一种铁路无线自组网调车灯显智能系统及方法

摘要

本发明涉及一种铁路无线自组网调车灯显智能系统及方法，属于铁路运输过程中的调车技术领域。该系统包括调车长中转控制单元、连结/制动员操作控制单元、机车控制单元、网络区长控制单元、调车计划服务器；机车控制单元分别与调车长中转控制单元、连结/制动员操作控制单元、网络区长控制单元无线连接；网络区长控制单元与调车计划服务器相连；本系统无需基站部署、“零”配置、简易、快速、自动组网、无单点故障、快速自动修复，支持网卡扩展接入，实现铁路调车作业移动通信自组网延伸覆盖，传输距离远、信通延时小，除具有调车作业指挥功能外，还具备调车指令信号和调车指令语音信号无线自组网的弱场补强功能，解决了连结/制动员领车的通信安全问题。

说明书

技术领域

本发明属于铁路运输过程中的调车技术领域，具体涉及一种铁路无线自组网调车灯显智能系统及方法。

背景技术

铁路无线调车灯显系统主要应用于铁路站场、中间站平面调车作业，实现调车组人员与机车司机、调车区长之间的联络通信，准确传递语音、调车指令、调车作业通知单等信息，保障调车作业顺利进行，提高作业人员的人身安全，减轻作业人员的劳动强度，提高调车作业效率和车站的改编能力，在铁路运输安全生产中发挥着重要作用。

随着铁路运输向高速、重载、大密度方向发展，车站规模越来越大，各站场平面调车密度不断加大，调车作业量也随之增加，对铁路通信设备的性能要求越来越高，现有的铁路无线调车灯显系统主要采用数字设备，该数字设备虽然在音频性能、抗外界干扰、频率资源利用率等方面有大幅提高，但常规数字无线调车灯显系统仍存在以下不足：1)、无线电场强覆盖面没有模拟覆盖范围广；2)、采用数字编码、解码，虽通话清晰度高但通信距离反而近了，导致列车前部调车人员无法及时呼叫信号；3)、虽然加装中继器，但传统的同频中继器设备造价高，维护困难，同时调车指令的传送存在延迟、传送失效等不足，造成调车指令信号指示灯显示混乱，影响调车作业安全，同时调车作业受编组列车种类、车辆数量、地形、环境等因素的影响，导致无线电磁波传播受阻，形成通信场强弱区和盲区，使调车组人员与机车司机、调车区长之间的联络通信受阻，给机车运行安全和人身安全带来隐患，影响调车作业安全。

另外，调车作业推进时，由调车长手持台发出推进信令，调车长手持台周期性自动发测机信号，机车控制单元绿灯由该测机信号维持。连结/制动员领车负责前进路瞭望，十、五、三车距离信令由连结/制动员口述后，由调车长发出。此时，若调车长的手持台发射出现故障时，机车控制单元会报出“注意或故障停车”，但连结/制动员手持台处于弱场或机械故障时，机车控制单元上无任何反应，很容易发生事故。可见现有的数字无线调车灯显系统已经无法保证高密度调车作业的安全及效率需求。

随着铁路运输信息化管理进程的发展，急需一种支持无线自组网的数字平面调车系统，有效解决调车作业中因存在通信场地强弱区和盲区，导致机车控制单元上无任何反应而引发事故等问题，以降低车务人员的劳动强度，提高工作效率，使调车作业通信能够强覆盖，有效防止调车事故发生。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种铁路无线自组网调车灯显智能系统及方法，使该系统除具有调车作业指挥功能外，还能解决调车作业中因存在通信场地强弱区和盲区，导致机车控制单元上无任何反应而引发事故等问题，同时解决连结/制动员领车的通信安全问题，从而避免因设备无线电场强覆盖、作业站人为因素导致列车前部调车人员无法及时呼叫信号，造成调车事故及人身伤亡事故的发生。为铁路调车作业运量增加提供调车作业安全保障，同时又减轻作业人员的劳动强度，提高调车作业效率和车站的改编能力。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种铁路无线自组网调车灯显智能系统，包括调车长中转控制单元、连结/制动员操作控制单元、机车控制单元、网络区长控制单元、调车计划服务器；所述机车控制单元分别与调车长中转控制单元、连结/制动员操作控制单元、网络区长控制单元无线连接，实现铁路调车作业时调车领导人、机车司机、连结/制动员、网络区长传递调车信令及语音通信联络；所述网络区长控制单元通过车站局域网与所述调车计划服务器相连，实现调车作业计划获取和编制；

