鐵路平面無線調(diào)車系統(tǒng)(radio marshalling of railway plane system) 基于無線電臺加裝控制軟、硬件實時傳送鐵路車輛平面交叉編組調(diào)車連掛作業(yè)所需各種“色燈信令與語言提示、通信與信號一體化的車輛編組調(diào)度的信息與控制系統(tǒng)。
發(fā)展 長期以來鐵路平面調(diào)車信號采用手信號旗和燈顯示方式,安全和效率難以保證,特別是雨、霧天時,長大列車作業(yè)十分困難。20世紀60年代中國在南京輪渡上采用了電子管無線電臺進行調(diào)車指揮,70年代中國探索、試制了電子管和分立元件的無線調(diào)車系統(tǒng),80年代初引進日本NEC電臺,應(yīng)用在豐臺、南翔調(diào)車場,形成了“語音為主,通話與音響并行”的中國第一代無線調(diào)車系統(tǒng)。80年代中期,中國開發(fā)研制了南京西的“單頻控制直流點燈的色燈顯示和通話并用,以及雙音頻控制交流點燈”的第二代無線調(diào)車系統(tǒng)。90年代初又研制出“色燈信號、通話、音響、記憶”的第三代新型無線調(diào)車系統(tǒng)。1991年山現(xiàn)了“運用單片微處理機技術(shù)實現(xiàn)數(shù)字編碼燈顯和語音合成”的第四代無線平面調(diào)車系統(tǒng)。2002年后又研制出多信道共用平面無線調(diào)車系統(tǒng),還可進行機車臺傳真調(diào)車信息,結(jié)束了20年來信道忙閑不均、利用率不高的專用信道式無線調(diào)車方式。
鐵道部運輸局于1992年下達了“關(guān)于站場無線調(diào)車‘八五’規(guī)劃實施意見的通知”文件,從政策上確立了以下事項:2000年全部甩掉手持燈旗;從無線調(diào)車制式上把“色燈信號”改為“燈顯裝置”,逐步推廣應(yīng)用,淘汰電話、音響制式;從技術(shù)上由“單音頻”發(fā)展為“雙音頻”及“數(shù)字編碼”;設(shè)備購置、維修一律從運營成本或“基建”、“更改”中列支。1996年,鐵道部制定了《鐵路調(diào)車作業(yè)標準》(GB/T 7178),1997年制定鐵道行業(yè)標準《鐵路平面無線調(diào)車設(shè)備供貨技術(shù)條件》(TB/T 2834—1997),至今已有8個工廠、公司生產(chǎn)設(shè)備,型號不斷翻新,功能更加完善,完全符合中國國情、路情,全面滿足車務(wù)、機務(wù)需要。
組成 無線平面調(diào)車由三大部分組成(下圖)
機車設(shè)備 以機車控制器為核心,機車臺完成調(diào)車指令的識別、顯示,還有司機話盒、可轉(zhuǎn)動色燈顯示器、外接揚聲器、調(diào)車信息記錄儀(黑匣子)和打印機、傳真的外圍設(shè)備及機車設(shè)備編號。
移動設(shè)備 由調(diào)車員控制盒(電臺)、連結(jié)員控制盒(電臺)和制動員控制盒(電臺)組成。主要完成由調(diào)車人員向機車發(fā)送指令、話音以指揮機車運行,電臺與控制盒是一體化,則可在送燈顯信號同時傳送語音提示,還可以與司機通話以及調(diào)車組人員間通話。
固定設(shè)備 以調(diào)車區(qū)長控制器、電臺為核心,有區(qū)長臺、臺式話筒、外接揚聲器和有錄音插孔的外接錄音裝置,可記錄調(diào)車作業(yè)中的通話情況。
原理 平面無線調(diào)車系統(tǒng)的基本原理主要是利用無線通信設(shè)備的通信功能,另加裝調(diào)車信號顯示所需數(shù)字編碼信號的控制鈕,在電臺內(nèi)部加裝微處理器,注入研發(fā)的燈顯及語音合成等各種控制軟件,在電臺外部接口加裝了信號顯示燈、外接揚聲器、記錄打印及傳真等各種信息輸出裝置。平面無線調(diào)車系統(tǒng)采用了專用或多信道共用、FSK數(shù)字調(diào)制的無線數(shù)控、通信技術(shù),所有控制器采用單片微處理機技術(shù),應(yīng)用了安全控制技術(shù),有“故障停車”、各頻率間“串碼防護”、“交流點燈”,制動員間“聯(lián)鎖制動”有緊急制動、“指令強插”,還采用了語音合成技術(shù),將調(diào)車員指令以標準語通知司機。機車控制器采用E2PROM存儲器,設(shè)置了“運記”接口進行數(shù)據(jù)采集與交換及記錄技術(shù),還設(shè)有奇偶檢錯和糾錯技術(shù)。各個主要組成部分工作原理見下圖。
系統(tǒng)構(gòu)成圖
T—發(fā)射機;R—接收機。
