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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,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,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。,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。,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。,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,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,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。,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,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,车载设备连接示意图,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150mm10mm；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.数传电台上的rxd灯闪亮表示车载电台收到地面电台发送的数据；txd灯闪亮表示车载电台向地面电台发送数据；txul灯长亮表示车载电台工作不正常，如果过一段时间txul灯熄灭，表示电台可以恢复工作。电台正常工作时txul灯处于长灭状态。,车载主机背后插头,can线,车载天线,股道线,主机开关,电源,查询器正常情况,能量发送jsb板主机通过天线向地面辐射电磁能量的指示。正常工作时常亮。收码指示jsb板车载设备经过应答器上方，接收到应答器信息时点亮，无应答器时熄灭。s1cpu板过应答器点发送数据灯。闪烁3次。s2cpu板备用s3cpu板通信灯：查询主机正常工作时，间隔0.2秒点亮。s4cpu板工作灯：cpu板正常工作时常亮。,电台天线,安装在机车顶部，将安装架焊接在机车车顶，将蘑菇头天线用螺栓固定在支架上，位置距离其他天线500mm以上，周围无遮挡。,电源维修标准每个星期测试一次电源电压电台电源：输入220vac10，输出12vdc1v。供给主备数传电台使用。主机电源：输入220vac10，输出5vdc0.25v（5.1vdc左右最佳）。接口电源：输入220vac10，输出12vdc1v。在各层前面板上均有表示电源工作的发光管显示，可通过观察相应发光管的点亮情况分析判断各电源是否故障。每个电源上均有输入、输出表示灯，可观察其发光情况，判断故障部分。在相关位置均有电源测试孔，可通过对其电压测量判断电源工作是否正常。对有关电源应定期进行测试及记录。主机电源在5.1vdc左右，能有效提高主机的抗干扰能力。,地面故障,一、stp主机与联锁通信中断。二、电务终端与stp主机通信中断。三、stp主程序死机四、电台故障五、应答器故障,一、stp主机与联锁通信断开,道岔跳动,联锁通信故障故障现象：地面主机cpu面板接收联锁数据指示灯不正常。上位机联锁站场图形显示不正确。车载在相应联锁区时，不能接收站场数据，没有站场设备表示。,处理办法（按以下顺序排查）：i、线路问题。从微机联锁通信机到地面控制机柜有一条485通信电缆，首先检查电缆是否联通，或者是否有接地。检查电缆连通时，可以在机柜端短接db9型插头的1脚和2脚，在通信机端用万用表测量电缆插头的1脚和2脚是否导通。通过对机柜端db9型插头1脚和2脚连接、断开，通信机端电缆的db9型插头的1脚和2脚也应出现导通断开的现象。检查是否接地时，应先确认线路是连通的。ii、确认线路没有问题后，可以用万用表量1、2脚的电压24v左右。如果没电压可以考虑换板子。iii、更换主机cpu板还不能解决问题时，可以考虑联锁通信机故障。常见的例如：通信机通信口打雷损坏、或者其他原因导致通信口损坏的；通信机不能正常工作的。此种情况需要向联锁厂家请求技术支援。,二、电务终端与stp主机断开,显示红灯,三、stp主程序死机,cpu板上的指示灯都不闪,地面主机cpu板故障故障现象：联锁通信中断。机车接收不到地面电台发送的数据。与上位机的通信中断。与车务终端的通信中断。地面控制程序不能正常运行。处理办法（按以下顺序排查）：i、更换地面cpu板。,四、电台故障,地面数传电台故障故障现象：地面主机发送的数据站场中所有机车都接收不到。