专利名称：全兼容铁路无线列调系统设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及铁路无线列车调度通信设备。
铁路无线列车调度通信主要解决调度员-司机-车长(简称大三角通信)之间的通信，它是保证行车安全的必备手段。根据铁道部部标TB1420-81规定的三种通信制式独立同步，四频切换，同频单工，相应的设备有TW-12单双工兼客四频切换制式的设备;TW-8同频单工制式的设备，以及分别按照三种制式进口的设备等。应用这三种制式的设备在我国幅原辽阔、平原、丘陵、山区等多类型地区组网通信各有其优缺点。
四频组切换方式的设备在平原地区能有效地克服司机与调度间通信的同频干扰，但对丘陵、山区等场强分布不规律的复杂地形，为确保机车设备频率切换的稳定可靠，对工程设计来说，必须严格使场强分布均匀，这通常是难以做到的，国外采取全线敷设漏泄同轴电缆的方式，使工程造价大大提高，在我国五万多公里铁路线是不可能采用这种方式的。另外，我国铁路行车调度多是非集中调度方式，大量是司机、车长与车站值班员之间的通信，机车电台频率扫描锁定方式在两站场强相当的区段极易造成错呼。在山区电气化区段，单双兼客TW-12的设备不能实现司机-司机之间的通话功能，司机与车站值班员的通信也极不可靠，并且操作复杂，机车在平原、山区交错行驶中，司机必须转动山区-平原开关，如忘记了通信就中断。由于TW-12单双工兼客的机车设备采用的是双高频头的接收机，平时处于扫描状态，一旦进入通话，该接收机锁定在相应的频率上就不再接收处理其它频率的信号，因此不能实现多制式自动切换及调度优先等功能。
独立同步半双工方式在山区、丘陵地带具有通信方式简单、可靠的优点。但在平原地区司机与司机、司机与车长的通信要通过车站转换，较之同频单工方式增加了复杂性，并且不可避免多站同时转接产生同频干扰，小三角通信对大三角通信的同频干扰。
同频单工方式在平原地区解决司机、车站值班员，车长之间的小三角通信及司机与调度单工方式通信，设备简单，操作方便，工程造价低，但随着电气化铁路的开通，在山区电气化段已不能使用，同时由于铁路现代化的要求同频单工方式已不能满足铁路运输的要求。
我国铁路现有五万多公里，已经装备各种制式的设备大约三万公里。由于设备制式不同长交路套跑机车必须装备几套设备才能保证在不同通信制式的区段进行通信，造成重复投资，使用也不方便。
本发明的目的用一种全兼容铁路无线列车调度系统设备，满足独立同步、四频切换、同频单工三种通信制式的要求，使机车在山区、平原、丘陵等多种复杂地形的运行时，自动按照不同通信制式进行组网，从而可以有效地避免同类干扰。
车站设备见
图1，将三种制式的控制软件固化在控制器中，在控制器接口B1，人工设定山区或平原标誌，以确定车站设备的工作制式。频率编码、车站编号与发射机、接收机的工作频率有对应的关系，已编入控制器软件中，人工设置后送控制器接口B2，并通过控制器接口(16、18)确定发射机(TX1、TX2)、接收机(Rx)的工作频率。
无线信令的接收通道由接收机Rx，频率检测电路(D0～4)组成，信号从天线输入经无线信令接收支路至控制器接口(11～15)。其中D0是接收司机呼叫调度的频率;D1是在同频工方式下接收司机呼叫或车站值班员呼叫的频率;D2是在独立同步方式下接收司机呼叫的频率;D3是转接司机呼叫司机的频率;D4是导音频接收频率。
无线信令发送通道由控制器接口(10)，放大器(A1)、转接开关(K1)、发射机(TX1、TX2)、继电器(J1、2)组成。当按“司机”或“车站”键时，控制器接口(10)发送114.8Hz或123Hz的信号，经无线信令发送支路的发射机(TX1或TX2)发送出去。
无线数据指令接收通道由接收机(Rx)、转换开关(K6)、调制解调器组成。控制器接口(4)控制转换开关(K6)接通B端。无线方向发送数据指令包括调度选叫司机指令(调度呼叫信令+指令码+机车号)、无线方向接收数据指令(司机呼叫调度信令+指令码+机车号)。
