(diào)車監(jiān)控基本控制參數(shù)最終輸出的是LKJ控制文件（U3U4）。

1.2 數(shù)據(jù)采集

數(shù)據(jù)采集是指如何對數(shù)據(jù)進行獲取，并通過相關處理后生成能為系統(tǒng)直接使用數(shù)據(jù)的過程。STP系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集主要包括從車務、電務獲取的相關數(shù)據(jù)，以及相關單位從車站現(xiàn)場實地測量獲取的距離數(shù)據(jù)和點式應答定位器位置數(shù)據(jù)。其中，站場距離數(shù)據(jù)是跟蹤計算控車的重要依據(jù)，數(shù)據(jù)的采集精度要求非常高，數(shù)據(jù)采集時一般采用專用測距小車逐區(qū)段進行測量和記錄，然后由不同的人員進行實測復核，對不一致的數(shù)據(jù)再進行現(xiàn)場確認復核，從而有效地保障了數(shù)據(jù)的準確性；點式應答定位器數(shù)據(jù)是根據(jù)現(xiàn)場實際情況確定位置后，寫入點式應答定位器，具有對機車位置校正和控制模式切換的功能?！稛o線調(diào)車機車信號和監(jiān)控系統(tǒng)（STP）運用維護管理辦法》（鐵總運〔2015〕148號）對STP系統(tǒng)數(shù)據(jù)提報有相應的規(guī)定，通常情況下電務類數(shù)據(jù)一般應由設計部門或供應商提報，相關設備供應商核查，電務段審核；車務類數(shù)據(jù)由供應商根據(jù)車務站段提供的《站細》編制，車務段審核；與STP系統(tǒng)相關的LKJ調(diào)車監(jiān)控基本控制參數(shù)則由鐵路局集團公司電務、運輸、機務部門共同確定；所有數(shù)據(jù)最終由電務段匯總審核后提交給供應商。STP系統(tǒng)數(shù)據(jù)制作審批流程見圖1。

圖1 STP系統(tǒng)數(shù)據(jù)制作審批流程

2 試驗驗證

試驗驗證是在做好數(shù)據(jù)和程序后，系統(tǒng)投入運行前的確認檢查工作。對于STP系統(tǒng)而言，試驗驗證如何開展、分為幾個階段，以及每個階段達到什么條件方能進入下一階段等，一般在鐵路局集團公司的維護管理辦法中有相關規(guī)定。總體上說 ，STP系統(tǒng)試驗驗證可分為仿真試驗和聯(lián)調(diào)聯(lián)試2個階段。其中，仿真試驗一般在實驗室環(huán)境下進行，聯(lián)調(diào)聯(lián)試是在現(xiàn)場實地進行的現(xiàn)場試驗。一般情況下，對新建、大修、更新改造的STP系統(tǒng)正式投入運行前，都要進行仿真試驗和聯(lián)調(diào)聯(lián)試。

2.1 仿真試驗

仿真試驗是在實驗室或特定場所搭建的模擬現(xiàn)場環(huán)境中對STP系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和功能進行測試，最終實現(xiàn)驗證數(shù)據(jù)的正確性和功能的正常性。其中，數(shù)據(jù)方面要驗證距離數(shù)據(jù)的一致性、站場表示的正確性等；功能方面要對各類防護類型和防護模式進行驗證，例如土擋防護的限速是否符合相關規(guī)定的要求，刷點式應答器進行控制模式的切換等是否符合要求。通常情況下，仿真測試要全面徹底，所有能驗證的數(shù)據(jù)和功能項點均要在模擬環(huán)境中檢驗。原則上，能在實驗室測試的就一定不要放到現(xiàn)場測試，仿真試驗是進行聯(lián)調(diào)聯(lián)試的前提。完整的仿真試驗測試平臺包括計算機聯(lián)鎖仿真終端、地面主機、車務終端、車載主機、車載打印機、應答定位接收模塊及配套LKJ等實物設備（見圖2）。其中，計算機聯(lián)鎖仿真終端的軟件一般采用聯(lián)鎖廠家提供的模擬軟件，該軟件一般能直接加載計算機聯(lián)鎖廠家發(fā)布的上站數(shù)據(jù)，可有效保證數(shù)據(jù)版本的一致性；應答定位接收模塊可根據(jù)實際條件采用實物設備或采用點式應答器模擬軟件。在實驗室仿真試驗時，車地通信應采用與現(xiàn)場一致的電臺進行驗證，因試驗環(huán)境距離較近，可適當降低電臺的功率。