所述机车控制单元安装于机车车头，用于通话、信令识别及红、黄、绿色灯显示，识别调车长中转控制单元、连结/制动员操作控制单元发出的调车指令进行识别、点灯显示，语音提示、发出调车作业所需的各种色灯信令与语音提示并记录信令、时间信息参数，控制机车正常工作；

所述调车长中转控制单元由相应的调车人员随身携带跟随车辆移动，用于向网络区长控制单元发起呼叫区长信令，还用于在空闲、通话状态下向机车控制单元发送调车信令信号、测机信号、接收语音回示；

所述连结/制动员操作控制单元由相应的调车人员随身携带跟随车辆移动，用于发送紧急停车调车信令和解锁自身发送的紧急停车调车信令，还用于在调车长中转控制单元发送测机信号的情况下，在推进领车时向机车控制单元发送测机信号，并接收语音回示；

所述调车计划服务器安装于车站行车室；由常规工控机主机、显示器、人机交互键盘和鼠标组成。

所述网络区长控制单元安装于车站行车室，用于通话、接收和识别调车长中转控制单元发出的呼叫信号；用于采集调车作业计划数据，并通过无线方式下发调车作业计划数据至机车控制单元、调车长中转控制单元、连结/制动员操作控制单元。

进一步，优选的是，所述调车长中转控制单元还用于在通信弱场时空闲、通话状态下向机车控制单元转发连结/制动员操作控制单元发送紧急停车调车信令和解锁自身发送的紧急停车调车信令，在推进领车时向机车控制单元转发连结/制动员操作控制单元发送测机信号和调车指令语音信号，并接收语音回示。

本发明同时提供一种支持无线自组网的数字平面调车方法，采用上述的支持无线自组网的数字平面调车系统，其特征在于调车长中转控制单元、连结/制动员操作控制单元、机车控制单元之间随着调车作业编组列车距离增加，且列车运行环境密度变化，调车长中转控制单元、连结/制动员操作控制单元、机车控制单元之间的有效通信距离是有效的，调车长中转控制单元、连结/制动员操作控制单元、机车控制单元利用无线电磁波构建无线弱场自组网通信，实现无线自组网中继工作模式方式进行传输；所述的无线组网中继工作模式实现调车指令信号传输方式的具体为：

(1)所述连结/制动员操作控制单元通过通信第一时隙发出调车指令信号或调车指令语音信号数据，所述调车长中转控制单元通过通信第一时隙接收调车指令信号或调车指令语音信号数据，且通过通信第二时隙同步帧重组通信第一时隙接接收的调车指令信号或调车指令语音信号数据并完成调车指令信号或调车指令语音信号数据中转或转发数据帧；

(2)所述机车控制单元处于所述连结/制动员操作控制单元的直通时，所述机车控制单元如果先收到所述连结/制动员操作控制单元通信第一时隙发出调车指令信号或调车指令语音信号数据帧，所述机车控制单元则放弃接收调车长中转控制单元通信第二时隙转发的数据帧；

(3)所述机车控制单元处于所述连结/制动员操作控制单元的中继时，所述机车控制单元则只能接收到所述调车长中转控制单元通信第二时隙中转或转发的调车指令信号或调车指令语音信号数据帧。

进一步，优选的是，所述的支持无线自组网的数字平面调车方法，包括如下步骤：

1)根据调车作业计划需求连结/制动员操作控制单元操作者连结/制动员携带连结/制动员操作控制单元位于推进车列前端，确认停留车位置后、正确观距，及时呼叫、显示十车、五车、三车距离信号；

2)连结/制动员操作控制单元利用无线电磁波构建无线弱场自组网通信实现自动或手动中继工作模式，中继工作模式手动操作的具体方式即为按下“绿键”0.5S+按下“红键”2S的按键组合方式触发“紧急停车x号x号”或按下“绿键”0.5S+按下“黄键”2S的按键组合方式触发“x号解锁”的调车指令信号以无线电磁波方式传输至所述调车长中转控制单元；

