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STP-yh无线调车机车信号和监控系统中国铁道科学研究院通信信号研究所Signalling&CommunicationResearchInstituteChinaAcademyofRailwaySciences当前，正线运行的内燃及电力机车上已全部安装了机车信号及监控装置，有效解决了正线列车运行的安全防护问题，使列车行车事故大幅度的下降。但是，在调车作业中，因受到轨道电路条件的制约，无法将地面调车信号传送到机车上，监控装置无法实行有效的安全控制。在进行调车作业时，主要是依靠调车员和司机确认地面信号，因此，在调车过程中，由于人为失误时，容易造成“冲、挤、脱”等事故的发生，造成行车事故或重大事故。调车机车监控系统的研制及应用就是为了有效解决上述问题，保证站内调车作业的安全。概述无线调车机车信号和监控系统将站场对调车机车的调车进路的开放、调车限制条件等信息通过无线方式传送到调车机车上，实现调车信号、调车进路等在机车上的实时显示，使监控记录装置实现对调车作业的有效安全防护和作业数据记录。该系统不仅能有效地防止调车作业中的冒进信号和超速造成的事故，还可以通过系统记录的历史数据，分析事故原因，给安全管理提供依据。STP系统的检测功能系统实时采集站场联锁系统的数据实时跟踪调车在站场的位置在地面的终端显示站场图形、调车信号、调车进路、机车位置、机车速度、限制速度、停车距离及有关的监测数据等在机车的LKJ显示屏显示站场图形、调车信号、调车进路、机车位置、机车速度、限制速度、停车距离及机车工作状态等STP系统的安全防护功能在机车LKJ显示器显示车列前方的地面调车信号防止车列冒进关闭的信号机防止车列越过站场规定的停车点防止车列以超过允许的运行速度走行防止车列以超过允许的连挂速度进行连挂作业在机车上具有语音提示报警功能系统作业数据传输与记录功能将作业过程中，机车系统通过列车运行监控记录装置将系统工作的重要信息进行记录及保存将作业过程中，在地面设备将机车送回的作业信息及地面系统工作的重要信息进行记录及保存系统沿用列车运行监控记录装置的数据转储功能及数据地面回放分析功能主要技术参数系统控制精度：1、机车控制安全距离20米；2、机车控制精度为±15米；3、信号应变时间≤2S。4.当设备故障时间≥5s系统报警；当报警时间≥7s司机未进行解锁，设备制动停车无线数据传输通道：1、在一个车站选用铁路频段458.1MHZ、458.35MHZ、468.1MHZ、468.35MHZ中的一个频点；2、电台发射功率≤5w；3、系统有效控制距离≥3000m。工作环境温度：车载设备：-25℃━+70℃；室内设备：+10℃━+40℃；室外设备：-40℃━+60℃。系统电源是电源屏引入的220V交流稳压电源系统工作原理地面天线地面控制主机计算机联锁或TDCS/CTC系统电务维修终端联锁接口数传电台信号楼车载控制主机列车安全运行监控记录装置查询器车载设备查询器主机监控装置接口信号楼平面调车作业系统数传电台车载天线注：为应答器地面点。车务终端司机显示屏本系统是由多个系统联合组成的控制系统，因此，信息的传输是占有非常重要的位置。在进行系统故障判断时，也可以由信息流的传输关系，来判断故障原因。系统数据采取动态采集、双向传输的方式，数据流向清晰，实现闭环控制。各系统之间传送的信息既考虑现有技术要求并预留今后系统发展的需要，同时避免系统重复采集，保证多渠道信息共享，在系统控制时实现多重判别的安全防护功能，也最大限度的减少了硬件设备，这也是系统安全性可靠性的关键。