圖2 仿真測試環(huán)境

2.2 聯(lián)調(diào)聯(lián)試

聯(lián)調(diào)聯(lián)試是針對鐵路信號設備或其他相關行車設備的現(xiàn)場測試過程。一般來說，在線路開通運營前對沿線軌道、接觸網(wǎng)、通信、信號等各項設備逐步進行測試，并依據(jù)測試結(jié)果對發(fā)現(xiàn)的缺陷進行調(diào)整，直至各系統(tǒng)以及整體系統(tǒng)滿足高速運行及動態(tài)驗收要求。STP系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試在仿真測試達到預期目標后，使用仿真試驗驗證合格的軟件和數(shù)據(jù)進行現(xiàn)場上車試驗。STP系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試一般根據(jù)站場實際情況制定相應的試驗方案，試驗方案包括試驗項目、試驗準備及安排、試驗大綱、安全防護措施等。其中，試驗項目是要重點進行現(xiàn)場試驗的功能項。試驗準備及安排原則上應包括專用調(diào)車機車的調(diào)配、試驗影響范圍、試驗測試工具、人員配備及分工等。專用調(diào)車機車應選用性能良好、輪徑參數(shù)設置準確的機車。試驗影響范圍包括：需要哪種調(diào)車機車、排列哪些調(diào)車進路、需要進行哪些甩掛車作業(yè)、需要占用哪些作業(yè)股道等。安全防護措施包括：做好信號防護（例如冒進信號試驗時，道岔轉(zhuǎn)換至安全位置再關閉信號）、人身安全防護措施等。測試大綱（或稱為測試用例）是現(xiàn)場聯(lián)調(diào)聯(lián)試的重要測試依據(jù)，一般包括測試項目、測試方法及要求、測試步驟、測試標準、測試結(jié)果等。試驗大綱一般由相關電務、車務、機務站段和供應商共同制定并納入試驗方案。試驗方案報鐵路局集團公司審批后，運輸部門組織車務站段安排作業(yè)計劃。聯(lián)調(diào)試驗項目主要包括：

（1）在現(xiàn)場實際環(huán)境下，主要完成對車載和地面系統(tǒng)的站場表示（信號、道岔、進路狀態(tài)）的一致性復核、調(diào)車作業(yè)計劃的一致性核對。例如，排列進路后，對比地面的車務終端與LKJ顯示的信號機色燈狀態(tài)、道岔定反位表示、鎖閉狀態(tài)等。

（2）結(jié)合現(xiàn)場實際調(diào)車作業(yè)情況，對各類數(shù)據(jù)、參數(shù)設置的準確性進行驗證，如距離、出清延時參數(shù)等。

（3）結(jié)合特定的站場，對無線通信覆蓋、應答定位器報文以及TMIS接口信息等內(nèi)容進行驗證。

（4）結(jié)合現(xiàn)場實際情況，對各種作業(yè)模式、安全防護類型以及各類控制功能進行全面驗證。例如，一度停車點、區(qū)段限速、道岔限速等是否啟用防護、限速是合符合設定要求。

（5）根據(jù)車站情況，若存在多臺機車時，可選擇性能良好的機車進行試驗，其他機車在試運過程中添乘驗證。

（6）結(jié)合現(xiàn)場實際作業(yè)情況，對LKJ運行記錄數(shù)據(jù)和STP系統(tǒng)車載運行記錄數(shù)據(jù)進行處理和分析，驗證記錄數(shù)據(jù)的正確性。

聯(lián)調(diào)聯(lián)試過程一般由車務、機務、電務部門安排專職或負責人全過程參與，在調(diào)車監(jiān)控控制區(qū)域依據(jù)試驗大綱進行逐條測試并進行記錄。聯(lián)調(diào)聯(lián)試結(jié)束后，需要根據(jù)測試情況和記錄形成測試報告，測試報告結(jié)果直接影響是否能進入下一階段的試運用工作。

3 數(shù)據(jù)變更管理

在STP系統(tǒng)運用維護過程中，數(shù)據(jù)發(fā)生變化是經(jīng)常發(fā)生的事情。通常情況下，站場改造、聯(lián)鎖系統(tǒng)升級或更換、STP系統(tǒng)控制范圍變化等都會引起系統(tǒng)數(shù)據(jù)的變化。一旦出現(xiàn)站場規(guī)模變化等情況均需要進行數(shù)據(jù)變更評估，確定站場變化是否會影響到系統(tǒng)數(shù)據(jù)的變更，確定變更后依據(jù)變更內(nèi)容對STP系統(tǒng)相關數(shù)據(jù)進行相應的修改和測試。變更測試一般要制定變更測試方案，包括項目背景、變更范圍、影響分析、測試范圍、測試環(huán)境、測試用例等。但實際作業(yè)過程中，聯(lián)鎖系統(tǒng)的升級不一定會引起STP系統(tǒng)數(shù)據(jù)的變更，需要結(jié)合實際情況分析是否會引起相應的變更。數(shù)據(jù)變更管理流程見圖3。