无线受话通道由接收机(Rx)、转换开关(K6)、放大器(A7)、耳机组成。
无线送话通道由话筒、放大器(A6)、转换开关(K3)、放大器(A1)、转换开关K1、发射机(TX2或TX1)组成。
在受送话时、耳机、话筒设有控发握键开关，控制继电器(J1、2)，接通接收机(Rx)或发射机(TX1、TX2)。
调度方向数据指令接收通道由均衡器、放大器(A4)、转换开关(K4)、调制解调器组成，将指令送至控制器接口。指令包括调度选呼司机指令(指令码+车站号+机车号)、拆线指令(指令码)。
调度方向数据指令发送通道由均衡器、放大器(A4)、转换开关(K4)、放大器(A2)、调制解调器组成。指令包括转发司机、申请调度指令(指令码+车站号+机车号)。
送话通道转换调度对司机由均衡器、放大器(A4)、转换开关(K4)、放大器(A2)、转换开关(K3)、放大器(A1)、转换开关(K1)、送发射机(TX1)，送话时继电器J1闭合。
受话通道转接(司机对调度)由接收机Rx、转换开关(K6)、放大器(A3)、转换开关(K5)组成，转换开关(K6)接A端，转换开关(K5)接B端。
机车设备见图2，由信令发送接收电路、数据指令发送接收电路、受话、送话通道组成。信令接收电路由接收机(Rx1、Rx2)、频率检测电路(D1～3)组成。其中D1是接收调度对司机的呼叫频率，D2是在独立同步方式下接收车站值班员对司机的呼叫频率，D3是在同频单工方式下接收车站值班员或司机对司机的呼叫频率，频率识别电路分别与控制器接口(12、13、14)相连。
数据指令接收由接收机(Rx1)、转换开关(K1)、调制解调器组成，调制解调器将数据送至控制器接口(8)。接收数据指令包括调度选呼司机指令(调度呼叫司机信令+指令码+机车号)。信令发送、数据指令发送电路均由控制器接口(4)，经转换开关(K2)，至发射机(Tx)组成。
发送数据指令包括申请调度指令(司机呼叫调度信令+指令+机车号)、选站呼叫指令(司机呼叫车站值班信令+指令码+车站号)。
受话通道1由接收机(Rx)、转换开关(K1)、转换开关(K3)、放大器(A1、A2)耳机、喇叭组成。
受话通道2由接收机(Rx2)、转换开关(K3)、放大器(A1、A2)、耳机、喇叭组成。
送话通道由话筒、放大器(A3)、开关(K2)、发射机(Tx)组成，送话时继电器(J)B端接通。
以上送受话通道的话筒和耳机均设有控发握键开关，控制继电器(J)触点变换。控制器接口E为人工设定频率组编号、机车编号，以供调度选叫机车使用。
调度总机见图3，由数据指令发送、接收、话音三通道组成。数据指令接收通道由均衡器、自动增益控制电路(AGC)、调制解调器、控制器接口(2)、调制解调器组成。数据指令发送通道由控制器接口(1)、汇接网络、转换开关(K1)、放大器(A3)、调制解调器组成。所发送数据指令由控制键盘输入到控制器。
发送数据指令包括调度语音呼叫司机指令(指令码+车站号)、调度选择呼叫司机指令(指令码+车站号+机车号)、拆线指令(指令码)。
接收数据指令包括司机申请调度指令(指令码+机车号+车站号)。
送话通道由话筒、放大器(A1)、汇接电路、转换开关(K1)、放大器(A3)组成。受话通道均由均衡器、自动增益控制电路(AGC)、汇接电路、放大器(A2)、喇叭组成。
本发明实现了铁路无线列车调度多制式兼容，解决了我国铁路无线列车调度通信制式不统一的问题，可避免重复投资，这在当前铁路运输推行机车牵引长交路轮乘制的情况下更为需要。由于采用了计算机控制，从而使其操作简单，且通信可靠。
附图是全兼容铁路列调系统设备的电路方框图。图1是车站设备电路方框图，I是呼入灯，H是发射灯，G是单工灯，F是调度灯，DVP是双工器。图2是机车设备电路方框图，A是调度灯，B是车站灯，C是司机灯，D是发射灯，E是频率编码、车站编号。图3是调度总机电路方块图。