3)调车长中转控制单元将接收到连结/制动员操作控制单元传来的“紧急停车x号x号”或“x号解锁”调车指令信号采用无线自组网中继工作模式传输至所述机车控制单元处理；

4)机车控制单元接收识别调车长中转控制单元发出的调车指令信号进行自动识别、点亮色灯显示，语音提示，并向所述调车长中转控制单元、所述连结/制动员操作控制单元、所述网络区长控制单元发出调车语音回示；

5)调车长中转控制单元接收到机车控制单元发出的应答命令后，调车长中转控制单元同步将数据中转发送成功的应答命令发给连结/制动员操作控制单元；同时本机播报“紧急停车x号x号”或“x号解锁”调车语音提示；

6)连结/制动员操作控制单元以接收到应答命令作为调车指令信号中转发送成功的依据，同时连结/制动员操作控制单元通过扬声器播报相应“紧急停车x号完成”或“x号解锁完成”的调车语音提示；

7)根据现场调车作业要求，调车人员重新作业，则从步骤1)开始。

进一步，优选的是，弱场补强中继工作模式实现调车指令语音信号传输方式的具体为：

1)连结/制动员操作控制单元操作者连结/制动员携带连结/制动员操作控制单元位于推进车列前部，确认停留车位置后、正确观距，及时呼叫、显示十车、五车、三车距离信号；

2)连结/制动员操作控制单元操作者连结/制动员呼叫的停车、减速、十车、五车、三车、接近连挂信号，通过连结/制动员操作控制单元上的任意三个按键将调车通话用语以调车指令语音信号的方式发出至调车长中转控制单元；

3)调车长中转控制单元将接收到的连结/制动员操作控制单元传来的调车指令语音信号进行播放并以无线自组网中继工作模式传输方式广播下发至所述机车控制单元、所述网络区长控制单元、其他所述连结/制动员操作控制单元；

4)当所述机车控制单元、所述网络区长控制单元、其他所述连结/制动员操作控制单元，接收到此调车指令语音信号后通过自带扬声器放出调车标准通话用语；

5)所述调车长中转控制单元将接收到连结/制动员操作控制单元传来的调车指令语音信号转变为调车标准通话用语播放完毕后，通过操作所述调车长中转控制单元发出相应的调车指令信号至机车控制单元；

6)所述机车控制单元接收识别调车长中转控制单元发出的调车指令信号进行自动识别、点亮色灯显示，语音提示，并向所述调车长中转控制单元、所述连结/制动员操作控制单元、所述网络区长控制单元发出调车语音回示，控制机车正常工作；

7)所述调车长中转控制单元向机车控制单元发送调车指令信号时会产生相应的调车指令信号操作发送码，所述调车长中转控制单元将该调车指令信号操作发送码发送至连结/制动员操作控制单元，连结/制动员操作控制单元接收到调车指令信号操作发送码后通过自带扬声器放出“调车长操作完成”语音提示；

8)根据现场调车作业要求，调车人员重新作业，则从步骤1)开始。

进一步，优选的是，调车作业推进过程中，所述调车长中转控制单元、所述连结/制动员操作控制单元在调车作业推进过程中均周期性向所述机车控制单元发通信联络信号作为测机信号，所述机车控制单元的绿色灯显示由测机信号维持；

所述连结/制动员操作控制单元操作者在车列前部领车，负责进路瞭望、确认停留车位置后、正确观距，及时呼叫、显示“十、五、三车”距离信号，由调车长发出；

推进作业时，调车长中转控制单元开启领车功能，调车长中转控制单元按调车作业计划指挥向机车控制单元发出相应调车指令信号，机车控制单元收到推进指令后，激活调车长中转控制单元、对应领车连结/制动员操作控制单元发出测机信号；调车长中转控制单元、领车连结/制动员操作控制单元接收到机车控制单元下发的指令后，开始以每隔5秒时间性向机车控制单元周期发测机防护信号；

当调车长中转控制单元、领车连结/制动员操作控制单元故障(或电池没电)，机车控制单元接收不到领车连结/制动员操作控制单元发出的测机信号就会显示“注意、X号”或“X号故障停车”，同时，机车控制单元接收不到调车长中转控制单元发出测机信号也会显示“注意、调车长”或“调车长、故障停车”，此功能将解决调车长、领车制动员作业时的安全问题。

进一步，优选的是，调车长中转控制单元操作者调车长携带调车长中转控制单元跟随调车机车，所述连结/制动员操作控制单元操作者连结/制动员1携带连结/制动员操作控制单元位于推进车列前端，连结/制动员2携带连结/制动员操作控制单元位于股道存车末端处，所述连结/制动员操作控制单元操作者领车连结/制动员位于在推进车列的第一辆车的前端；

