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你可能不了解的列尾装置【3】货列尾装置【下篇】“货列尾进化史”

2022-08-04 21:46 作者:出自西门子的兔子  | 我要投稿

  货列尾装置是守车取消后铁路运输重要的行车设备之一,从90年代运用至今一直在不断的总结经验升级改进,本期将聊一聊货车尾部安全防护装置的升级改进史,不了解列尾装置的可以先看前两期。

早期试验型列尾装置

  早期试验型货列尾装置功能单一,只能查询尾部风压信息而且没有注入机车号。司机在会车和站内查询风压时周边所有列车会一起回复风压信息,音频信息及其混乱司机无法确认哪条才是自己本车的风压信息;并且没有排风功能,如果遇到紧急情况列尾装置无法辅助排风制动。

  后来经过实践信息和问题反馈对列尾装置进行了改进并定型了第一代货列尾装置,各厂家并开始生产。改进后的列尾装置增加了排风功能,每台列尾装置可输入4位机车号初步形成了机车与列尾主机的“一对一”关系防止查询风压时列尾信息混乱,货列尾装置的基本功能算是完整了。

早期450M货4位模拟列尾装置

  第一代列尾装置研制成功后在原基础上又进行了改进,在电池、风管、传感器、外壳材质和功能上进行了优化,添加了列尾主机5位ID号和风压报警功能,在机车减压制动时列尾装置会发出xxxx机车注意风压xxx的信息,列尾机车台利用16KOF3E调制方式发送变音的FSK信令进行输号、消号、查询、排风指令并在450M列调频率上进行传输,列尾装置收到机车发来的指令后直接在450M列调频率上进行语音反馈,机车在通过450M列调电台进行信息接收。

  但是由于反馈信息是在列调频率上直接传输,双方经常受到干扰出现信号“打架”的情况,尤其是在行车密集区段和大型站场尤为突出。

早期4位货列尾代表型号ZTF-2000型,至今昆局米轨全线还在使用该型号“古董”列尾

中期450M货4位模拟列尾装置

  2000年3月29日铁道部发布第一份关于列尾装置的铁道行业标准《列车尾部安全防护装置通用技术条件》TB/T  2973—2000 并在同年11月1日实施,对货列尾装置的主要功能、主要技术指标、安装要求和试验方法等做出了规定,从此货列尾装置走向了标准化。

第一部列尾装置行业标准
对控制盒、电台接口、操作方式、语音提示等做出了规定

    列尾指令调制方式运用了更加可靠的FFSK制式,并且列尾主机反馈信息也变成了FFSK制式传输,需要通过列尾机车台和列尾确认仪解码获取列尾主机信息,增加了传输成功率减少了列调频率占用时间。

代表型号ZTF2002型列尾装置(图片来源于网络)

后期450M货4位模拟列尾装置与800M货4位模拟列尾装置

  列尾行业标准实施后经过几年的运用,又暴露出许多新的问题。如厂家相互不兼容,由于标准未要求FFSK传输编码统一,各厂家的传输编码并不一致,比如运用中铁列尾的线路只能用装中铁列尾控制盒的机车运行,而装路通列尾控制盒的机车无法在运用中铁列尾的线路上运行,让机车调度运用失去灵活性。在比如列尾没有数据记录装置,让一些铁路事故无法确定是人为所致还是列尾装置故障所致等等问题。

  2006年6月21日铁道部发布第二版《列车尾部安全防护装置及附属设备》TB/T2973—2006代替TB/T2973—2000

  新标准增加了一系列新要求,如列尾装置必须有数据记录装置、列尾ID号变为6位、并且FFSK制式编码做出了明确要求让列尾装置有了通用性。同时也规范了机车电台和列尾控制盒接口让其相互都有了通用性等等,同时也首次制定了GSM-R列尾装置行业标准。

新标准
具体新增要求

    新标准发布以后各个厂家都开始改进自己的450M模拟货列尾装置和新的配套附属设备,代表型号中铁公司ZTF2002-6型列尾装置、交大路通HTLT-II型列尾装置、成铁科研所CP-3型列尾装置、北京世纪东方WZWM450-1型列尾装置。

列尾作业员正在安装成铁CP-3列尾装置(图片来源于网络)
交大路通HTLT-II列尾装置(图片来源于网络)
世纪东方WZWM450-1型列尾装置

  但是450M模拟货列尾装置数据传输还是通过450M列调频率,由于经济发展迅速货运量提升列车密度随之增加;虽然机车与列尾主机都已换成双向FFSK传输但是还是会出现列调与列尾信号相互干扰的情况。

   所以北京世纪东方国铁科技有限公司首次推出800M货列尾装置,利用800M特定频率传输FFSK制式列尾信息,800M频段几乎0干扰且800M频段穿透力比450M强,并且把传输速率加快减少传输时间。此列尾装置定型为WZWM800-II型4位800M货列尾装置,并在沈阳局进行试验效果出奇的好,因此沈阳局大量订购800M货列尾装置几乎全路换装。后期优化改进定型为WZWM800-III型货列尾装置,并且许多路局招标订购此列尾。

不过后来铁道部专门给450M列尾装置划分了一个列尾专用传输频率也解决了问题。

世纪东方WZWM800-III型800M模拟4位货列尾装置(图片来源于网络)

450M货8位模拟列尾装置与800M货8位模拟列尾装置

  随着我国铁路的持续发展,新建线路与新造车型越来越多,在4位列尾装置运用中又暴露出新的问题。如列尾装置无法定位和非同型车重号现象等,由于是4位机车号列尾装置输号时只输入车型后四位机车号,如DF4B3073只把3073输入到列尾主机内,但是如果会车或者站内有一台非同型但同号的机车如DF4B3073碰到了HXD1C3073时又会出现列尾信息混乱的情况。