车站设备实施例见图1，可完成调度员与司机通话的转换，车站值班员与司机、车长进行通话，在山区或丘陵地区通过车站设备转换完成司机与司机通话。
1.车站值班员呼叫司机操作前应人工设定频率组编号、本站站号后输入控制器接口(B2)，控制器控制接收机(Rx)、两个发射机(Tx2、Tx1)频率分别为f4、f4、f0(f1、f2、f3)。拿起话机按“司机”键，根据控制器接口(B1)的山区或平原标誌，分别发送独立同步或同频单工呼叫司机信号。独立同步方式的呼叫信号由控制器接口(10)经放大器(A1)、转换开关(K1)、发射机(Tx1)、继电器(J1)闭合发射出去，同频单工方式的呼叫信号由控制器接口(10)经放大器(A1)、转换开关(K1)、发射机(Tx2)、继电器(J2)闭合发射出去。车站值班员用话音呼叫，司机应答后通话，挂机恢复守候状态。
2.呼叫邻站
拿起话机，按“车站”键，控制器识别后控制继电器(J2)闭合，转换开关(K1)接通B端，由控制器接口(10)经放大器(A1)、转换开关(K1)、发射机(Tx2)发送同频单工呼叫频率，话音呼叫，等待应答。通话完毕，挂机恢复守候状态。
3.转换司机呼叫司机(独立同步制式下)控制器扫描接口(12)收到司机呼叫司机信令，若控制器接口(B1)为平原标誌，则保持守候状态，若控制器接口(B1)为山区标誌，则由无线方向信令发送通道发送呼叫司机信令，并控制转换开关(K2)接通B端，闭合继电器(J1)，转接完成，恢复守候状态。在转接过程中，车站值班员可拿起话机监听或插话。
4.同频单工方式呼入控制器扫描接口(14)收到同频单工呼叫信号，若控制器接口(B1)为山区标誌则保持守候状态，若为平原标誌则单工灯亮，控制转换开关(K1)接通B端，由控制器接口(3)控制喇叭开8秒，车站值班员听到呼叫，拿起话机按键说话。
5.半双工呼入(在山区)控制器扫描接口(13)收到半双工信号，若控制器接口(B1)为平原标誌，则保持守候状态，若为山区标誌，则由无线信令通道回叫司机，呼入灯亮，控制转换开关(K1)接通A端，由控制器接口(3)控制喇叭开8秒，值班员听到呼叫，拿起话机，按键说话。
6.转发调度选呼司机或话呼司机由前方站方向收到调度呼叫司机的数据指令后，“调度”灯亮，若为调度选呼机车，则接口(8)控制转换开关(K3)接通B端，闭合继电器(J1)，经无线数据指令发送支路将数呼指令、机车号发射出去，发射完毕。根据接口(B2)设置的频率组编号、车站号，由接口(18)置发射机(Tx1)相应的四频组频率fi(f1或f2或f3)，控制两个转换开关(K4、K5)接通B端，三个转换开关(K6、K3、K1)接通A端，继电器(J1)闭合，发射机(Tx1)常发，然后扫描接口(11)，若有相应的Ti信号(T1或T2或T3)则保持四频制式，机车振铃，司机应答后实现调度与司机通话转接，若无Ti信号，则恢复守候状态。若为调度话呼指令，则接口(16、18)使接收机(Rx)、发射机(Tx2)频率为f4、f0，由无线方向信令发送通道发送调度呼叫司机信令，控制器接口(5、6)控制转换开关(K4、K5)接通B端，转换开关(K1、K3、K6)接通A端，闭合继电器(J1)、发射机(Tx1)常发，发射灯亮，司机应答即实现调度与司机通话转接待收到拆线指令，即恢复守候状态。
7.转发司机申请调度数据由无线方向数据输入通道接收到司机申请调度的数据指令后，将该指令加上本站编号由对前方站方向发送数据通向调度转发，发送完毕，恢复守候状态。
机车设备实施例见图2，可实现调度员与司机通话，以及司机与车站值班员，车长进行通话。在山区或丘陵地区可通过车站设备转接完成司机与司机通话，在平原可用同频单工制式进行司机与司机通话，在平原可用同频单工制式进行司机与司机之间的通话。
1.呼叫车站值班员拿起话机，按“车站”键，控制器接口(10)识别后，控制转换开关(K2)接通A端，继电器接通B端，“发射”灯亮，由信令发送通道将各种制式呼叫车站值班员的信号顺序发送出去，若收到车站的回叫信号，则转换开关(K3)接通A端，若没收到车站的回叫信号，则转换开关(K3)接通B端，按手握键，话音呼叫应答通话，话毕挂机恢复原状态。