领车方法如下：

1)根据调车作业计划需求任意指定所述连结/制动员操作控制单元操作者连结/制动员X号携带连结/制动员操作控制单元位于推进车列前端发送领车申请指令信号至机车控制单元；

2)所述机车控制单元在接收到领车申请指令信号后播报语音，提醒所述调车长中转控制单元、所述连结/制动员操作控制单元的其它操作者调车人员准备领车；

3)所述调车长中转控制单元调车长操作调车长中转控制单元向所述机车控制单元发送推进、减速、十车、五车、三车、连结、溜放这些行进调车指令信号后，所述调车长中转控制单元周期性自动向所述机车控制单元发测机信号；

4)所述机车控制单元开始处理行进调车指令信号和领车申请指令信号；所述机车控制单元邀请所述连结/制动员操作控制单元在调车作业推进过程中周期性向所述机车控制单元发测机信号，机车开始运行；

5)在机车运行过程中，根据现场作业要求，车列前部所述连结/制动员操作控制单元操作者呼叫的停车、减速、十车、五车、三车、接近连挂信号，通过操作连结/制动员操作控制单元将调车通话用语以调车指令语音信号的方式发出至调车长中转控制单元，调车长根据语音提示信息操作调车长中转控制单元指挥调车工作；

6)使用过程中如果机车控制单元2个周期性时间内收不到领车连结/制动员操作控制单元或调车长中转控制单元发出测机信号，则信号灯熄灭，同时语音提示“注意、X号”或“注意、调车长”，调车长听到后应使用调车长中转控制单元马上补发相应的调车信令；如果机车控制单元2个周期性时间内收不到连结/制动员操作控制单元或调车长中转控制单元发出测机信号，则机车控制单元红1灯闪亮，同时语音提示“X号、故障停车”或“调车长、故障停车”。

7)调车作业推进过程中随着编组列车的车厢增多，所述机车控制单元接收不到连结/制动员操作控制单元发出的测试信号时，调车长中转控制单元对连结/制动员操作控制单元发出的测试信号进行弱场补强中继工作模式将此测机信号转发至机车控制单元，保证机车的正常工作状态。

8)当所述调车长中转控制单元或其它所述连结/制动员操作控制单元中任一一位调车人员发出停车、紧急停车调车指令信号后，所述调车长中转控制单元或所述连结/制动员操作控制单元将会自动停止发出周期性的测机信号，机车运行停止；

9)调车作业推送完成，机车运行停止，所述连结/制动员操作控制单元操作者发送“领车完毕”信号，所述机车控制单元在接收到“领车完毕”信令后播报语音，提醒所述调车长中转控制单元、所述连结/制动员操作控制单元的其它操作者调车人员领车结束；

10)如果调车作业过程中需要重新推进，则从步骤1)开始，所述连结/制动员操作控制单元操作者重新发送领车申请指令信号。

进一步，优选的是，调车作业过程中，通过操作连结/制动员操作控制单元利用无线电磁波构建无线弱场自组网通信采用中继工作模式自动以无线方式发送调车指令信号至调车长中转控制单元；

所述调车长中转控制单元将接收到连结/制动员操作控制单元传来的调车指令信号并进行解析，当接收到的数据解析后与预设通信协议一致，则立即启用自身建立无线链路通道进行调车指令信号的弱场补强；

所述机车控制单元接收到调车长中转控制单元传来的相应的调车指令后发出应答命令，所述调车长中转控制单元接收到所述机车控制单元发出的应答命令后，调车长中转控制单元同步将数据中转发送成功的应答命令发给所述连结/制动员操作控制单元，所述连结/制动员操作控制单元以接收到应答命令作为调车指令发送成功的依据，同时所述连结/制动员操作控制单元通过扬声器播报相应提示语音；

所述机车控制单元发出应答命令后，所述机车控制单元同步对所述调车长中转控制单元通过弱场补强的传输方式发出的调车指令信号进行自动识别、点亮色灯显示，语音提示，并向所述调车长中转控制单元、所述连结/制动员操作控制单元、所述网络区长控制单元发出调车语音回示，控制机车正常工作。