  所以在之前的功能基础上又开发出8位机车号货列尾装置,8位包含机车型号代码与机车号例如HXD1D0609,HXD1D机车代码为240那么转换为8位机车号就是24000609,这样它就是唯一的机车号,把这个8位机车号输入进列尾主机内机车与列尾主机就形成了真正的“一对一”关系,避免了机车重号的情况出现。

  8位450M货列尾装置同样使用FFSK制式传输,并加装了GPRS天线用于列尾主机的定位防止丢失。450M模拟8位货列尾装置代表型号ZTF2012型、CP-3III型、HTLT-II(C)型等

  同时800M货列尾装置也开发出了8位机车号列尾装置,同样使用FFSK传输,功能与450M8位相同,代表型号WZWM800-IV型。

ZTF2012型450M模拟8位货列尾装置
列尾作业员正在安装WZWM800-IV型800M模拟8位货列尾装置(图片来源于网络)

400M数字货列尾装置

   虽然模拟货列尾更新换代基本解决了问题但是模拟传输的缺点是客观存在的,如抗干扰能力差、传输速率低等问题。所以各厂家先后开发出了400M数字货列尾,数字列尾使用DMR数字协议利用CSBK进行信息传输,加装GPRS天线,使用400M上下行列尾专用频率传输,有效解决了抗干扰能力差、传输速率慢等问题。此外还提升了传输距离传输成功率达到99%,同样使用8位机车号。

   2013年全国首批400M数字列尾ZTF2012D型在昆明局玉蒙铁路投入运用,受到车务、电务通信、机务部门的一致好评。至2017年昆明局广大线,大丽线最后一批数字列尾的启用,昆明局管内除米轨线路以外货列尾装置全部实现数字化。

ZTF2015D型400M数字货列尾(图片来源于网络)

400M/450M双模数字货列尾与400M/800M双模数字货列尾

   为了进一步提高数字货列尾的传输可靠性与成功率提升列尾装置的通用性,各厂家又先后开发出数字模拟双向传输的货列尾装置。利用400M数字信号+450M模拟信号或400M数字信号+800M模拟信号双向传输(CSBK+FFSK),当司机查询风压时列尾机车台会先发出400M数字信号在发出450M或800M的模拟信号,列尾装置收到后与机车台的方式同样回复信息。这样如果数字信号收到干扰模拟信号还可以辅助传输,形成互补关系。如果使用没有安装数字列尾机车台的机车,还可以用模拟列尾机车台或CIR列车综合无线通信设备利用模拟信号与列尾装置建立一对一关系,挺高了通用性。代表型号ZTF2012DG、WZSM-1、CP-3IIIS等,目前中国铁路以运用此列尾为主。

WZSM-1型400M+800M双模货列尾装置
CP-3IIIS型400M+450M双模货列尾装置(图片来源于网络)

GSM-R数字货列尾装置G网列尾

   G网数字货列尾利用GSM-R网络来传输列尾信息与指令,当列车运行在GSM-R网络区段时尾列信息通过G网数据模块以GPRS的方式向列尾或机车传输数据或指令。

   目前运用纯G网传输信息的线路很少,大多数是以GSM-R+400M数字信号双向传输数据,主要运用于G网信号覆盖线路列车编组辆数较少的重载铁路。

路通科技的双模列尾控制盒400MHz+GSM-R 模式(图片来源于郑州局)
瓦日线运用的ZTF2015DM型GSM-R+400M数字列尾(图片来源于郑州局)

G网可控数字货列尾装置

   可控列尾是专门为重载铁路而设计的列尾装置,为了保证重载铁路运输安全保证重载列车减压制动时减少列车冲动,必须保证列尾装置能与机车同时减压排风,确保列车可以同步制动。2017年总公司专门出台了可控列尾铁道行业标准TB/T3489-2017《可控货物列车尾部安全防护装置及附属设备》

   可控列尾同样是利用GSM-R网络进行信号传输,但是与G网列尾不同可控列尾是利用SCD的方式传输,以配合OCU系统。

行业标准中要求
大秦铁路运用的路通科技可控列尾(图片来源于网络)
中铁公司可控列尾

400K感应列尾装置

   由于山区线路地形复杂曲线隧道遮挡较多450M模拟信号传输不稳定,尤其是隧道内部极其不利于450M列尾信号传输存在盲区。非电气化区段利用列尾中继解决信号传输困难问题,而电气化区段可以利用接触网传输400K感应信号至列尾装置。

   西铁科技所与北京中铁公司、成铁科研合作,在450M列尾的基础上开发出XTF400型450M+400K感应货列尾装置。利用450M模拟信号传输加400K感应信号传输形成互补关系,在山区隧道内机车发送400K感应信号,通过接触网传输至列尾装置,列尾装置同样发送400K信号把尾部信息通过接触网传输至机车,有效解决了山区电气化线路列尾信号传输困难问题。后期还研发出数字感应列尾和GSM-R感应列尾,还有朔黄铁路专用LTE-R可控感应列尾。

XTF400感应列尾,白环是400K天线。

 

朔黄铁路LTE-R+400K可控列尾

以上是货列尾装置的全部内容,货列尾装置也在不断的更新换代,未来还可能运用5G-R列尾装置。关于货列尾装置的介绍全部也结束了~下期讲客列尾装置,感兴趣请持续关注!

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