2.呼叫司机拿起话机，按“司机”键，控制器接口(9)识别，控制转换开关(K2)接通A端，继电器(J)接通B端，“发射”灯亮，由接口(4)经转换开关(K2)至发射机(Tx)，按先后顺序发送各种制式呼叫司机的信令，发送完继电器(J)接A端，“发射”灯灭，若收到车站的回叫信令，则转换开关(K1)接A端，转换开关(K3)接A端，握键呼叫，应答后通话，挂机恢复守候状态。若没收到车站的回叫信令，则转换开关(K3)接B端，握键呼叫，应答通话，挂机恢复守候状态。
3.申请调度拿起话机按“调度”键，控制器接口(11)识别，控制转换开关(K2)接通B端，继电器(J)接通B端，开启发射机(Tx)，“发射”灯亮，由接口(8)经转换开关(K2)B端至发射机Tx将申请调度指令、本机号发射出去，并通过控制器接口(3)控制转换开关(K2)接通A端，由控制器接口(4)发送呼叫调度信令，或在10秒内用话音呼叫调度，挂机守候，等待调度回叫，再建立通话。
4.同频单工呼入控制器扫描接口(14)收到同频单工频率的呼叫信号，“司机”灯亮，控制器接口(3)控制转换开关(K2)接通A端，接口(7)控制转换开关(K3)接通B端，继电器(J)接通A端，控制喇叭开8秒，听到呼叫提机握键，应答通话。
5.半双工呼入控制器扫描接口(13)收到独立同步频率的呼叫信号，车站灯亮，控制转换开关(K2)接通A端，继电器(J)接通A端，控制喇叭开8秒，司机听到呼叫，提机握键应答通话。
6.调度呼入(数字选叫)由数据接收通道收到调度选叫指令并判别是选叫本机后“调度”灯亮，控制器接口(2)使接收机Rx1处于扫描接收机状态(f1、f2、f3循环)，并锁定于某一频率fi(i＝1、2、3)，控制继电器(J)接B端，开启发射机(Tx)“发射”灯亮，由接口(4)经转换开关(K2)、发射机(Tx)常发与频率fi相应的Ti(i＝1、2、3)建立通话，通话完毕、挂机。
7.调度话音呼入由信令接收通道收到调度的呼叫信令后，则控制器控制“调度”灯亮，喇叭开8秒，司机听到呼叫，提机应答，通话。
调度总机实施例见图3。
1.调度呼叫司机从键盘输入站名与机车号，显示器显示站号、机车号、控制器接口(3)控制转换开关(K1)接通A端，数据经数据输出通道发送完毕，转换开关(K1)接通B端，建立通话，话毕挂机，显示“OFF”。
2.司机申请调度呼入从输入端进来的信号，经自动增益电路(AGC)进汇接网络、控制器接口(4)，识别并显示，调度可作“示忙”或“回叫”处理。
权利要求
1.一种铁路无线列调系统的车站设备，由计算机控制器；信令、数据、指令、送受话通道；频率检测电路等组成，其特征是a.无线收、发通道由完全独立的双发射机(TX1、TX2)及单接收机(RX)和双工器、天线组成，发射机(TX1、TX2)及接收机(RX)的频率由控制器根据使用需要工作在同频单工、异步单工、双工转接的工作状态下，并由控发握键开关通过继电器(J1、2)来配合选择工作状态，当在四频切换制式时，发射机(TX1)、接收机(RX)工作，控发握键只对发射机(TX1)起作用，此时发射机(TX1)的载频为f1、f2或f3，接收机RX的载频为f4，当在独立同步制式时，发射机(TX1)接收机(RX)工作，控发握键只对发射机(TX1)起作用，并使发射机(TX1)的载频为f0，接收机(RX)的载频为f4，当在同频单工制式下时，发射机(TX2)、接收机(RX)工作，控发握键只对发射机(TX2)起作用，并使发射机(TX2)、接收机(RX)的载频为f4。b.信令接收电路由频率检测电路D0～D4组成，其中D0是接收司机呼叫调度的频率；D1是接收司机呼叫或邻站值班员呼叫的频率；D3是转接司机呼叫司机的频率；D4是导音频接收频率，D0～D4分别与控制器接口(11～15)相连，通过控制器根据不同需要进行通信制式的转换；信令发送电路产生各种信令均由控制器实现，并控制发射机(TX1、TX2)，发射三种通信制式下车站设备的各种呼叫信念，以满足不同制式的要求。