本发明对机车控制单元的具体结构不做限制，通常包括主机、电源、司机话盒、显示灯、扬声器、天线等组成，主机、电源、司机话盒、显示灯、扬声器、天线均为电性能连接。

本发明对所述调车长中转控制单元、所述连结/制动员操作控制单元的具体结构不做限制，通常包括无线射频通信模块加装调车信令控制逻辑板，调车信令控制逻辑板上设有呈V字型对称分布的红、绿、黄三个不同颜色的按键。调车作业使用人员通过操作便携手持台控制单元上呈V字型对称分布的红、绿、黄三个不同颜色的按键，发送特殊的4FSK指令完成调车数字化指令传输，操作过程中伴有相应语音提示。用于呼叫通话、向机车控制单元发出各种调车指令的功能；在调车人员与机车的密切配合下将车辆连接到位，保证列车在运行过程中不会发生脱节事故。

本发明对所述调车计划服务器的具体结构不做限制，通常包括常规工控机主机、显示器、人机交互键盘和鼠标。

本发明对网络区长控制单元的具体结构不做限制，通常包括调车区长控制器、话筒、天线及馈线，调车区长控制器、话筒、天线及馈线均为电性能连接。

所述连结/制动员操作控制单元预设两种操作模式：直通工作模式、中继工作模式；该两种工作模式通过按键人机交互操作方式完成自动切换直通或中继工作模式，既符合铁道行业相关标准要求，同时在满足标准前提下又进行创新升级，解决常规产品运用中存在的诸多困境，如无线弱场覆盖问题、通话语音占用信道影响调车信令传输的问题。

通过本发明装置进行调车指令信号中转的方法，包括下列步骤：

调车作业推进过程中，连结/制动员操作控制单元发出调车信令信号或作业标准用语语音→调车长中转控制单元弱场补强信号→传输至机车控制单元处理；

机车控制单元接收到相应的调车指令信号后发出应答命令→调车长中转控制单元弱场补强信号→连结/制动员操作控制单元；

连结/制动员操作控制单元以接收到应答命令作为调车指令信号或作业标准用语语音中转发送成功的依据，同时连结/制动员操作控制单元通过扬声器播报相应提示语音。

本发明与现有技术相比，其有益效果为：

1、本发明借助调车长中转控制单元、所述连结/制动员操作控制单元便携手持台语音、命令、显示等现有功能，又增加了相应的调车指令信号、调车指令语音信号无线自组网弱场补强功能，同时增加了周期性双测机信号，直观、快速地解决常规产品运用中存在的诸多困境，如无线弱场覆盖问题、通话语音占用信道影响调车信令传输的问题不利影响，保障调车作业安全；

2、解决常规调车作业中受编组列车种类、车辆数量、地形、环境等因素影响导致无线电磁波传播受阻，从而形成了通信场强弱区和盲区，使调车组人员与机车司机、调车区长之间的联络通信受阻的困境。

3、本发明针对调车作业特点，满足调车作业指挥功能外，还具备调车指令信号或调车指令语音信号无线自组网弱场补强功能，同时解决了连结/制动员领车的通信安全问题。满足现场工作和实际需求，减轻调车作业人员的劳动强度、提高调车作业效率和安全性。

4、尤其是解决铁路常规无线调车灯显设备中间站调车作业安全尤为突出的问题，提高作业场景下的安全性，系统无需基站部署、“零”配置、简易、快速、自动组网、无单点故障、快速自动修复，支持网卡扩展接入，实现铁路调车作业移动通信自组网延伸覆盖，系统增加无线自组网弱场补强功能可以极大地改善作业安全性，同时对于地形复杂的车站，可以提高防护指令的发送成功率，提高作业效率。

5、节省频率资源，只需要一个频率，限制少，更适应于调车使用环境，安装部署方便、用户选择方便、配置易操作，充分利用铁路无线调车灯显系统根据需求迅速形成一个大范围的临时无线通信覆盖网，功能齐全，应用灵活，能及时有效地防止人身安全事故和调车事故的发生。

6、本发明造价低、高效益、组网自由、灵活多样，同时维护简单，使用既有设备，有效降低铁路调车作业人员的工作强度，简化操作。更重要的是实现了调车指令信号或调车指令语音信号由人工站位向设备控制的根本性变革，从根本上避免避免因设备无线电场强覆盖、作业站位人为因素导致列车前部调车人员无法及时呼叫信号造成调车事故及人身伤亡事故的发生，确保铁路调车作业安全，具有重大的经济效益和社会效益。

