区间中继台TDCS调度命令无线传输技术方案

【摘 要】本文简要介绍了铁路运输中，TDCS调度命令无线传输数据业务在无线列调系统采用区间中继台组网时的实现方式。

【关键词】铁路 TDCS调度命令无线传输 无线列调系统 区间中继台

一、引言

随着铁路运输的快速发展，要求无线列调系统能可靠地实现行车调度语音通信，并提出由该系统实现数据业务的需求。目前由无线列调系统承载的数据传输业务有TDCS调度命令无线传输、无线车次号传输、列车尾部信息（TMIS路径信息）。本文重点介绍TDCS调度命令无线传输在无线列调系统中的实现。

在山区铁路，由于地形、地物极大地限制了无线电波传播，使得无线列调场强分布特性极差，降低了通信可靠性。因此，山区铁路无线列调系统可靠实现无线语音、数据通信业务的前提条件是处理好弱场区的无线场强覆盖。

传统无线列调系统实现方式有几种，本文仅介绍TDCS调度命令无线传输在以区间中继台组网的无线列调系统中的实现方式。山区铁路无线列调系统采用区间中继台组网方式，以有线电路连接车站电台和区间中继台，形成类似于GSM-R的小区覆盖，以部标规定的频率资源和较小的投资代价，可靠地解决弱场区场强覆盖；采用区间中继台解决弱场区场强分布的组网方式，借助车站电台与区间中继台之间的全双工有线数字通道满足既有数据业务的需求，并为数据业务的发展提供了优良的传输平台。采用区间中继台解决弱场区场强覆盖的组网方式，数据信息通过有线和无线相结合的方式实现地面和机车之间的可靠双向传输。

二、 综合平台

（一）无线信道平台

无线信道平台的实现可采用软件无线电技术或者独立的数传接收模块实现。

地面设备（车站电台、区间中继台）采用软件无线电技术时，其构成方式见图1。

（二）有线通道平台

有线通道平台其构成方式见图3。

三、TDCS调度命令无线传送

采用有线和无线相结合的方式将TDCS调度命令经车站电台和区间中继台传送到机车电台。为了保证TDCS调度命令的可靠传送，在车站电台和区间中继台设备中采用软件无线电技术或独立的数据传输接收模块同时接收多路射频信号。因此，可以设定车站电台和区间中继台同时接收无线列调当前工作频组的f4和TDCS无线车次号工作频率（457.550MHz）。

（一） 系统主要功能

满足TDCS调度命令无线传送系统技术规范的要求，详细功能见铁道部制定的TDCS调度命令无线传送系统技术规范。

（二）系统构成及设备组成

系统由TDCS设备、无线列调系统设备（车站电台、区间中继台和机车电台）、无线车次号车站接收解码器、TAX2型机车安全信息综合监测装置（以下简称TAX2箱）、TDCS无线车次号数据采集编码器（以下简称TDCS车次号编码器）、调度命令车站转接器（以下简称车站转接器）、调度命令机车装置等构成。

调度所、车站和机车的TDCS调度命令无线传输设备按照TDCS调度命令无线传送系统技术规范要求配置。

为满足在区间传送TDCS调度命令的需要，无线列调通信系统的区间中继台增加发送TDCS调度命令和接收TDCS调度命令机车装置发送的自动、手动确认信息的功能。

（三）通道选择

调度所与车站之间利用TDCS通道；

车站和区间中继台至机车方向利用无线列调通道；

机车至车站或区间中继台方向利用TDCS无线车次号通道；

车站电台与区间中继台间利用无线列调数字传输通道。

（四）工作频率

车站至机车方向采用无线列调工作频率（结合具体情况由设计确定采用同频或异频）；

机车至车站和区间中继台方向采用TDCS无线车次号工作频率。

（五）设备配置

1.除区间中继台之外，其他设备的配置均按照铁道部制定的TDCS调度命令无线传送系统技术规范要求配置。

2.区间中继台发射工作频率按f1，f2，f3交替配置，固定接收当前工作频组的f4。根据部标，机车至车站和区间中继台方向采用TDCS无线车次号工作频率，与区间中继台的接收频率f4不在同一个频组，这样就要求区间中继台能接收两个不同频率的信息。由于TDCS调度命令机车机车装置发送自动、手动确认信息耗时通常为几百毫秒，区间中继台采用扫描接收方式已经不能满足可靠接收的需要，因此在区间实现TDCS调度命令传送时，区间中继台必须能完成两路不同频率信息的同时接收，采用软件无线电技术或独立的数据传输接收模块可以满足需求。

（六）工作过程

1.行车调度台、TDCS车务终端至车站转接器的工作过程与TDCS调度命令无线传送系统技术规范完全一致。

2.车站转接器控制无线列调车站电台建立信道，车站电台建立对区间中继台的广播通信，车站转接器向车站电台发送的调度命令信息同时经车站电台转接至区间中继台发射。

3.TDCS调度命令机车装置在接收和处理TDCS调度命令的工作过程与TDCS调度命令无线传送系统技术规范完全一致。

4.区间中继电台将收到的TDCS调度命令机车装置发送的自动确认、手动确认信息通过有线传输通道传给车站电台，并由车站电台转换为无线车次号车站接收解码器

所需的信号。

5.车站转接器接收到通过TDCS无线车次号车站接收解码器发来的自动确认、手动确认的工作过程与TDCS调度命令无线传送系统技术规范完全一致。

6.行车调度台在调度命令发出后15秒内收不到机车自动确认信息的处理过程与TDCS调度命令无线传送系统技术规范完全一致。

（七） 传输可靠性分析

1.调度命令发送时序

调度命令车站转接器启动车站电台和区间中继台，发异频车站呼叫机车3秒信令à等待1秒（回铃时间）à发送FFSK信息（0.6-2.8秒）。

调度命令发送占用信道时间：最小4.6秒，最大6.8秒，FFSK信息传送最大2.8S。

2.自动、手动确认信息发送时序

机车电台启动发射（0.1秒）à发送FFSK信息（0.6秒），信道占用时间：大致0.7秒。

3. 以机车200Km/h的时速计算

车站电台和区间中继台建立与机车电台的无线通道用时3S，信令结束后，机车电台锁定最优信道进入通话状态，接收完整的调度命令最长需要3.8S。以机车200Km/h的时速计算，机车在3.8S内最大移动距离为：212米。（机车位置在区间中继台附近的背向行驶，现有工程中测试背向的场强衰减）

工程应用中，区间中继台的分布遵循场强根部覆盖（提出准确的场强覆盖重叠区域范围）的原则，两区间中继台之间的距离为1-4Km，每台区间中继台的场强覆盖范围不小于2Km。一般机车电台锁定的信道为距离最近的区间中继台发射信道，机车电台接收完整的调度命令的时间内不会超出当前锁定信道的区间中继台场强覆盖范围。

四、结论

综上所述，TDCS调度命令地面向机车传送的数据信息是完全可靠的接收；机车向地面传送的自动、手动确认信息，由于地面设备（车站电台、区间中继台）守侯在无线车次号工作频点上接收，不存在越区切换的问题，接收也是完全可靠的。

作者简介：

陈巧玲（1982.1-），女，民族：汉，宁夏自治区（省）中卫市（籍贯），现职称：工程师，学历：本科，研究方向：铁路通信工程。

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