王琪

摘 要：本文讲述了一种调车机无人驾驶控制装置的原理与构成，该装置是在机车原有的手操控制回路的基础上加装辅助控制系统。远程遥控器完全模拟司机控制台的实际操作，并且遥控系统和司机室操作台系统均可以独立使用。

关键词：调车机无人驾驶；无线控制系统；双模机车回路控制系统

中图分类号：U469 文献标识码：A

在日常调车作业中，调车指挥人与司机通过无线电台联络确认运行条件，司机在车上确认进路和信号，存在产生误判、误认的安全隐患；调车长在地面发现的隐患通知司机停车时，司机由听到指令到执行停车有延时，增加了安全风险。调车机无人驾驶控制装置，实现调车机的无人驾驶与控制，进一步提升调车机作业水平，是对现有调车作业方式的有效补充。系统包括无线接收器（中控箱），动作执行器（继电器箱）和制动管路以及远程遥控器。

1.装置工作原理

调车作业人员通过便携式控制器（OCU）向机车发出前进、后退、停止、鸣笛等调车作业指令，作业指令通过携式控制器（OCU）内部发射机编码后，发射无线电频率信号。

安装在机车上的微处理控制单元（MCU）通过无线电与便携式控制器（OCU）建立通信联系，接收无线电指令，并对指令进行解码，并结合传感器电路采集机车运行参数（如机车速度、柴油机转速、制动系统压力值等）进行逻辑运算，向中继器和气动箱输出控制机车各执行机构的信号（如机车前进与后退涉及的制动、缓解、喇叭、灯光等信号），同时对执行机构反馈的信号进行比较，实现閉环控制，并具备异常状态下的停车功能；微处理控制单元（MCU）将机车控制状态、运行参数、异常故障等数据发送给便携式控制器进行信息显示与声光提示，同时将数据进行存储以便实现故障诊断与远程维护管理。

2.装置主要构成

2.1便携式控制器（OCU）

便携式控制器（OCU）是专门设计的远程控制单元。便携式控制器（OCU）采用双处理器结构和现代化集成电路电子技术，含一个射频收发器，提供窄带和12.5 kHz宽带选项。便携式控制器（OCU）配有一个内置天线，远程控制操作范围为1600m的视线操作。如便携式控制器（OCU）超出操作范围，安装在机车上的微处理控制单元（MCU）会自动进行紧急刹车制动操作，保证机车调车作业业务的安全运行。便携式控制器（OCU）通过操作各操作开关（独立制动、速度选择、列车制动、鸣笛、灯光、电源开关等），发出操作信号。主、副CPU对接收到的操作信号进行逻辑运算处理，处理后的结果经过无线电发射允许模块允许后，传输给超高频无线电接口模块。超高频无线电接口模块将接收的操作信号进行调制，并通过无线电模块发射。便携式控制器（OCU）工作原理如下，如图1所示。

2.2微处理控制单元（MCU）

便携式控制器（OCU）与车载微处理控制单元（MCU）通过红外进行配对连接，建立通信链路后，便携式控制器（OCU）通过射频（RF）链路发送信号至车载微处理控制单元（MCU）。车载微处理控制单元（MCU）天线获取便携式控制器（OCU）发射的无线电信号后，传至接收器。如便携式控制器（OCU）的射频RF频率与车载微处理控制单元（MCU）接收器正好匹配，并通过所有数据测试，则信号继续传输至车载微处理控制单元（MCU） 解码器进行处理。车载微处理控制单元（MCU）电脑将便携式控制器（OCU）所传输的RF信号的地址码与其自身的地址码相比较。如果信号地址码与车载微处理控制单元（MCU）电脑地址码不匹配，则忽略。如果地址码正确，车载微处理控制单元（MCU）电脑会对信息进行处理并将控制系统内相应的控制、辅助和气动功能装置通电或断电。微处理控制单元（MCU）工作原理如下，如图2所示。

2.3中继器

中继器与微处理控制单元（MCU）连接通信，接收来自微处理控制单元（MCU）控制信息，输出机车的电气控制信号，如机车前进，后退；油门控制信号，撒沙，喇叭等信号，同时各控制信号的状态反馈给微处理控制单元（MCU），实现机车控制系统的冗余控制，保障机车的安全运行。中继器是微处理控制单元（MCU）与机车之间的主要控制接口，远程控制时，需进行禁用手动控制模式。

2.4大闸和小闸气动箱

大闸和小闸气动箱是调节大闸和小闸的制动系统的气体压力，达到制动的目的，同时通过压力传感器，将将压力值实时反馈给微处理控制单元（MCU），实现机车制动系统的闭环控制。大闸和小闸气动箱是与微处理控制单元（MCU）连接通信，并由微处理控制单元（MCU）控制。当大闸和小闸气动箱接入机车气动系统时，通过微处理控制单元（MCU）的控制，实现机车喇叭、警铃、自动和独立刹车系统的远程控制。大闸和小闸气动箱工作原理如图3所示。

2.5传感器电路

传感器电路是采集机车的运行参数（机车速度，机车柴油机转速，制动系统压力值等），并将采集到的机车运行参数数据传输给微处理控制单元（MCU）的设备。微处理控制单元（MCU）对从传感器电路接收到的机车运行参数数据进行运算及处理，实现机车远程控制的闭环控制。

3.试验效果

该装置已在沈阳铁路局鞍山车务段得到试验应用。该技术的应用有效地提高了调车作业效率，提高了调车作业管理的智能化水平，降低了作业安全风险，与传统的司机调车作业模式相比，采用调车机无人驾驶控制装置的调车作业在安全、效率等方面有着显著优势。

参考文献

[1]姜葛，张斌.JZ-7型制动机无线遥控改造[J].铁道机车与动车，2016（5）：37-40.

[2]陈新.遥控调车机车[J].国外内燃机车，2005（4）：23.endprint