系统传送的信息車載計算机LKJ-93系統平面調車灯显系統司机显示器車載計算机LKJ-93系統平面調車灯显系統司机显示器車載計算机LKJ-93系統平面調車灯显系統司机显示器无线数传网地面控制机局域网车站联锁条件车站联锁条件车站联锁条件车务终端車載計算机运行监控记录装置平面調車灯显系統司机显示器制动装置车载设备电务终端工作机车的确定当调车机车进入调车作业控制区时，车载设备通过点式查询应答器确认机车所在位置，当调车机车在调车作业控制区作业时，地面设备根据车站信号联锁条件、发送机车位置跟踪的数据，车载设备根据地面数据确定机车的位置，并通过无线数传信道接收的调车作业单及调车安全防护控制信息，确定对机车采用的安全防护控制方式。站场的广播信息；距停车信号机或停留车辆的距离；调车作业单；车列前方调车进路及调车信号显示；有关轨道电路的占用状态；机车代码；通信联络信息。地面设备向车载设备发送的信息机车经过点式应答器的位置；机车号；接收地面设备信息的有关回执；机车设备进行安全防护时的制动工况；机车制动时司机手动信息；机车设备故障信息；机车走行速度；机车走行及停车距离；通信联络信息。机车设备向地面设备回执信息车载主机向监控装置传输的信息调车区段号；调车机位置；存车线车辆位置；停车距离、限速信息；前方信号；作业单信息。平调信号；机车走行速度及走行距离；机车控制状态；司机操作有关信息；车列距前方信号机的距离；机车的相对位移值。监控装置向车载主机传输的信息设备组成地面设备：地面机柜室外应答器车载设备：STP车载主机查询器主机查询器天线车载天线地面控制机柜防雷隔离模块485网线无线通道车务终端室外应答器地面系统构成通信电缆网线运转终端车载主机地面天线查询主机无源应答器车载系统构成车载天线查询天线LKJ2000打印机地面设备车站联锁信息的采集站场作业记录显示系统控制车站联锁信息的采集站场信息通过采集计算机联锁或TDCS/CTC系统通信完成，接口采用485,通道使用隔离设备，有如下三种方式：1.联锁通信机；2.光隔离模块；3.防雷模块。计算机联锁TDCS隔离玉门南、酒泉、嘉峪关站、嘉峪关编尾、清水、金昌、武威南编尾均使用防雷模块隔离。武威南到达场、武威南南北场使用光隔离模块。作业显示记录地面设备中设置了一台电务维修终端，它与系统地面主机连接，具有存储和显示功能。电务终端存储控制数据回执数据站场信息作业单显示站场信息作业单机车状态设置了一台电务维修终端，作为显示、记录、监测及系统故障分析。在一些车站的站调或值班室设置有车务终端。车务终端及电务维修终端均采用工业PC机，如图。正面背面电源插座网口串口USB口串口音频视频开关复位键PS/2电源插头电务终端主机系统控制站场信息作业单机车状态信息处理站场中多台机车进行调车作业时，系统的地面设备是通过接收到的各个调车机车的车号及其跟踪的机车所在的位置确定不同机车所应接收到的控制命令及调车作业单，确保调车作业的安全。主机正常系统报警备机正常热备停鸣启动A机主用B机主用电源A机运行B机运行地面机柜为双机热备工作方式，通过一台双工控制机对两套控制计算机进行管理及控制。在双控器的面板上设置有相关的管理主备机的控制按钮及表示灯。通过其表示灯可了解地面机柜的A控制机及B控制机的工作状态，通过对面板上的按钮控制可实现控制机柜的A控制机、B控制机工作的自动转换或手动转换。地面机柜的组成－双控器B机主机SKQ-ASKQ-BCOM1COM2COM3COM4UARTCOM1COM2COM3COM4UARTA机主机电源保险网口3网口4网口3网口4网口1网口2电源保险网口1网口2COM-BCOM-B控制机后面板控制机后面板控制机前面板地面机柜的组成－控制层CPU板A机主机电源板IO板IO板CPU板B机主机电源板控制机前面板地面机柜的组成－控制层CPU板为整个地面设备的核心，了解版面各指示灯的意义，对分析和解决故障有很大的方便，其中：（1）1灯表示程序运行指示灯，频率为1秒；9灯常亮；（2）2灯闪烁表示与联锁通信故障；10灯常亮表示本机主用；（3）3灯到8灯表示发送信号，11灯到16灯表示接收信号（4）5灯和电台层的TXD灯同步；13灯和电台的RXD灯同步；（5）12、14为联锁接收指示灯，正常状态下最少有一个在闪烁。（6）7灯、8灯对应网口1和网口2，正常状态闪烁。