南同蒲线无线列调通信系统

韩志强

概述
南同蒲线无线通信系统选用的同频单工电台TW-43为基本设备，调度员与司机，车长值班员与司机，车站值班员与车长，司机与司机或车长，以及相邻车站间的通信均采用同频单工方式，调度员与司机的通话采用有线，无线转接方式，因此沿线需专用实回线在每个车站开口引接，并须有相应的载波遥控话路。目前东阳至侯马北及侯马至清涧已埋设有电缆并预留了无线列调专用芯线。此二段电缆覆盖359公里。
有实回线的区段有线无线转接方式构成调度员与司机通话。其余明线区段之实现站车通信（小三角）。
系统的构成：
该系统采用有线无线相结合的方式，即车站设车站台，利用空间波构成车站值班员（助理值班员）和司机，车长间的全无线通信，在地势复杂的区段采用高架天线，区间电台以及漏泄同轴电缆解决弱电场以保证可靠的通信，调度员处设调度总机通过载波遥控和专用的实回线构成调度总机与车站台的连接，再有有线无线转接分机通过车站电台转发呼叫构成调度员与司机的通话。
本系统设备的特点：
机车电台和车站电台主机机芯采用进口的车载电台，内部结构较为宽松。便于维修和国产化：电气性能指标优于便携电台，特别是发射功率指标，车载电台机芯经调低功率后，工作稳定性及可靠性大为提高。
现采用的新西兰TAIT公司生产的T550车载电台 （十信道）起电信能指标优于80系列标准，采用频率合成的双膜查封技术，频率信息存储在EPROM中，电路兼容CTCSS性能，特别适合亚音频信令系统的应用，功率余量大，结构合理，便于安排和维修。
机车电台设计成电台与电源一体化，同时又可以单独分离的结构，便于分别拆装和检修。车站配有电台综合柜，可将车站电台，车站电源，备用电池，转接分机，录音机等设备统一装入。使设备达到一体性好，又便于维修。
车长电台是引进摩托罗拉公司Radius p50手持电台的基础上，开发了亚音频信令编码单元，并将全部电路装在机内，“车站”、“机车”两个薄膜轻触键设在手持台前面板上，摒弃了外界信令话盒的传统方式，实现了一体化，操作使用极为方便。
本系统设备的车站电台，为适应弯道和个别隧道的通信要求，配有区间电台遥控盒和接口设备供选用。在弯道或隧道口设区间电台，配用遥控盒和接口设备实现车站值班员对区间电台的“一控一”或“一控二”的遥控、遥信、遥测。设区间电台进行遥控方式是同频单工制式（C系统）解决弯道和个别隧道无线列调通信的有效措施。
调度区段的划分：
临汾分局共有六个调度区段，分别由六个调度台控制，共670km(另外6km属太原分局)。
其中行调北台管辖东阳—义安间，全长93km，共有10个车站。行调中台管辖介休-临汾间，全长133km，共有10个车站。介西台管辖万安-阳泉曲，全长46km,共有6个车站。
南一台管辖张礼-运城涧，全长138km，车站15个。
侯西台管辖侯西，李垣，二峰山三条支线，全长167km,共有19个车站。除李垣支线不接调度外，目前只接了行调北台，行调中台，南一台，临汾-侯北段和侯西台的侯马-禹门段，其余也为接入调度台。
频率点选择：
本系统采用450MHZ频段，由本系统采用同频单工制式，为了与太原分局的枢纽台的单工信道兼容。因此车站电台，机车电台，便携电台均采用同一频率点即：Fo=457.7MHZ。
有线通道的构成：
南同蒲线调度所设在临汾分局，共有六个调度台，根据系统图的布置，有线通道：
载波遥控话路：
临汾-介休间一主一备。临汾-太谷间一主一备。临汾-侯北间一主一备共六个遥控话路。
实回线：东阳-侯马北间需2对实回线。
           侯马北-清涧间需2对实回线。
设备的配置：
车站台的设置。根据南同蒲线实际运营车站，全线共设置TW-43型车站台90个，其中48个车站台（含15台遥控区间电台），接入行调台。42个车站台（含修文1台）不接入调度，另加机务段和折返段计有介休、临汾、侯北、清涧、礼元、运城，六处各设车站台以8台，介休、临汾、侯北、运城各检修所设检测电台个一台，共计52个车站台不接入调度回线，车站电台总数为100套，车站电台设置在运转室无线列调专用铁柜内或根据实际情况安装在通信机械室内。