c.无线方向、调度方向的数据发送、接收通道的转换是由5个转换开关(K1、K3、K4、K5、K6)控制，无线方向发送数据包括调度选叫司机指令(调度呼叫信令+指令码+机车号)，无线方向接收数据指令包括司机申请调度指令(司机呼叫调度信令+指令码+机车号)，调度方向发送数据指令包括司机申请调度指令(指令码+车站号+机车号)，调度方向接收数据指令包括调度选呼司机指令(指令码+车站号+机车号)、调度话音呼叫司机指令(指令码+车站号)。d.山区/平原地形标誌B1，频率组编号、本站站号B2经人工设定后输入控制器，使控制器自动执行相应制式程序。e.送、受话通道的工作支路转换由受控于控制器的断电器转换开关来实现，具体实现方案如下当在四频切换或独立同步制式下转换调度与司机通话时，调度语音及车站值班员插话送到发射机(TX1)及耳机，接收机(RX)接收到的司机语音送调度站方向及耳机，当在独立同步制式下，转接司机与司机通话时，接收机(RX)接收司机的话音送发射机(TX1)及耳机，车站值班员的插话也送发射机(TX1)，当在独立同步制式下，车站值班员与司机通话时，车站值班员的语音送发射机(TX1)，接收机(RX)接收司机的话音送耳机，当在同频单工制式下，车站值班员与司机通话时，车站值班员的语音送发射机(TX2)，接收机(RX)接收到司机话音送喇叭或耳机。
2.一种铁路无线列调系统的机车设备，由计算机控制器;信令、数据、送受话通道;频率检测电路等组成。其特征是a.无线收发通道由完全独立的双接收机(Rx1、Rx2)，单发射机(Tx)及双工器，天线组成，发射机(Tx)和接收机(Rx1、Rx2)的载频由控制器控制，可根据需要工作在同频单工、异频单工、双工转换的工作状态下，并由控发握键开关通过继电器(J)来配合选择工作状态，在四频切换制式时，接收机(Rx1)的载频为f1、f2或f3，发射机(Tx)的载频为f4，当独立同步制式时，接收机(Rx1)的载频为f0，发射机(Tx)的载频为f4。当在同频单工制式时，接收机(Rx2)和发射机(Tx)的载频为f4，接收机(Rx1)的载频为f0。b.信令接收电路由频率检测电路D1～D3组成，其中D1是接收调度对司机的呼叫频率，D2是接收车站值班员对司机的呼叫频率，D3是车站值班员或司机对司机的呼叫，D1～D3分别与控制器接口(12、13、14)相连，通过控制器根据接收不同的数据指令进行通信制式的转换，信令发送电路产生各种信令均由控制器实现并控制发射机(Tx)发射三种通信制式下的各种呼叫信令。c.数据发送通道的转换通过两个转换开关(K1、K2)实现，发送数据指令包括申请调度指令(司机呼叫调度信令+指令码+机车号)、选叫呼叫指令(司机呼叫值班员信令+指令码+车站号)，接收数据指令包括调度选呼司机指令(调度呼叫司机信令+指令码+机车号)。d.人工设定频率组编号、本站站号后输入控制器接口E，供调度选叫机车使用。e.送受话通道的工作支路转换由受控于控制器的继电器、转换开关来实现，当以同频单工或异频单工方式工作时，送受话通道的发射机(Tx)、接收机(Rx2)或发射机(Tx)、接收机(Rx1)接通，当调度呼叫司机并与司机建立通话时，送受话通道的发射机(Tx)、接收机(Rx1)接通。
全文摘要
一种全兼容铁路无线列调系统通信设备，由车站设备、机车设备、调度总机设备组成，该设备能满足独立同步、四频切换、同频单工三种通信制式。使机车在山区、平原、丘陵等多种复杂地形的运行时，自动按照不同通信制式进行组网通信，可完成机车在长交路轮乘制的情况下的通讯工作。
文档编号H04B7/00GK1045671SQ89101269
公开日1990年9月26日 申请日期1989年3月15日 优先权日1989年3月15日
发明者沈湧, 沈白雁, 张志平, 李小群 申请人:中国电子系统工程公司