数字对讲机在铁路平面调车作业中的应用研究

太原铁道科技·
摘要:通过分析数字对讲机的技术特点,
研究数字对讲机在现场实际应用中出现的问题,使其更好地满足铁路平面调车作业中无线通讯的各种需求,确保调车作业安全。关键词:调车作业;平面指挥;数字对讲机;
应用研究0概述
平面无线调车指挥系统由机车控制器、调车便携
台和调车区长控制器组成。调车便携台
(以下简称手持台)由调车组人员使用,向机车发送各种调车信令、话音以指挥调车机完成各种调车作业。调车区长控制器(以下简称区长台)主要用于解决调车区长与调车组之间的联络及监听调车作业等问题,具有通话、接收和识别调车人员发出的调车信令信号等功能。手持台可以向机控器发送各种调车作业指令,
按使用功能分为调车长电台、制动员电台和连结员电台。信令控制部分与电台融为一体,操作按键设在电台外壳上,调车长控制电台发射相应的调车作业指令,制动员和连接员控制接收电台发调车作业指令,进行语音通话。1
数字对讲机的特点
数字对讲机相对于模拟对讲机具有信道占有带宽更窄,语音抗干扰能力强,保密性高,传输数据能力更强等显著优点。1.1
更好地利用频谱资源。与电信蜂窝数字移动通信
技术相似,数字对讲机可以在某一特定的信道上装载
天然气裂解制氢更多用户,由于数字对讲机的带宽比较窄,一般为12.5kHz 或者6.25kHz (模拟的为12.5kHz 或者25kHz )。作为一种解决频率拥挤的解决方法,是当前应用较多的提高频谱利用率的方案,具有长远的意义。
1.2
提高通话质量。数字对讲机由于在发射和接收端
对数字信号进行了相应的编解码和纠错处理,通过在语音编码输出的序列中按某种规则加入一些多余码元作为差错控制用的监督码,
权重计算方法
收端根据这种规则可以发现错误或自动纠正错误来实现。提高了数字对讲机的灵敏度,在弱信号区和复杂的信号环境也可以有效的解调信号,由于语音是以数字信号的形式调制到射频在空间传播,所以在整个覆盖的范围内,语音质量是一直保持一个良好的状态,
接收到的音频噪音会相对更少,声音更清晰。提高和改进语音和数据集成,实现更好的语音通话质量,有效的增加了覆盖距离。提高数字传输系统的可靠性,
改变了随通讯距离增加而降低的弱点。数字对讲机还可以对采样后的语音信号进行处理,通过相应的算法,可以到达消除背景音、回音等。以适应室外吵杂环境的需求。1.3HD-PRIDE
保密性显著提高。由于语音信号完全数字化处
理,通过加密解密技术对信息进行保护,
语音信号将不易破解,显著的提高了保密性,在一些特殊行业如民航、铁路等对信息安全要求比较高的行业,更具有竞争性。
数字对讲机在铁路平面调车作业中的应用研究
闫运新:科学技术研究所
数字对讲机在铁路平面调车作业中的应用研究
技术改进
·太原铁道科技
1.4数字对讲机由于采用了数字传输的方法,增加了数字的功能,比如短信、低速的数据传输等,可以在此基础上增加更多的应用和服务。数字通讯可以提供更好的数据处理及界面功能,它使双工变的更可靠、更容易实现,可进行有效的数据组网。对语音和数据服务提供更完善,更方便的集成功能。
2数字对讲机的工作模式和原理
数字对讲机是将语音信号数字化,采用数字信号处理器进行数据化通信模式优化。数字对讲机采用欧洲DMR数字标准,DMR标准采用TDMA(双时隙)多址方式,12.5kHz信道间隔、4FSK调制方式、数据传输速率为9.6Kb/s,对音频信号进行采样、压缩、编码,以数字的形式调制在载波信号上。语音编码一般采用参量编码方法,即不是把语音信号的波形进行编码,而是提取产生语音信号的特征参数并对特征参数进行编码传输,传输速率快,可以满足数字对讲机的带宽要求。
数字信号处理器通过模数转换器(ADC)将话筒(Mic)来的语音数字化,内置DSP(数字信号处理器)软件将信号进行处理编码,编好码的信号将被调制,数模转换器(DAC)将已调制的信号模拟化并将其给射
频发射器通过天线发射。射频接收器通过天线收到的模拟信号给数字信号处理器的模数转换器数字化,DSP 的软件将信号进行解调和解码处理,数模转换器将其模拟化并将其传送给话筒。数字对讲机关键是语音编解码和调制解调,语音编码(DPMR/DMR)使语音的有效带宽缩小,调制器将带宽压缩的数字码进行调制(DPMR和DMR都选用4FSK)。语音数字化好处是通讯的保密性,附加更严格的保密算法(如128比特加密),语音或数据通讯可达绝密级。
话筒采集音频信号经过音频放大电路放大后送往基带电路,经过基带自带的(或者外部)AD采样进行相应的语音压缩处理、编码等,从芯片DA口送出两路调制好的4FSK信号(四电平信号),通过两点调制的方式以调频的形式产生需要的射频信号,射频信号经放大电路放大到需要的功率后由天线发射。