7、本发明利用现代先进的单片机嵌入式开发技术、无线数字DMR通信技术、计算机软件技术、计算机通信技术等先进技术集成创新，并将项目研究成果运用到铁路运输安全生产中，为铁路通信、调车作业安全防护等重要领域的技术创新起到了示范作用。

附图说明

图1为本发明组合示意图；

图2为本发明场景应用示意图；

图3为本发明工作流程示意图；

其中，1、机车车头；2、编组车辆；3、机车控制单元；4、调车长中转控制单元操作者调车长；5、连结/制动员操作控制单元操作者连结/制动员；6、网络区长控制单元；7、其他连结/制动员操作控制单元操作者连结/制动员；8、停留车辆；9、调车计划服务器。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述。

本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用材料或设备未注明生产厂商者，均为可以通过购买获得的常规产品。

本技术领域技术人员可以理解的是，本发明中涉及到的相关模块及其实现的功能是在改进后的硬件及其构成的装置、器件或系统上搭载现有技术中常规的计算机软件程序或有关协议就可实现，并非是对现有技术中的计算机软件程序或有关协议进行改进。例如，改进后的计算机硬件系统依然可以通过装载现有的软件操作系统来实现该硬件系统的特定功能。因此，可以理解的是，本发明的创新之处在于对现有技术中硬件模块的改进及其连接组合关系，而非仅仅是对硬件模块中为实现有关功能而搭载的软件或协议的改进。

本技术领域技术人员可以理解的是，本发明中提到的相关模块是用于执行本申请中所述操作、方法、流程中的步骤、措施、方案中的一项或多项的硬件设备。所述硬件设备可以为所需的目的而专门设计和制造，或者也可以采用通用计算机中的已知设备或已知的其他硬件设备。所述通用计算机有存储在其内的程序选择性地激活或重构。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”到另一元件时，它可以直接连接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接””可以包括无线连接。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。术语“内”、“上”、“下”等指示的方位或状态关系为基于附图所示的方位或状态关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“设有”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

根据中华人民共和国国家标准中的铁路调车作业标准要求和铁道行业相关标准铁路无线调车灯显设备标准要求，

所述调车长中转控制单元根据操作者职能身份不同简称调车长；

所述连结/制动员操作控制单元根据操作者职能身份不同简称连结/制动员；

在调车作业中，按照中华人民共和国国家标准中的铁路调车作业标准要求，铁路调车作业单一指挥的原则，每班次内只有一个调车长，若干个人员编号不同的连结/制动员，连结/制动员人员编号可通过软件编码不同从提示语音来鉴别从1号到16号。

本发明实施例结合具体的应用场景，以车站一班次由1个调车长和2个连结/制动员组成的一个调车组成员进行说明。

根据铁道行业相关标准要求，铁路无线调车灯显系统的调车作业方式主要以“调车指令信号为主，通话语音为辅”的原则，其基本工作原理是：调车作业人员使用不同功能的调车控制单元分别按红、绿、黄三个不同颜色的按键发调车指令信号，调车指令信号通过无线方式发射，机车控制单元接收调车人员发送的调车指令信息后，通过语音编解码和调制解调电路译出相应的“红、黄、绿”三色信号指令并用色灯显示，同时有对应的“红灯、黄灯、绿灯、连挂、推进”等语音提示反馈到调车人员手持台机上，进一步提醒相关调车人员确认打出的信号是否被接收解调和显示，机车司机根据机车控制单元信号显示和语音提示操作机车行车作业。

所述调车长中转控制单元、连结/制动员操作控制单元上呈V字型对称分布的红、绿、黄三个不同颜色的按键；连结/制动员操作控制单元的操作者通过按键人机交互操作方式，完成直通或中继工作模式调车指令信号发送切换。

常规调车指令信号直通工作模式处理流程如下所述：

1)所述连结/制动员操作控制单元直通工作模式即为常规铁道行业相关标准要求的“红键”按下2S触发“紧急停车x号x号”的调车指令信号以无线电磁波方式传输至所述机车控制单元处理；

2)所述连结/制动员操作控制单元直通工作模式即为常规铁道行业相关标准要求的“黄键”按下2S触发“x号解锁”的调车指令信号以无线电磁波方式传输至所述机车控制单元处理。