机车台的设置：
根据南同蒲线客货机车实际数量，共设置机车台173套（含救援列车、轨道车、抢修汽车）。接车台具体配置如下：
介休机务段 57套 蒸汽机车
临汾、侯北机务段 84套 蒸汽机车
太原机务段 16套 内燃机车
救援列车 2套
轨道车 12套
抢修汽车 2套 （其中分局指挥车一台）
便携台的设置：
根据实际运用情况和有关规定，临汾列车段车长定员23人，便携台配置231套。另外介休、临汾、侯北、运城无线检修所各设维修用便携台6套，共计便携台438 套。便携台具体分配如下：
用户    临汾电务段内   侯北电务段管内  修文站  合计
助理值班员  84              98台         1台    183
运转车长    231                                  231
无线维修    12              12台                 24
合计        327             110          1       438
便携电台充电器的设备：
根据机车交路情况为保证运转车长在环城时，能使滇池得到正常充电，在临汾列车段、洁修车务段、侯北车务段、运城公寓、礼员公寓各设充电点一处（各充电点车长换乘人数：临汾换乘180人次，介休换乘150人次，侯北换乘60人次，运城换乘80人吃，礼元换乘30人次），各点配置单路和20路充电器如下表。另外助理值班员主用电台及维修用电台，每台配备单路充电器一个。
单位        单路充电器         20路充电器
临汾充电室    10                   5
介休充电室     10                  4
侯北充电室     10                  2
运城充电室     10                  2
礼元充电室     10                  1
助理值班员                90
维修用便携台   24
太原分局1                 
合计            165                  14
中继电台的设置：
南同蒲线侯马以南及二峰山、介西线如果采用无线中继方式构成有线通道，则中继站设置如下：孝西、阳泉曲、翼城、侯北、试点、东镇、水头、运城、解县、于乡、永济、蒲州、首阳。
其中：孝西-阳泉曲中继段，长17km
      翼城-侯北中继段，长36km
      侯北-史店中继段，长12km     
      东镇-水头中继段，长27km
      水头-运城中继段，长26km
      运城-解县中继段，长17km
      于乡-永济中继段，长15km
      永济-蒲州中继段，长13km
      蒲州-首阳中继段，长18km
全长共设置13个中继站，18套中继电台。
无线列调调度台的设置
本局南同蒲线无线列调调度区段的划分及实际运用情况，在临汾分局调度所设置四个无线列调控制台及北台，中台，南一台，侯西台，调度总机安装在调度机械室内。
调度分配器的设置
根据系统图上所示的遥控话路划分，共设置5套调度分配器，分别设在临汾调度机械室2套，太谷通信站一套，介休通信站一套，侯马通信站一套 ，采用YDHF-型音频调度汇接分配器。
设备的供电及防雷
无线列调调度总机及车站台：采用220V2A自闭电源，备用电源采用直流12V20AH蓄电池供电。区间电台供电有沿线电力贯通线架设1.2KVA变压器后用220V供电，耗电量70VA。
机车台，蒸汽机车，采用机车上45V直流供电，机车电源应满足40V——135V变化范围，内燃机车采用机车上110V直流供电，机车台电源应满足80——130V变化范围及瞬时过压180V的保护。