接收链路从天线接收到相应的信号后通过低通滤波电路和电调谐滤波电路滤除带外的信号,然后通过低噪声放大电路放大有用信号,放大后的信号送往混频电路,得到一级中频信号,经过滤波放大后,进行二次混频得到450kHz的信号,对其再次滤波放大后由鉴频器鉴频得到所需的4FSK信号,4FSK信号被送往基带芯片的AD口采用,经过芯片的解码等处理,得到需要的音频信号,经音频放大器放大后送往喇叭。
3数字对讲机在平面调车作业中的问题分析及措施3.1模拟对讲机对话音是实时传输,实时解调放音,
pvc绝缘材料而数字对讲机在发射时须将模拟语音进行取样、编码,接收时对编码数字信号进行还原。由于接收对讲机反应时间加长,调车组人员应掌握好通话提前量。
3.2两个以上对讲机同时发射送话时,接收方对讲机听到的并不是简单的声音叠加,而可能完全听不出话音,是脉冲噪音,这与模拟对讲机是不同的。数字对讲机设置选项较模拟机增加很多,实际应用中,同一调车组中对讲机的组ID号均应相同才能正常通话和发送信令,而每个对讲机本机ID一定要设置为不相同才能保证通话强插正常,每个信道中模拟/数字制式选项要正确。
3.3因数字台微处理器比模拟对讲机的性能大幅提高,功能大大增加,而多一些功能就有可能多一些故障率,另外对讲机耗电可能增加。电池全部用锂电池取代过去的镍镉电池,重量轻,容量大,充电器及充电方式等使用方法随之改变。
3.4设备造价提高,加大了使用成本,数字对讲机单位造价比模拟台有大幅提高。各生产厂家对平调设备传输制式不同,工作原理不尽相同,(下转第31页)
数字对讲机在铁路平面调车作业中的应用研究
技术改进
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相互之间不通用,对于维修来说就很复杂。应统一指定机型,避免同一车站使用多种制式平调设备的情况发生,以免造成设备浪费、成本增加、管理不便。
3.5数字对讲机与模拟对讲机通话可以兼容,但调车信令不能兼容,模拟对讲机不能兼容数字对讲机,所以在同一调车组或同一车站,数字式和模拟式对讲机不能兼用,尽量做到制式统一。
4结束语
数字对讲机具有数模转换功能和数字信道处理功能,克服了模拟平调系统语音质量差、数据传输量小等缺陷。数字对讲机作一个数字通信时代产生的对讲机升级换代产品,发展时间较短,无论从模式、技术及制造方面还不成熟,需要通过在使用中不断完善和改进,克服现有的不足,使性能和功能更加可靠,能够更好的为铁路调车作业的安全快捷做好保障。
参考文献
[1]宋诚,刘港,安峰.模拟对讲机升级为数字对讲机的必要性分析[J].工业生产,2016.
[2]徐贵森,刘鑫,谭学治.浅谈无线电对讲机模拟转数字[J].移动通讯,2009.
[3]罗茜文.对讲机数字化时代来临[J].移动通讯,2010. [3]赖远飞.数字对讲机通信标准分析[J].电脑与电信.
一端灯盒显示恢复正常;继续试验,发现摘掉任何
一个显示灯盒,其余两个灯盒均发光恢复正常。由此判断因设备额外增加了一个显示灯盒,机控器信令主板灯显驱动电路输出的电流不能满足3个灯盒
同时工作。
2.4.2故障处理
由于两种灯盒由不同厂家生产,灯盒接口定义不同,须将备用灯盒的接口改成DTC—1—01型机控器灯盒接口定义。对照DTC—1—01型机控器灯盒接口定义,将电缆芯线中的红线、绿线、黄线、强插红灯线、电源线和地线重新焊接到灯盒接头上,接到机车二端;接好后,开机测试,机车两端3个
灯盒均显示正常。
2.4.3原因分析
不同厂家的设备电路设计和元器件选择都有差别,同一个厂家不同批次设备也会有不一致的地方,应了解管内调车灯显设备不同厂家、不同批次设备的特点,为现场故障处理提供判定依据,确保故障得到及时处理。
透射电镜制样3结束语
数字平面无线调车灯显设备是铁路运输生产系统重要的调车作业指挥工具,调车指挥员利用平调灯显设备不仅能够发出调车作业指令,而且可以通过指令语音回示确定调车指令的有效性,实现快捷方便的实时控制。平调灯显设备维护工作需要通过不断分析总结,采取有效的解决措施,减少因平调灯显设备故障引起的调车作业中断,提高调车作业效率,为铁路运输生产的安全稳定发挥积极作用。
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参考文献
[1]中国铁路总公司,铁路技术管理规程[M].北京:中国铁道出版社,2014.
[2]GB19517-2009国家电气设备安全技术规范[M].
[3]TB/T2834-2016铁路无线调车灯显设备[S].
(上接第23页)无线调车灯显设备机控器故障处理方法研究
新技术与新产品

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