车辆段应用无线调车机车信号和监控系统（STP）

刘 钰

（内蒙古铁道勘察设计院有限公司铁道设计分院，呼和浩特 010050）

1 引言

（1）现状。位处中国重要基础工业基地、全球轻稀土产业中心，包头车辆段需承担大量设备检修、车辆清洗和调车编组等作业，包头车辆段客车库内，运用场有7条线，整备场有17条线，1条洗刷线。包头站始发终到的客车进出整备的时间比较密集，车列转线任务繁重。

（2）存在的问题。国内调车作业大多有信息不透明，传达不及时，作业效率低的情况。调车作业量大时，有限的工作人员、有限的工作精力，无法保障调车作业及员工安全，时有车列越过阻挡信号、超速等事件发生，造成“挤、冲、脱”事故。

（3）解决方案。调车作业密集，仅靠人力远不能满足作业需求，引用无线调车机车信号和监控系统（Shunting Train Protection），使车列行驶透明化，车地通信高效化，指挥回馈直观化，保障调车作业的安全。

2 STP系统应用

2.1 STP系统结构

以包头车辆段增设该系统为例，无线调车机车信号和监控系统（Shunting Train Protection）结构如图1所示，分地面、车载设备。地面设备室内设备有地面主机、电务维护终端和车务终端，地面室外设有应答定位器、地面无线通信设备，车载设备有车载主机、显示器和车载无线通信设备等[1]。

图1 无线调车机车信号和监控系统结构图

无线调车机车信号和监控系统安装在集中联锁区域，可以辅助调车机车进行站场内的调车作业，进行安全防护；采用GSM-R通信模式防护多台调车机车作业，可根据站场实际情况调整防护的机车数量。无线调车机车信号和监控系统可与站场既有CTC系统或TDCS系统联网，采集作业需要的数据。该系统可实时反应调车车列行驶位置，在地面的彩色显示屏上显示站场图形、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；机车上的显示器可显示运行前方的地面信号，并具有报警提示功能，防止车列冒进、越过规定停车点或超速等；系统也有数据转储功能，为记录、分析列车运行数据提供便利。

2.2 STP系统与其它设备连接方式

无线调车机车信号和监控系统与其它设备接口连接方式如表1所示。

表1 无线调车机车信号和监控系统与其它设备接口连接方式

3 STP系统探究

3.1 增设STP工程概况

一般根据调车作业的要求及专用调机的配属情况，配置STP系统地面设备，如设地面机柜（包含接口模块、交换机、UPS等）、地面天线及馈线，地面应答器，与联锁系统接口。为各站调车机车配置STP车载系统，LKJ2000型监控装置。

以包头车辆段客车库增设STP系统设备工程为例，根据包头车辆段客车库调车作业的要求及专用调机的配属情况，在包头车辆段客车库进行无线调车机车信号和监控系统（STP）建设。

既有计算机联锁系统配置如下：包头车辆段客车库为DS6-60型。STP系统地面设备配置情况如下：包头客车库设一套地面机柜（包含接口模块、交换机、UPS等）、一套地面天线及馈线，共设地面应答器12套，与联锁系统接口1处。各站调车机车配属如下：包头站2台，均已安装了包头站STP车载系统，LKJ2000型监控装置。

包头站信号楼既有STP机柜接电源屏、室外天线和站调区长室车务终端，采集既有I场和II场的计算机联锁，包头车辆段客车（III场）库增设STP系统时，需要将III场计算机联锁信息传送至既有包头站信号楼既有STP机柜中，；由于III场较远，且周围建筑繁杂，高低不一，极易遮挡无线信号传输，需将包头站信号楼既有STP系统使用的天线移设至信号楼旁边的通信铁塔上。

III场新增STP接口机柜，采集III场计算机联锁数据，机柜接口连接III场既有电源屏上新增的STP供电模块，经III场与包头站既有通信通道连接既有包头站STP机柜。

3.2 设计施工注意事项

3.2.1 应答器定位器的设置

应答器应安装在两钢轨中心，应答器表面与水泥枕上表面基本齐平，水泥整底部不平时，安装应答器时允许应答器上表面略高于水泥枕上表面25mm内，应答器夹具应固定在水泥枕或木枕上，锁定防转垫片。应答器需安装在调车作业场各入口处的股道绝缘节内侧。

依规定，车站集中联锁区入口、车场分界处和调车作业频繁的关键路径均需设应答定位器，均为无源点式应答器。在信号机外方设置时距信号机不应小于100m，在尽头式信号机外方设置时不宜小于3m[2]。正向进站信号机外方安应答器组，由两个应答器组成。列车经过应答器时注册入网，并通过列车经过应答器的先后顺序记录列车行车方向，但是如果两个应答器设置距离太近，列车通过速度过快，STP系统就不能准确识别列车行驶方向[3]。故两应答器安装距离确定受车载查询主机数据读取速度限制，不可随意设置，引发安全隐患。

3.2.2 地面天线设置

地面电台天线距地高度应大于15m，实际应用中发现，一般情况下，电台信号传输距离大于3km时信号会衰减，使车——地通信不良，数据传输误码率较高，影响行车安全。通信距离受到天线增益值影响，周围建筑物遮挡也会影响通信是否畅通，所以天线设置应根据施工现场实际情况确定，天线旁不得有遮挡物，设置在地理高点处。

天线设置在房顶时，应高过机房楼顶3m以上，如有条件，尽量设置在高15m以上的铁塔上[4]，并设置避雷针等防雷设施。室外天线安装在信号楼顶或铁塔上均可，若条件便利尽量安装在铁塔上，减少因新增建筑物遮挡或站场扩建时引起天线移设工程，造成修改工程的资源浪费影响站场正常作业。

如需移设天线时，前期需查看是否有满足距离要求的铁塔可供移设，征得铁塔管理部门许可，请相关部门检测铁塔是否有条件安装天线。

如包头车辆段客车库增设STP系统设备工程中，信号楼附近有通信铁塔，该铁塔高度满足要求，使用前与通信段联系并批准，可将STP室外天线安装在塔上，并在安装前请相关技术单位检测了既有通信铁塔的各项技术指标，与铁塔管理单位联系后确定可以安装天线。

3.2.3 天线馈线设置

天线馈线一般不超过60m，馈线过长会引起信号衰减，如果新建铁塔，铁塔安装位置应保证天线馈线至信号楼计算机室长度不超过30m[5]。馈线入室需做好防水处理，且入室前通过室外接地汇集箱接地。室外馈线超过30m时，需在离开天线、离开塔体和馈线入室处都做接地处理。如果铁塔高度超过60m，需要在塔中部增加一处接地。

4 结束语

无线调车机车信号和监控系统的使用越来越普遍，该系统可以便于地面人员更直观的看到车列行驶位置、速度等信息，监督车列的行驶，提高调度工作效率，有效保障了调车作业时人和车的安全。设计、施工人员更应总结以往STP系统设计、安装等产生的各种问题，引以为戒，避免不必要的工程资源浪费，或引发安全隐患问题。