關鍵詞：期刊論文,小湖集站STP-KA型無線調車機車,信號系統,監控系統,通信,改進技術

　　1. 前言

　　1.1 概述

　　淮北礦業集團小湖集站STP-KA型無線調車機車信號和監控系統已經開通運行近4年，但機車在II、III兩場作業時的車地通信始終不是很穩定,嚴重影響到其正常作業，因此考慮對STP系統的車地通信進行改進，實現車地穩定通信，確保STP系統正常運行。

　　1.2 名詞解釋

　　STP：

　　Shunting Train protection。無線調車機車信號和監控系統;

　　STP-KA：

　　由卡斯柯信號有限公司研發、生產的具有獨立自主知識產權的無線調車機車信號和監控系統。

　　無線調車機車信號：

　　指在電氣集中或計算機聯鎖車站采用無線通信方式將車站的調車聯鎖信號傳送到調車機車并顯示;

　　無線調車機車信號和監控：

　　指通過對無線調車機車信號和車站基本信息的加工處理，利用調車機車既有的列車運行監控記錄裝置實現對調車作業安全防護的監控;

　　無線中繼：

　　指在通信距離較遠的情況下，實現車載設備與地面設備之間的無線信號接收和轉發的設備;

　　場連：

　　全稱為場間連接，指機車在一個場與向另一個場行進，機車壓過場連區段(STP系統里可設置)時，車載設備的頻點自動切換到即將行進的場的工作頻點，并且其控制機柜也發生切換，從而實現STP系統對機車換場作業時的連續監控。

　　場連區段：

　　指系統內設置的具有場連屬性的軌道區段，機車壓入該區段時，會立刻切換到另一套機柜控制。

　　切頻區段：

　　指系統內設置的具有切頻屬性的軌道區段，機車壓入該區段時，其工作頻點切換到另一個工作頻點。

　　地面主機：

　　指系統中完成對車站聯鎖信息的采集、加工、處理，并向調車機車傳送無線調車機車信號和有關信息的地面設備;

　　2. 技術方案設計

　　小湖集站STP-KA型無線調車機車信號和監控系統無線通信改進方案設計如下：

　　由于該方案采用無線中繼方案，將之前的機車直接與地面機柜之間的數據通信變為機車通過無線中繼設備與地面主機柜之間間接通信，有效縮短車地之間的通信距離，因此其通信的穩定性也將得到加強。

　　該方案包括以下幾個部分：

　　1) 既有天線改造;

　　2) 無線中繼設備安裝;

　　3) 通信頻點變更;

　　4) 軟件和數據更新;

　　具體的方案設計見下圖

　　小胡集站STP-KA無線調車機車信號和監控系統車、地通信改進設計圖

　　3. 方案詳述

　　3.1 既有天線改造

　　I場信號樓頂已經安裝有兩套定向天線(分別連接至機械室內的兩套地面機柜)，但由于目前機車在I場仍會偶爾出現無線通信中斷的情況，考慮信號樓頂對于無線電臺信號的阻擋，將其位置挪到信號樓頂靠近I場股道的位置，減小對信號強度的影響。該部分需更換兩天線饋線，以保證天線的成功挪動。

　　3.2 安裝無線中繼設備

　　小湖集站出現車地無線通信終端的絕大多數情況都是在II、III兩場，結合站場結構發現II、III兩場與I場信號樓之間的間隔距離達到了近3Km的無線通信基線距離。為保證機車在II、III兩場也能實現與地面設備之間正常的無線通信，項目組決定在II、III兩場各安裝一套無線中繼設備。

　　單套無線中繼設備的結構組成如下

　　1) 無線中繼機箱一套;

　　2) 定向天線一根;

　　3) 全向天線一根;

　　4) 天線饋線2根;

　　5) 天線支架2套;

　　定向天線與全向天線之間距離應大于5M，以保證2天線之間不會形成旁瓣干擾。

　　全向天線和定向天線的發射功率都不超過5W。

　　以III場為例，其功能是通過定向天線接與無線基站實現數據通信，再通過全向天線與機車車載設備實現數據通信，從而實現機車與較遠處的地面主機之間的數據通信。全向天線的覆蓋范圍是2Km，因此能實現車地之間的正常通信。

　　II場無線中繼設備安裝于位于站場中間的機務段建筑物樓頂，建筑物的高度不小于7M，該建筑物距離I場信號樓的直線距離約為1.5Km,滿足STP無線通信技術條件。III場無線中繼設備安裝于位于站場中間的建筑物樓頂，建筑物的高度不小于7M，該建筑物距離I場信號樓的直線距離約為1.4Km,滿足STP無線通信技術條件。

　　3.3 頻點變化

　　同時結合一段時間的小湖集站調車監控系統的統計數據，項目組懷疑之前選用的頻點遭到了一定程度的干擾;為確保正常通信，本次改造也將通過一段時間的調研來選擇4個干擾度度低的頻點，且兩兩之間間隔大于2M，以避免相互之間的干擾。

　　3.4 軟件和數據更新

　　由于本次對淮北礦業集團小湖集站的改造增加了無線中繼設備和場連功能，因此該站STP系統的軟件需要增加這部分內容，同時數據也要進行相應的更新，以保證軟件和數據的匹配性。

　　為保持前邱寨站和小湖集站STP系統的通用性，前邱寨車站STP(ZDK)無線調車監控系統的軟件和數據也要同時更新。

　　3.5 車地通信詳述

　　監控機車位于I場和IV場時，其車地之間的無線通信頻點為一場信號樓1柜的頻點(假定為頻點1)，地面主機柜1通過頻點1對機車實現實時監控。

　　監控機車由I場或IV場轉向III場，當機車壓入I場或IV與III場之間的切頻區段(系統內設置)，STP系統的車地無線通信頻點會自動切換到III場工作頻點(假定為頻點2)。

　　監控機車位于III場時，其車地之間的無線通信頻點為III場無線中繼設備全向天線的頻點2。地面主機柜1通過頻點1與III場無線中繼設備通信，再由無線中繼設備與車載設備頻點2通信;從而實現地面主機柜1通過III場中繼設備對III場機車實現實時監控。

　　監控機車由I場或IV場轉向II場，當機車壓入I場或IV與III場之間的場連區段(系統內設置)，機車的控制機柜自動切換到機柜2，且其車地無線通信頻點會自動切換到II場工作頻點(假定為頻點4)。

　　監控機車位于II場時，其車地之間的無線通信頻點為II場無線中繼設備全向天線的頻點4。地面主機柜2通過頻點3與II場無線中繼設備通信，再由無線中繼設備與車載設備頻點4通信;從而實現地面主機柜2通過III場中繼設備對III場機車實現實時監控。