研制无线调车机车信号和监控系统（STP）车载设备出入库测试仪器

周俊强

（大秦铁路股份有限公司侯马电务段 车载技术科，山西 侯马043000）

1 研究背景

①STP 设备是调车安全防护的辅助设备，通过其STP 地面设备将获取相关集中联锁信息进行处理，地面设备通过无线设备将信息发送到STP 车载设备，STP 车载设备将接收信息处理完成后，通过列车运行监控装置实现对调车机车的监控，在保障调车机车调车作业的安全、防止调车事故的发生、规范调车作业的安全管理方面发挥了重要作用。②STP 设备由地面部分和车载部分组成，地面部分由主机、无线通信设备、电务维护终端、车务终端和相关接口设备组成，设备的维护由电务维护终端实现。车载设备由车载主机、车载无线通信设备、车载应答定位器接收模块、LKJ 调车监控接口盒等组成。③STP 设备的主要功能包括：防止列车、机车（单机）越过阻挡信号机；防止列车、机车（单机）不按规定越过站场规定的一度停车点；防止列车、机车（单机）不按规定越过车站站界标；防止列车、机车（单机）越过尽头线安全距离停车点；防止列车、机车（单机）运行速度超过调车作业允许的最高限速；防止列车、机车（单机）通过道岔时运行速度超过道岔允许速度；防止列车、机车（单机）通过固定限速区段时运行速度超过区段允许速度；当系统存储有停留车位置时，防止连挂作业时超过挂作业允许速度。

2 研究方向

2.1 研究需要实现的功能

①检测车载电台串口通信功能是否正常；②检测应答定位器接收模块与车载主机通信是否正常；③检测LKJ 设备与车载主机通信是否正常；④检测LKJ 站场图是否能够正常显示；⑤检测车载主机与车载打印机是否通信正常；⑥检测车载电台无线通信功能是否正常；⑦检测应答定位器接收天线的接收功能是否正常；⑧检测车载主机站场数据的完整性及数据版本；⑨检测车载主机程序版本；⑩对检测结果进行分析，提供设备完好性证明，对存在故障的设备提出故障解决方案；1○对设备出现的故障次数进行分类统计；12○人工授权后可以远程更新车载数据及程序；13○对车载记录数据和故障历史记录进行数据下载备份。

2.2 研究STP 设备与系统功能

①STP 车载主机可以自动对本系统的主要设备和连接的工作状态进行自动检测，完成对车载主机的检测。自检完成后，车载主机将检测结果通过电台发送至地面检测服务器进行显示。②STP 车载主机的检测主要包括存储芯片的读写状态、相关连接的工作状态以及数据版本使用的完整情况，判断STP 车载主机工作状态。③STP 车载主机通过与LKJ 之间的连接应答判断车载主机与监控装置是否正常。STP 车载主机部分通过与STP 查询主机之间的连接应答判断STP 车载主机与查询器主机连接是否正常。STP 车载主机通过与车载打印机之间的连接应答判断STP 车载主机与打印机通信接口是否正常。④在机车进入机务段时，通过地面应答器触发修改电台的频点，使得所有入库机车的频点与机务段内的出库检测设备的电台频点保持一致，这是车载设备检测的前提保证。⑤在进行检测时，STP 车载主机将通信电台数据连接口转换为功能连接口，读取通信电台的各项指标及天线连接状态，然后再将功能连接口转换为数据连接口，将检测结果利用无线设备发送到地面操作端，可以判断车载主机电台和天线连接状态是否良好。⑥在STP 主机接收到打印机检测命令时，主机主动发出打印机检测指令，检测完成后向STP 发送回执信息。STP 主机通过分析回执信息可以分析打印机否存在、打印纸是否将尽、打印机盖板是否关闭、自动裁纸装置是否有异常等，如果结果回执正常，说明STP 主机和打印机连接正常。⑦检测车载主机软件和站场图数据版本，由主机读取站场图数据版本后通过无线传输发送至地面测试设备进行备份及比对。车载数据文件的比对采用计算信息摘要算法MD5 值进行比对。⑧机车进入机务段库检线时，经过库检线入口端的地面应答器后，读取地面应答的数据，将频点转换至出入库检测设置的检测频点，通过无线通信方式将信息发送至地面设备进行入网申请，地面设备根据STP 车载主机的申请，在发送库内已有的车载检测命令信息的间隙将同意入网信息发送给STP 车载主机，STP 车载主机接收完成后与地面设备进行数据校核，保证数据正确后，进入自动检测状态。STP 车载主机根据检测服务器的发送指令进行设备自检，并通过数传电台将检测结果发送到地面检测服务器进行显示和记录。

2.3 研究系统的技术指标

研制调车机车STP 车载设备出入库检测系统，实现对入库的STP 机车车载设备的状态进行自动检测与诊断、程序版本和数据版本的自动核查，提高设备维护管理的效率，减轻现场维护管理人员的劳动强度，确保STP 系统在现场的安全应用。通过数据记录、数据挖掘、数据分析提供各种报表。主要指标如下：①可对装备STP 设备的入库机车进行自动检测，包括通信状态、设备状态等；②服务器可记录所有机车的出入库检测数据，存储不少于2 年；③入库机车状态可在监视终端进行显示，方便检修人员了解入库机车状态；④查询终端可分类统计设备故障。

2.4 研究系统构架

①基于STP 车载设备的结构和功能分析，STP 车载设备的检测项部分可以通过STP 车载设备的自检功能实现，车载电台的无线通信检测、应答定位器查询天线的功能检测、数据版本及程序版本的功能检测等功能是STP 车载主机无法完成的，这些功能项是出入库自动检测系统的主要任务。②调车机车STP 车载设备出入库检测系统的设备组成主要包括地面检测服务器、数传电台及天线，显示终端，应答定位器等。③地面设备配置中，地面检测服务器采用工业级低功耗控制计算机作为出入库自动检测系统的主控制器，完成运算的主要功能。数传电台采用与STP 设备通信的同型号设备，用来检测STP车载电台的无线通信功能。显示终端实现界面显示与人际交互，电台天线使用吸盘天线安装于室外天线支架上，覆盖STP机车的入库停靠位置区域。应答定位器安装于每条库修线的两端出入口，既作为STP 车载进入检测模式的触发，又作为车载STP 应答定位器接收天线的检测工具。④车载主机向出入库检测服务器发送的信息包括：机车号、机车经过的应答定位器编号、机车的所在的车场、STP 设备状态、机车设备进行安全防护时的制动工况、设备制动信息、机车设备故障信息、机车走行速度。出入库检测服务器向车载主机发送的信息包括：广播信息、机车的程序版本请求、机车的数据版本请求、检测指令、打印信息。

3 结语

随着我国铁路建设事业的快速发展和铁路安全工作的进一步深入，铁路运输安全装备发挥的作用将越来越重要，对于怎样能更加精准、准确、方便地满足运行需求并带来安全效益是铁路部门一直追求的目标，在未来的安全生产工作中铁路部门将继续探索前进。