红柠铁路张家峁调车场平调对讲机系统信号覆盖方案研究

红柠铁路张家峁调车场平调对讲机系统信号覆盖方案研究
铁路运输的不断发展，铁路运输的安全性越来越重要，矿区铁路无线平面调车系统串联着整个矿区的铁路大动脉，它的运行质量对矿区铁路运输的效率起着至关重要的作用。

本文根结合陕西红柠地方铁路（红柳林至柠条塔）以下简称（“红柠铁路”）张家峁车站的平调系统使用现状，进行信号覆盖方案研究，旨在确保矿区铁路运输安全。

1.1平面无线调车系统的基本原理
平面无线调车系统的基本原理主要是利用无线通信设备的通信功能，另加装调车信号显示所需数字编码信号的控制钮，在电台内部加装微处理器，注入研发的灯显及语音合成等各种控制软件，在电台外部接口加装了信号显示灯、外接扬声器、记录打印及传真等各种信息输出装置。

平面无线调车系统采用了专用或多信道共用、FSK数字调制的无线数控、通信技术，所有控制器采用单片微处理机技术，应用了安全控制技术，有“故障停车”、各频率间“串码防护”、“交流点灯”，制动员间“联锁制动”有紧急制动、“指令强插”，还采用了语音合成技术，将调车员指令以标准语通知司机。

机车控制器采用E2PROM存储器，设置了“运记”接口进行数据采集与交换及记录技术，还设有奇偶检错和纠错技术。

1.2平调系统的应用
1994年铁道部召开了平面无线调车互检工作会议，总结了应用经验，为进一步推广应用该系统铺平了道路，已基本甩掉手灯、手旗，保证了安全，提高了效率，减轻了调车人员劳动强度。

客运站在客运列车到达后，需转场到客技站进行客车整备、检修、编组甩挡、车辆调动等，采用“平面无线调车系统”，则信號传递迅速、准确，保证了安全，实现了甩开手灯、手旗，提高了编组能力，故在中国铁路大中型客运站广泛应用了“平面无线调车系统”。

“平面无线调车系统”也适于特殊要求的钢铁企业。

由于企业内部铁路运输环境恶劣，弯道多，道口多，货物体积大，作业频繁，且多台机车交叉运行，调车安全不保证。

无线调车系统解决了多年难题，提高了运输效率。

平调系统隧道是铁路的特殊地段，一般在深沟、山区等区域的信号覆盖范围有限，复杂的多阻挡的地形、机车动态运行现状加上车体对信号的遮挡导致隧道内部信号极差。

2.张家峁调车场平调对讲机现状
2.1平调对讲机使用现状
隧道是铁路的特殊地段，一般在深沟、山区等区域的信号覆盖范围有限，复杂的多阻挡的地形、机车动态运行现状加上车体对信号的遮挡导致隧道内部信号极差。

红柠铁路张家峁调车场位于陕西省榆林市，是一处长约1800米，宽约50米的露天调车场，其左右两边均有隧道（赵仓峁隧道和南沟隧道并排而立）相连，（张家峁调车场平面示意图见下图1），。

无线信号穿透隧道能力差，再加上外部环境恶劣，冬夏的湿度差与温度差太大导致直放站远端机技术指标浮动大，信号质量不稳定。

调车作业时，张家峁南沟隧道车档灯200米以内频繁出现连接员指令打不出去，调车长和值班员通话杂音大以并伴随有断音现象。

平调对讲机要求信号既要能较好地覆盖露天调车场，同时又要能覆盖从隧道洞口至隧道纵深内约500米处的这段范围。

这给该系统的信号覆盖组网带来了一定困难。

2.2无线环境测试
用手持机进隧洞测试信号发现：从洞口往隧道里走大约30米，对讲机接收到的洞外信号快速衰落，至40米深处就不再能进行正常通话。

3.平调系统覆盖优化方案
3.1优化方案
为了既能覆盖露天调车场，又能覆盖隧道，同时又不产生覆盖信号的重叠区，维管部门、使用部门以及生产厂家多次进行现场勘察与理论计算，提出了采用分集接收解决技术难题。

本方案采用异频中继台覆盖露天调车场，射频直放站加八木天线覆盖隧道。

露天调车场信号全覆盖，隧道纵深500内信号覆盖良好，争取洞内信号有更远的覆盖。

张家峁调车线南沟隧道内改造方案如示意图1所示：在现有的光纤直放站远端机输出口加装1个6dB的耦合器，输出口一端连接原有全向天线，输出口另一端连接长度约80米的天馈线至隧道出口处的隧道顶上，连接新装全向天线。