车长便携台根据南同蒲线机车交路和实际使用情况，每个便携台按二组蓄电池配备（1组主用，2组备用），助理值班员的便携台支配给主用便携台的电车二组，维修便携电台每个配一组电池。
车站台和区间台，中继台的防雷
天线杆用12M以上（不含12M)的杆塔时，必须按规定架设避雷针和角钢地线，地线电阻小于10欧姆。另外在馈线引入室内处或在接电台前加装感应雷避雷器，12M以下的天线杆可以不设避雷针和地线，但在雷区及有落雷史的地点须装设感应雷避雷器，地线可用市内的其他地线，无地线可用，则需增设10欧姆地线。处设调查时对雷区的了解不够落实，为此12M以下的天线杆，暂按30%计列避雷器，计23个，在施工图上具体指定哪些地点须装设。
场强覆盖及解决弱电场措施
南同蒲线有丘陵地带和山区，在路堑弯道及隧道堤段出现弱电场，解决措施优先采用高架天线，当高架天线不行时，架设区间电台，隧道内则可用区间电台带同轴漏泄电缆。根据TB-1630-85[(电气化区段150/450MHZ铁路列车无线电通信最小可用接收电平值及其测量方法)]。450 MHZ频段最小可用接收值为10dB。场强起伏量的取值取决所要求的覆盖率，当时间和地点概率为95%，450MHZ场强波动量为11.5dB(参看450MHZ山区无线列调系统指标计算），设计储备量取6.5dB。所以南同蒲线机车接收最低电平中值为28dB，在场强分布图中，对各区间场强作了电平核算并画出电平图，凡是由原测场强资料的区间都绘出了场强测试中值电平图，以资对照，南同蒲线电波传播困难区段共26个，解决的优先办法是高架天线，全线共架设35m铁塔高天线杆6个，30m铁塔7个，20m高天线杆44个，10m高天线杆38个，在有高大阻挡弯道和隧道区间利用区间台或区间台带漏缆的方式解决。南通蒲线采用TW-43型同频单工制式电台，同频单工系统在山区中使用双控电台和区间电台带漏缆解决山沟弯道和隧道通信，在南同蒲线是首次，根据现场的实际调查，在区间有高大主党弯道和隧道的地段大都距离车站2KM左右，这是同频单工制能用于山区的特定条件，所以两渡至灵石区间弯道在中间，本工程就未能解决，致使该区间可能存在1KM左右的死区。本工程有5个车站设单区间台，5个车站设双区间台，为了避免双区间台产生同频干扰，我们设想在控制盒上增加控制电路只让一个电台发射并具有自动转换至另一个电台的功能来解决。技术要求如附件，请工厂配套生产。
使用区间电台除了能保证机车在弯道弱场区的通信外，还可解决部分山区车站的临站通信，但限于地形条件，南关-许家店；两渡-灵石；史店-礼元；介休-义棠间的临站通信还不能保证。礼元支线地形更加复杂，虽然已放弃大三角通信，小三角通信也难于保证覆盖率（相差甚远），限于投资无法完满解决，
区间电台发射功率Pt=144dB(5W)电台与漏缆相连接电缆损耗为2dB，漏缆入口电平为142dB，为了保证漏缆均匀辐射场强，根据漏缆耦合损失的不同分二段进行辐射。
当按制式系列标准85、75、65二档耦合损失计算时，
则漏缆的末端电平为95dB。
第一段传输电平由142dB降到115dB时，用C=85dB的漏缆允许长度为1080m。
第二段传输电平由115dB降到105dB时，用C=75dB的漏缆允许长度为330m。
第三段传输电平由105dB降到95dB时，用C=65dB的漏缆允许长度为270m。
共计漏缆允许长度为1680m。
南同蒲正线最长隧道为1.470KM，根据计算漏缆长度均满足隧道长度要求，对于双隧道我们采用分歧的方法来解决。一种是在电台段通过功分器分歧引出两支漏缆分别贯通两个隧道。另一种是由于放置电台侧的两隧道口不在一起，而且两隧道之间地形复杂无法架挂电缆。所以我们有电台现代一根漏缆贯通一个隧道，在隧道另一端通过功分器分歧后从另一个隧道往回架挂。用这种方式时，两隧道总长不得超过1.6KM，南同蒲正线隧道5个，共用漏缆5.6KM，在南同蒲线作这样的尝试具有一定的实用意义，即隧道距车站，近而且在非密集隧道山区也可以用同频单工制解决，工程投资比四频组方式可降低。