DBGURESETCPU板11091112131415162345678USBETH1ETH2灯表示意义灯表示意义1系统工作灯系统正常工作时1秒闪亮一次9主机指示灯双机时频繁闪烁，单机时常亮2联锁故障灯与所有计算机联锁接口通信中断或者通信超时时闪亮10主用状态灯双机时本机主用状态时常亮,备用时常灭。单机时常灭3COM1每发送一次数据闪亮11COM1接收数据并且校验正确闪亮一次4COM2每发送一次数据闪亮12COM2接收数据并且校验正确闪亮一次5COM3每发送一次数据闪亮13COM3接收数据并且校验正确闪亮一次6COM4每发送一次数据闪亮14COM4接收数据并且校验正确闪亮一次7ETH1每发送一次数据闪亮15ETH1接收数据并且校验正确闪亮一次8ETH2每发送一次数据闪亮16ETH2接收数据并且校验正确闪亮一次TXUL：灯亮电台故障TXD：电台发送数据指示，绿闪RXD：电台接收数据指示，黄闪地面机柜的组成－电台层RXDTXDTXUL12V电源查询应答应答器地面点，安装在站场各出入口端,确定机车位置。地面应答器日常维护地面应答器为全封闭式结构，在正常情况下不易损坏，为免维修一次性使用设备。其电路仓内的数据编码预先已写好，在需要时也可以更改数据编码。日常检修及维护主要应作以下工作：•每一个月检查应答器的安装螺栓是否松动。•每半个月检查应答器是否被人为损害。每半年应答器表面刷漆一次，以防应答器表面玻璃钢风化调车机车监控记录系统机车设备连线示意图675453421机车内司机室主机安装位置车底部安装查询器支架机械间电源端子机械间2000接线盘端子车顶外部电台天线保险电源110V电源422口GPS股道监控CAN监控485信号机天线第 张 共 张日 期图 号批 准复 核设 计工程名称铁道科学研究院通信信号研究所O车载设备连接示意图线号定义备注1号线查询器主机至查询器天线信号输入线A端3芯航空插头针B端3芯螺纹航空插头孔2号线查询器主机至查询器天线能量输出线C端3芯航空插头孔D端3芯螺纹航空插头针3号线查询器主机与车载主机通信线E端小3芯航空插头针F端4芯航空插头孔4号线查询器主机电源线G端3芯航空插头孔H端散线(红正白负)5号线车载主机电源I端3芯航空插头孔J端散线(红正黑负)6号线机车电台天线电缆K端SL16L端SL167号线车载主机与LKJ2000CAN口通讯电缆与X37插头对接8号线车载主机与打印机电缆注意LKJ2000需要增加与X37连接的电缆，以提供与车载设备的通讯接口。将新线连接到原X37插头（接tax箱）和LKJ主机之间，另一插头连接到STP主机的监控插头上。STP无线调车监控系统设备调试前，需更换LKJ主机U3、U4芯片(带调监模式)和刷入站场彩屏数据。现场运行验证时，更换的U3、U4为不接风版本。安全防护功能试验时，U3、U4为接风版本。查询器支架及天线安装在机车底部，位置在机车排障器后约1.2m处；两轮对中间位置，中心误差不大于±20mm；查询器天线下表面高度距离钢轨上表面150mm±10mm；机车天线安装高度可通过锁紧器的齿条调整，旋紧螺栓、锁定防垫片。天线电缆尽量与车体紧固，要拧天线插头（注意防水），旋转压线片螺栓紧固天线电缆。查询器主机能量指示灯亮时，表明机内电源、能量发送器等工作正常；在查询器天线附近晃动应答器，查询器主机收码指示灯应亮；CPU板指示灯定义为：S1过应答器点发送数据灯，S2备用，S3发送数据灯，S4电源指示灯。平时S3闪亮，S4常亮。S1在过应答器的时闪亮，收码指示灯闪烁。车载主机车载主机组成一、数传电台二、CAN板三、CPU板四、电源接口板五、转换电源板1.CAN板上的1号灯闪亮表示车载设备的电台收到信号，9号灯闪亮表示电台接收到的数据经校验正确。2.CAN板上的3号灯闪亮表示与监控记录装置通信的CAN口通信正常。3.CAN板上的4号灯闪亮表示车载设备接收到应答器主机的数据，12号灯闪亮表示接收到应答器主机的数据经校验正确。4.