3)所述机车控制单元接收识别调车长中转控制单元发出的调车指令信号进行自动识别、点亮色灯显示，语音提示，并向所述调车长中转控制单元、所述连结/制动员操作控制单元、所述网络区长控制单元发出调车语音回示。

4)根据现场调车作业要求，调车人员重新作业，则从步骤1开始。

调车指令信号弱场补强处理流程如下所述：

1)所述连结/制动员操作控制单元操作者连结/制动员携带连结/制动员操作控制单元位于推进车列前端，确认停留车位置后、正确观距，及时呼叫、显示十车、五车、三车距离信号。

2)所述连结/制动员操作控制单元中继工作模式即为按下“绿键”0.5S+按下“红键”2S的按键组合方式触发“紧急停车x号x号”的调车指令信号以无线电磁波方式传输至所述调车长中转控制单元；

3)所述调车长中转控制单元将接收到的调车信号弱场补强传输至所述机车控制单元处理；按下“绿键”0.5S+按下“黄键”2S的按键组合方式触发“x号解锁”的调车指令信号以无线电磁波方式传输至所述调车长中转控制单元；

4)所述调车长中转控制单元将接收到的调车信号弱场补强传输至所述机车控制单元处理，机车控制单元接收到相应的调车指令信号后发出应答命令；

5)所述机车控制单元接收识别调车长中转控制单元发出的调车指令信号进行自动识别、点亮色灯显示，语音提示，并向所述调车长中转控制单元、所述连结/制动员操作控制单元、所述网络区长控制单元发出调车语音回示；

6)调车长中转控制单元接收到机车控制单元发出的应答命令后，调车长中转控制单元同步将数据中转发送成功的应答命令发给连结/制动员操作控制单元；

7)连结/制动员操作控制单元以接收到应答命令作为调车指令信号中转发送成功的依据，同时连结/制动员操作控制单元通过扬声器播报相应提示语音；

8)根据现场调车作业要求，调车人员重新作业，则从步骤1开始。

所述的连结/制动员操作控制单元还预设了自定义调车作业标准用语，设备管理者可根据需要将调车作业标准用语固化设置到“红键”、“绿键”、“黄键”三个任意按键组合操作，调车人员通过操作连结/制动员操作控制单元上的任意三个按键就可将调车通话用语以调车指令信号的方式发出。调车指令语音信号弱场补强处理流程如下所述：

1)所述连结/制动员操作控制单元操作者连结/制动员携带连结/制动员操作控制单元位于推进车列前部，确认停留车位置后、正确观距，及时呼叫、显示十车、五车、三车距离信号；

2)所述连结/制动员操作控制单元操作者连结/制动员呼叫的停车、减速、十车、五车、三车、接近连挂信号，通过操作连结/制动员操作控制单元上的任意三个按键就可将调车通话用语以调车指令语音信号的方式发出；

3)所述调车长中转控制单元将接收到的调车指令语音信号进行播放并以弱场补强方式广播下发至所述机车控制单元、所述网络区长控制单元、其他所述连结/制动员操作控制单元；

4)当所述机车控制单元、所述网络区长控制单元、其他所述连结/制动员操作控制单元，接收到此调车指令语音信号后通过自带扬声器放出调车标准通话用语；

5)所述调车长中转控制单元将接收到的调车指令语音信号转变为调车标准通话用语播放完毕后，通过操作所述调车长中转控制单元的功能发出相应的调车指令信号；

6)所述机车控制单元接收识别调车长中转控制单元发出的调车指令信号进行自动识别、点亮色灯显示，语音提示，并向所述调车长中转控制单元、所述连结/制动员操作控制单元、所述网络区长控制单元发出调车语音回示，控制机车正常工作。

7)根据现场调车作业要求，调车人员重新作业，则从步骤1开始。

8)应用该方法可以减少调车指令信号与通话语音，调车指令信号与通话语音的无线通信技术均采用同频单工方式，在同频状态下传输的相互干扰造成通话阻断信令信号的现象；调车作业过程中，当调车人员长时间占用信道，其他作业人员的调车指令信号就会被干扰而无法正常发出，影响作业效率，如果干扰的是“停车”或“紧急停车”调车指令的话，就极有肯能危机人身安全或作业安全，甚至酿成调车安全事故。