所有车载都不能正常工作。处理办法（按以下顺序排查）：i、电源问题。首先测试电台电源，应该在11.412.6v之间。电源损坏需要更换备用电源模块。ii、电台本身损坏。从地面电台到电台天线有一根天线馈线，天线馈线损坏有可能导致电台的发送能力下降，长时间还可导致电台损坏。馈线在没有人为破坏的情况下，一般不会损坏。确认没有人接触过馈线电缆的情况下，可以先更换电台备品。,txul：电台故障txd：电台发送数据指示rxd：电台接收数据指示,五、应答器地面点是无源点，用不同编码来区分各个应答器的特征，是为机车进行定位识别而设的。应答器好坏检测方法有三：1.用应答编码读写器进行测试；将读写器置于地面应答器上，打开电源开关，按动发射按钮，如果读写器发出一声长笛,说明地面应答器完好,如果发出三声短笛,说明地面应答器故障。2.可以依靠机车上安装的车载主机是否均接收到某一特定点的地面应答器信息来判断该点应答器的好坏。如果可以接收到其它地面应答器的信息，接收不到该特定点的信息，则该应答器损坏。3.接pc测试，详见读写器操作使用说明s1在过应答器的时闪亮；s2备用；s3发送数据，平时闪亮.s4电源指示灯，平时常亮。,查询器故障故障现象：车载设备接收不到应答器的位置信息，或者机车经过具有特定功能的应答器以后没有发生相应的动作。例如经过具有入网或者退网功能的应答器没有发生相应动作。can板面板4号灯按200ms固定周期闪亮表示车载设备接收到应答器主机的通信数据，12号灯闪亮表示接收到应答器主机的数据经校验正确。查询器主机cpu板面板指示灯不正常；正常时：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。查询器主机jsb板面板指示灯不正常；正常时：能量发送灯常亮，收码指示接收到应答器时闪亮。处理办法（按以下顺序排查）：i、出现或，或者同时出现时，先更换查询器主机。故障消除后的判别方法，可用备用应答器进行检测，检测时确认can板面板4灯和12灯正常，确认查询器主机面板指示灯正常。如果还有故障，再更换查询器天线，故障消除后的判别方法同上。ii、出现故障或，或者同时出现时，更换主机cpu板，更换前确认备用板和原主机cpu面板调线一致。iii、以上故障处理方法，是在所有连接电缆均可靠连接的条件下进行的。进行故障排除前，应首先检查设备连接电缆，确认设备电缆可靠连接。涉及到的电缆有，能量发送电缆（查询器天线查询器主机）、能量接收电缆（查询器天线查询器主机）、查询器主机电缆（查询器主机机车110v）、查询器主机通信电缆（查询器主机车载主机）,车载简单故障处理,1.机车lkj彩屏上有站场，道岔没有表示信息，显示地面信号全部关闭。联锁通信断开、电台盲区、车载电台。2.机车lkj彩屏站场都无显示，检查车载主机3指示灯，主机工作是否正常，采取主机重启，检查通道、更换can板。3.机车从非集中区回到集中区后，一直处于非集中区。首先，确定入口处的地面应答器设备状态正常；再检查应答器查询主机是否运行正常，s1灯闪烁，为正常；再检查djk主机的4，12号灯，如果同周期闪烁，表示djk车载主机和应答器查询器主机通信正常，否则，检查djk主机的“股道”口和查询器主机的“串口”通信线路。4.如果站场两台机车，如果一台lkj显示正常，另一台故障。,电台及电台天线故障故障现象：车载设备接收不到地面数传电台发送的联锁信息。车载设备没有站场图形显示，或者在站场的某一区域范围内没有站场图形显示。can板面板指示灯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。当这两个灯不能正常亮时。电台rxd,txd灯不闪亮。处理办法（按以下顺序排查）：i、排查车载电台故障前，首先确认地面设备电台是否正常工作。有多台机车的站场可以以其它机车是否能够接收到地面电台发送的数据为依据。ii、排查电台故障时，应首先检查电台天线电缆是否有损坏或者折断。电台天线电缆损坏时，长时间的工作会使电台损坏。iii、更换车载电台。车载电台更换后，故障应能恢复，车载设备应能正常工作。设备正常使用中，电台突然不能接收地面电台数据，首先检查天线电缆，其次考虑更换电台。,与lkj2000型通信故障故障现象：车载电台接收指示灯显示正常，数据校验正确，但是lkj2000显示器不能显示站场图或者其它与调车监控相关信息。can板rx1/tx1不闪亮。处理办法（按以下顺序排查）：i、联系lkj负责人，共同排查从lkj2000型主机到stp-yh车载主机之间的通信电缆连接是否正常，电缆有无损坏。ii、如果通信电缆连接正常，可以考虑更换stp-yh车载主机can板。iii、如果确认本方设备没有问题，可以联系lkj厂家或者负责lkj2000维修部门，共同排查问题。,无线调车监控车载主机故障故障现象：主机不能正常工作，电源指示不正常。机车换场时，电台不能自动切换频