改进后能使无线信号达到视距接收，有效克服隧道内无线信号传播的多径衰落，杜绝列尾信号盲点的出现。

3.2技术难点
（1）直放站远端机在使用功率分配器以后，原有天线增益会减小，能否有效覆盖现有“盲区”，满足使用要求。

（2）天馈线长度问题，天馈线与信号衰减成正比，天馈线延长后，实际信号强度能否满足使用要求。

3.3实施方案
中继台架设在1800米露天调车场一侧的中间位置，其全向天线的架设以从天线中部位置能看到三个隧道洞顶部而中间没有任何遮挡的高度为宜。

中继台接收频率Rx：414.925MHz，中继台发射频率Tx：404.925 MHz。

机车设备、固定设备、便携设备的接收频率Rx：：404.925 MHz，发射频率Tx：：414.925MHz，这三种设备之间的通信联络都是通过中继台的异频转发后进行相互通信的。

射频直放站的下行接收八木天线安装在隧道洞口上方的抱杆上，其方向对准中继台的全向天线，用1/2〞的射频同轴电缆将接收信号引入隧洞内约35米处，在此处安装射频直放机，引入220V交流电给直放机供电，在离直放机约5米处安挂下行信号发射天线（八木天线），其方向对准隧道内所要覆盖的方向。

射频直放站的安装示意图见下图2。

3.4系统安装说明
3.4.1设备电源的说明：
本射频直放机设备电源为：AC220V±15%.
3.4.2工作环境要求说明
本射频直放机设备工作环境温度满足-30℃～+50℃;
本射频直放机设备工作环境湿度小于95%;
本射频直放机设备工作环境电磁干扰应符合GB6833/87标准
3.4.3主设备及天馈线
3.4.3.1接地情况说明
本射频直放机的前端加装馈线接地件，接地件应良好接地。

要求接地线的弯曲度大于90度，曲率半径大于130毫米，接地电阻小于5欧姆。

3.4.3.2主机安装位置要求：
安装位置必须保证无强磁场、电场和强腐蚀性设备的干扰;
必须保证主机便于调试、维护和散热需要;
必须保证主机防水、防晒及防破坏;
3.4.3.3 天线安装
（1）搬运：
搬运天线的机具、人力必须满足所运设备的要求;
搬运时着力点必须在天线的加固框架上;
搬运过程中不得发生碰撞，严禁摔坏天线，并注意人身安全。

（2）安装：
天线通信方位及俯仰角应符合施工图纸的设计要求，在水平和垂直方向均应有一定的调整余量;
天線的加固方式应符合施工图纸设计要求，紧固件应上紧上齐，加固后天线应平稳牢固，能够满足抗风要求。

天线的锁紧螺母应紧固，在调整螺杆里外均应上双螺母;
天线就位后应按施工设计图纸要求核对天线的方位角、俯仰角;
天线的原配馈线不得修剪，安装过程中不能猛力敲打天线体和馈源体，不能强行弯曲原配馈线;
安装天线时注意将天线体上的泄水小孔朝下，天线系统连接后必须用防水胶及胶带对所有裸露的连接头进行防水处理;
天线应按规定妥善接地，且必须处在避雷设施的有效避雷范围之内。

如使用避雷针，避雷针的顶端与天线顶端的连线与避雷针垂直线的最小夹角应小于45度。

（3）天线馈源的安装：
天线馈源的极化方式和波导接口应符合施工图纸设计要求和馈线走向的要求;天线馈源加固合理，不受外力，不影响馈线的安装;天线馈源各部件的连接面应清洁干净，电器接触良好。

结束语
通过对红柠铁路张家峁调车场平调对讲机系统信号覆盖方案优化改进后，张家峁露天调车场内指令通畅、语音清晰、无断续、无杂音，取得了良好的效果。

红柠铁路张家峁调车场平调对讲机系统信号覆盖方案在维管部门（电务段）和生产厂家的权力配合下于2014年已完成。

经过维管部门（电务段）多年的用户跟踪回访，使用部门（车务段）人员一致认为平调对讲系统性能稳定，既提高了调车作业效率，又确保了人身安全，为铁路安全运输提供了强有力的保证。

参考文献
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[2]铁路专用通信.王维汉著.北京：中国铁道出版社，1994
[3]轨道交通通信设备故障分析系统的设计与实现[J].方薇.铁道通信信号.2015（01）.
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