無線調車燈顯設備從模擬向數字方式過渡的探討

王 琦

（西安鐵路局 運輸處，陜西 西安 710054）

根據我國工業和信息化部、鐵道部有關文件規定，2010年起鐵路調車頻段中400～420頻段的模擬對講機將向數字方式過渡，爭取在2011年底前基本實現模擬制式向數字方式轉換的目標。模擬對講機是將語音信號調制到對講機傳輸頻率上，而數字對講機則是將語音信號數字化，以數字調制形式傳播，也即對講機傳輸頻率上的全部調制均為數字。數字對講機在國外各通信領域已經普及，而在國內，雖然在海事、公安、林業、水利等通信領域應用較廣泛，但在鐵路通信領域尤其是平面調車方面還未有應用。

1 調車對講機現有模擬制式存在的問題

（1）樞紐車站現有頻點不夠用，甚至同一車站內可能有兩個調車組共用一個頻點，而只加裝不同亞音區分，或者相鄰車站與本站某個調車組頻率相同，造成同頻干擾，影響調車作業安全。

（2）信道占用繁忙時，調車信令接收困難，遇有緊急情況時，易造成調車和人員安全事故。

（3）信號干擾較大影響正常調車作業，同一車站相鄰調車組或鄰站調車對講機頻率易產生互調干擾，以及受到地方、建筑、娛樂業和社會上其他對講機頻率的干擾。

（4）機車在運行過程中，司機通話占用信道時，緊急停車強插指令需要機控器軟件控制對講機強行進行接收，造成司機在機車運行時通話不連續，影響調車組人員的對講機接收效果。

2 調車對講機采用數字方式的優點

（1）抗干擾能力強。調車對講機采用數字方式無鄰道干擾或互調干擾，即使是同頻對講機，若時隙與車站對講機不一致，或者 ID 號與系統設置的不相符，就不會造成相互干擾。

（2）提高話音質量。由于數字通信技術具有系統內錯誤校正功能，與模擬對講機相比，可以在一個范圍更廣泛的信號環境中，實現更好的語音音頻質量，信噪比在一定值以上才能聽到。其接收到的音頻噪音更少、聲音更清晰。

（3）提高頻譜利用率。數字對講機帶寬減小，由模擬制式的25kHz 減小到12.5kHz，發展趨勢是有可能降為6.25kHz，在現有的頻段上可用頻點增多。

（4）語音與調車信令互不干擾。無論司機是否在通話，緊急停車指令可隨時強插，不用在機控器軟件中再開接收窗口，不影響通話效果，大大提高安全系數。

（5）增加功能特性。數字對講機的功能特性較多，如知道哪臺對講機在通話，遙斃或恢復某臺對講機功能等。另外，在數字傳輸的基礎上可方便地增加特定應用，大大擴展原無線平面調車系統的綜合性功能。

（6）具有兼容功能。部分型號的數字對講機可兼容模擬對講機，即數字對講機可設置為模擬對講機功能，實現與既有模擬對講機的互相通話功能。

3 轉變制式后可能出現的問題

3.1 使用問題

鐵路調車人員習慣了模擬對講機的使用后，在使用數字對講機時，會因為數字對講機本身的特點和使用習慣等因素，易出現以下幾方面問題。

（1）通話延時增加了50% 可能導致調車人員在使用初期不適應。模擬對講機的話音是實時傳輸，實時解調放音，而數字對講機在發射時須將模擬語音進行取樣、編碼，接收時對編碼數字信號進行還原，所以接收對講機反應時間加長，通話時延在200～300ms，對調車組人員來說，在開始使用時有可能不習慣，需要掌握好通話的提前量。

（2）兩 個以上對講機同時發射送話時，接收方對講機聽到的并不是簡單的聲音疊加，而可能完全聽不出話音，是脈沖噪音，這與模擬對講機是不同的。

（3）在通信距離極限處的通話效果可能不保證，若信號信噪比達不到門限值，則不開啟接收。這不像模擬制式的對講機，在臨界點處接收時有可能通話音質很差，但還是可以聽得到或接收的信息有些斷續，而數字對講機在臨界點處，或者接收通話較清晰，或者完全收不到。另外，數字對講機有可能造成通話距離和調車信令有效距離減少。

3.2 管理問題

（1）數字對講機的配置較麻煩，設置選項較模擬對講機增加很多。在實際應用中，同一車站和調車組中的對講機 ID 號一定要設置為不相同，每個信道中模擬 / 數字制式選項要正確等。

（2）故障率、耗電和電池問題。由于數字臺的微處理器比模擬對講機的性能大幅提高，功能有所增加，但同時也增加了出現故障的可能性，因此有可能會提高對講機的故障率。同時，會使對講機的耗電量增加，并且基本上會用鋰電池取代過去的鎳鎘電池，充電器及充電方式等的使用方法也會隨之改變。

（3）設備造價提高。數字對講機單位造價比模擬對講機有較大幅度提高，每臺大概在4000～5000元，在設備啟用初期，約3～5年內，車站的平面調車設備投資將會有所增加。

（4）數字對講機雖然在通話功能上可與模擬對講機兼容，但調車信令方面并不能兼容，而且模擬對講機不能兼容數字對講機，所以在同一調車組或同一車站，無法實現數字對講機和模擬對講機的兼用。

（5）目前，部分企業的的數字對講機已取得市場準入許可證，但各生產廠家的對講機數字傳輸制式不同，相互之間不通用，工作原理也不盡相同。因此，各站段應統一指定一種機型，避免同一車站使用兩種對講機的情況發生，造成設備浪費和成本增加。

3.3 維修問題

各種數字對講機的工作原理不盡相同，芯片、元件封裝更小，分立元件更少，對于維修來說較模擬對講機更加復雜。對于初次接觸數字對講機的鐵路維修人員，要想掌握所有型號數字對講機的維修技術，幾乎是不可能的。因此，原有的維修模式必須改變，以適應新技術的應用。

4 數字化時期車務系統的用管修對策

（1）西安鐵路局內應盡快安排在2010年進行數字設備的實驗，2011年可先選取少量車站進行試用，分析總結數字式平面調車對講機的使用規律，為全面更換數字式平面調車設備積累經驗，打下良好的基礎。

（2）充分認識平面調車設備向數字化轉變可能帶來的各種變化，如通話時延、通話及調車信令有效傳輸距離等，及時發現應用中的問題，并向對講機的廠商和平面調車設備生產廠家進行反饋，共同制定對策措施，并根據數字臺的特性盡快制定使用和管理辦法。

（3）管理和使用人員應事先接受良好的培訓，充分認識數字技術和模擬技術的優缺點，提前了解設備的特性，轉變固有的思維，充分保障設備轉換的平穩過渡。

（4）更新數字調車燈顯設備時，綜合考慮設備造價與使用方便等因素，合理進行規劃，針對數字對講機較模擬對講機造價的提高，與相關部門做好協調工作，提前落實好購置資金來源。

（5）提前安排維修人員的培訓。各車務設備維修管理中心要在2011年完成維修人員的技術培訓，熟悉數字對講機的工作原理及各項參數設置，加強對已使用數字化平面調車設備車站的巡查，了解現場設備使用情況，及時做好維修養護工作。

綜上所述，調車燈顯設備由模擬方式轉變為數字方式，是技術的一大進步，也是發展的必然趨勢，所有相關人員都應順應潮流，轉變思維，做好充分的準備，順利實現設備的轉換過渡。