機車裝置原理 機車設(shè)備含機車控制器、電源、手持送話器、電臺及機車天線,其中機車控制器是機車設(shè)備的核心。機車控制器內(nèi)設(shè)有微機數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng),記錄調(diào)車作業(yè)過程數(shù)據(jù),如點燈狀態(tài)、車速等,記錄數(shù)據(jù)可以用打印機打印出來,以備事故分析。全部數(shù)據(jù)均設(shè)“掉電保護”,斷電半年時鐘也不用重置。調(diào)車過程中的命令不僅通過色燈顯示給司機,而且可通過話音合成方式用符合標準的語聲通知司機。機車控制器是整個平面無線調(diào)車燈顯系統(tǒng)的核心。機車控制器由電臺、控制板和電源板組成。控制又是整個機車控制器的核心。控制板是一塊以8031為核心的微處理機系統(tǒng)。E2PROM為系統(tǒng)的程序存儲器及語音數(shù)據(jù)存儲體,是理想的“黑匣子”數(shù)據(jù)存儲器。
移動設(shè)備原理 移動設(shè)備包括調(diào)車員控制盒(電臺)、連結(jié)員控制盒(電臺)和制動員控制盒(電臺)。
調(diào)車員控制盒與無線電臺配套,它具有送、受話器和對講鍵及紅、綠、黃3種色燈指令按鈕,可分別發(fā)送話音信號(通話)和各種調(diào)車作業(yè)指令及呼叫,并具有本地監(jiān)聽功能和響應(yīng)機車控制器發(fā)來的回示信號。該控制盒還備有燈光照明裝置。
連結(jié)員控制盒有5 個鍵,在通常情況下,連結(jié)員只能發(fā)送停車信號,只能向機車臺發(fā)射強插“停車”及解鎖信號。在放權(quán)后,連結(jié)員控制盒的功能同調(diào)車長一樣。
制動員控制盒具有紅、綠、黑及照明4 個鍵,有送、受話器及緊急停車按鈕、發(fā)射強插信號和解鎖信號,可收聽機車回示話音,控制器盒上裝有夜間照明裝置。
固定設(shè)備原理 固定設(shè)備由區(qū)長控制器、電臺及雙循環(huán)錄音機、解碼放音機組成。
調(diào)車區(qū)長控制器接收調(diào)車員發(fā)來的呼叫信號。它具有監(jiān)聽調(diào)車作業(yè)及與調(diào)車員通話的功能。設(shè)備帶有錄音輸出插孔,可以通過雙跡循環(huán)錄音機對收、發(fā)話音及調(diào)車作業(yè)過程進行錄音,具有自動倒帶循環(huán)錄音、時標顯示等功能。調(diào)車長控制盒共有5個按鈕,這些鍵單獨使用或組合使用可分別向機車、區(qū)長臺、連結(jié)員發(fā)出各種信令。向機車發(fā)送的顯示控制有8種信令:①停車;②綠燈;③十、五、三車;④連結(jié);⑤溜放;⑥減速;⑦牽出(綠閃);⑧接近連掛(黃閃)。向區(qū)長臺發(fā)送音頻選呼信號。向機車控制器發(fā)送收、放機信號。
雙跡循環(huán)錄音機是一種磁記錄設(shè)備,可同時記錄2 路話音信號和時間信號,具有聲控自動啟動和暫停、雙卡替換工作,卡帶、斷帶故障自動報警和提示等多種功能,還具備慢速錄音、自動循環(huán)、時標信號記錄和可鎖定等專用功能。
應(yīng)用 1994年鐵道部召開了平面無線調(diào)車互檢工作會議,總結(jié)了應(yīng)用經(jīng)驗,為進一步推廣應(yīng)用該系統(tǒng)鋪平了道路。編組站、區(qū)段站平面調(diào)車在2000 年已全面應(yīng)用該無線調(diào)車系統(tǒng),且已基本甩掉手燈、手旗,保證了安全,提高了效率,減輕了調(diào)車人員勞動強度。
中間站的調(diào)車作業(yè)中,由于中國鐵路有近5000 個中間站,安全問題很突出,故也廣泛采用無線調(diào)車系統(tǒng)。1993年鐵道部召開了“中間站無線數(shù)控調(diào)車設(shè)備技術(shù)”研討會,為中間站調(diào)車應(yīng)用該系統(tǒng)開辟了道路。
客運站在客運列車到達后,需轉(zhuǎn)場到客技站進行客車整備、檢修、編組甩擋、車輛調(diào)動等,采用“平面無線調(diào)車系統(tǒng)”,則信號傳遞迅速、準確,保證了安全,實現(xiàn)了甩開手燈、手旗,提高了編組能力,故在中國鐵路大中型客運站廣泛應(yīng)用了“平面無線調(diào)車系統(tǒng)”。
“平面無線調(diào)車系統(tǒng)”也適于特殊要求的鋼鐵企業(yè)。由于企業(yè)內(nèi)部鐵路運輸環(huán)境惡劣,彎道多,道口多,貨物體積大,作業(yè)頻繁,且多臺機車交叉運行,調(diào)車安全不保證。無線調(diào)車系統(tǒng)解決了多年難題,提高了運輸效率。
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