圖3 數(shù)據(jù)變更管理流程

4 相關建議

4.1 數(shù)據(jù)管理

由于數(shù)據(jù)對于STP系統(tǒng)的正常運行具有非常重要的作用，因此，數(shù)據(jù)管理應從供應商和運維部門2方面共同加強管理。供應商對數(shù)據(jù)的管理要做到數(shù)據(jù)可追溯管理，并建立嚴格的版本控制機制，使所有車載數(shù)據(jù)和地面數(shù)據(jù)均詳細記錄數(shù)據(jù)版本、變更時間、變更內(nèi)容、變更原因、影響范圍、發(fā)布時間、負責人等信息。運維部門也要建立詳細數(shù)據(jù)的臺賬，記錄數(shù)據(jù)版本號、更換日期、更換版本號、數(shù)據(jù)修改內(nèi)容、發(fā)布日期、發(fā)布人員等信息。數(shù)據(jù)從供應商發(fā)布到現(xiàn)場使用都需要做好相應的跟蹤管理，現(xiàn)場使用的數(shù)據(jù)必須是經(jīng)過仿真試驗沒問題的。為了保證數(shù)據(jù)更換的正常性，車載數(shù)據(jù)和地面數(shù)據(jù)的換裝工具盡量做到專用，每次進行數(shù)據(jù)更新?lián)Q裝時，要把換裝工具原有數(shù)據(jù)清除，重新寫入新數(shù)據(jù)，并對換裝工具做好相應的版本標識，嚴防數(shù)據(jù)版本的混亂[5]。

4.2 試驗管理

仿真試驗和聯(lián)調(diào)聯(lián)試需要運用部門參與驗證，仿真測試一般有電務段的車載和地面信號專職人員參與，聯(lián)調(diào)聯(lián)試一般需要機務、車務、電務等更多的部門參與。為保證試驗的效率，在試驗前供應商應做好充分準備工作，仿真試驗要根據(jù)不同鐵路局集團公司下發(fā)的維護管理辦法制定相應的測試大綱、測試表格、測試用例等，供應商應在仿真試驗前結(jié)合測試大綱逐條驗證，確定無問題后再進行正式仿真試驗。對于聯(lián)調(diào)聯(lián)試來說，在制定測試大綱時，應充分考慮現(xiàn)場實際情況，最好在試驗前去現(xiàn)場調(diào)研作業(yè)情況，清楚站場整體作業(yè)繁忙程度、站場軌道電路狀況、股道暫存車情況等，以便編制更合理的測試用例。在設計測試進路時，盡可能地將各類待驗證的功能項進行合理分布，每走1條進路盡可能多地驗證功能，并需要考慮備用方案。在聯(lián)調(diào)聯(lián)試時，如果站場情況發(fā)生變化，應結(jié)合現(xiàn)場情況進行方案變更。此外，在制定測試大綱時，應把各部門的組織協(xié)調(diào)和安全防護進行充分考慮，指定統(tǒng)一指揮人負責組織協(xié)調(diào)，參與試驗人員的通信工具應配置到位，車載和地面溝通應保持暢通，并提前規(guī)劃好所有參與部門的工作安排。聯(lián)調(diào)聯(lián)試開始前，參與人員必須清楚自己的職責。聯(lián)調(diào)聯(lián)試涉及現(xiàn)場用車，安全防護必須安排到位，應安排專職的防護員和安全員[6]。

4.3 設計改造

STP系統(tǒng)是調(diào)車作業(yè)安全防護的重要設備之一，其建設和改造最好能納入站場建設和改造，與站場設計同步完成。根據(jù)鐵路項目實施流程，應從設計源頭入手，進行相應的規(guī)劃和考慮，后繼各項工作才能順利開展。對于新建站應考慮地面信號機械室或微機室預留地面控制機柜的位置，電源屏做相應的預留容量及地面天線安裝位置等。對于已安裝STP系統(tǒng)的車站改造時，應評估改造范圍是否對STP系統(tǒng)構(gòu)成影響，以便做好同步改造設計。

5 結(jié)束語

隨著STP系統(tǒng)的日益普及，數(shù)據(jù)管理和試驗驗證是STP系統(tǒng)建設和運維過程中的重要一環(huán)，不僅決定著系統(tǒng)能否正常發(fā)揮應有的安全防護功能，而且關系到電務部門對STP系統(tǒng)的日常維護工作。通過對系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理和試驗驗證進行分析探討，為STP系統(tǒng)合理、規(guī)范、高效的建設改造及運用維護提供參考。