如图1所示，一种铁路无线自组网调车灯显智能系统，包括调车长中转控制单元4、连结/制动员操作控制单元5、机车控制单元3、网络区长控制单元6、调车计划服务器9；所述机车控制单元3分别与调车长中转控制单元4、连结/制动员操作控制单元5、网络区长控制单元6无线连接，实现铁路调车作业时调车领导人、机车司机、连结/制动员、网络区长传递调车信令及语音通信联络；所述网络区长控制单元6通过车站局域网与所述调车计划服务器9相连，实现调车作业计划获取和编制；

所述机车控制单元3安装于机车车头，用于通话、信令识别及红、黄、绿色灯显示，识别调车长中转控制单元4、连结/制动员操作控制单元5发出的调车指令进行识别、点灯显示，语音提示、发出调车作业所需的各种色灯信令与语音提示并记录信令、时间信息参数，控制机车正常工作；

所述调车长中转控制单元4由相应的调车人员随身携带跟随车辆移动，用于向网络区长控制单元6发起呼叫区长信令，还用于在空闲、通话状态下向机车控制单元3发送调车信令信号、测机信号、接收语音回示；

优选所述调车长中转控制单元4还用于在通信弱场时空闲、通话状态下向机车控制单元3转发连结/制动员操作控制单元5发送紧急停车调车信令和解锁自身发送的紧急停车调车信令，在推进领车时向机车控制单元3转发连结/制动员操作控制单元5发送测机信号和调车指令语音信号。

所述连结/制动员操作控制单元5由相应的调车人员随身携带跟随车辆移动，用于发送紧急停车调车信令和解锁自身发送的紧急停车调车信令，还用于在调车长中转控制单元4发送测机信号的情况下，在推进领车时向机车控制单元3发送测机信号，并接收语音回示；

所述调车计划服务器9安装于车站行车室；

所述网络区长控制单元6安装于车站行车室，用于通话、接收和识别调车长中转控制单元4发出的呼叫信号；用于采集调车作业计划数据，并通过无线方式下发调车作业计划数据至机车控制单元3、调车长中转控制单元4、连结/制动员操作控制单元5。

一种支持无线自组网的数字平面调车方法，采用上述的支持无线自组网的数字平面调车系统，调车长中转控制单元、连结/制动员操作控制单元、机车控制单元之间随着调车作业编组列车距离增加，且列车运行环境密度变化，而调车长中转控制单元、连结/制动员操作控制单元、机车控制单元之间的有效通信距离是有效的，调车长中转控制单元、连结/制动员操作控制单元、机车控制单元利用无线电磁波构建无线弱场自组网通信，实现无线自组网中继工作模式方式进行传输；所述的无线组网中继工作模式实现调车指令信号传输方式的具体为：

(1)所述连结/制动员操作控制单元通过通信第一时隙发出调车指令信号或调车指令语音信号数据，所述调车长中转控制单元通过通信第一时隙接收调车指令信号或调车指令语音信号数据，且通过通信第二时隙同步帧重组通信第一时隙接接收的调车指令信号或调车指令语音信号数据并完成调车指令信号或调车指令语音信号数据中转或转发数据帧；

(2)所述机车控制单元处于所述连结/制动员操作控制单元的直通时，所述机车控制单元如果先收到所述连结/制动员操作控制单元通信第一时隙发出调车指令信号或调车指令语音信号数据帧，所述机车控制单元则放弃接收调车长中转控制单元通信第二时隙转发的数据帧；

(3)所述机车控制单元处于所述连结/制动员操作控制单元的中继时，所述机车控制单元则只能接收到所述调车长中转控制单元通信第二时隙中转或转发的调车指令信号或调车指令语音信号数据帧。

所述的支持无线自组网的数字平面调车方法，包括如下步骤：

1)根据调车作业计划需求连结/制动员操作控制单元操作者连结/制动员携带连结/制动员操作控制单元位于推进车列前端，确认停留车位置后、正确观距，及时呼叫、显示十车、五车、三车距离信号；

2)连结/制动员操作控制单元利用无线电磁波构建无线弱场自组网通信实现自动或手动中继工作模式，中继工作模式手动操作的具体方式即为按下“绿键”0.5S+按下“红键”2S的按键组合方式触发“紧急停车x号x号”或按下“绿键”0.5S+按下“黄键”2S的按键组合方式触发“x号解锁”的调车指令信号以无线电磁波方式传输至所述调车长中转控制单元；

3)调车长中转控制单元将接收到连结/制动员操作控制单元传来的“紧急停车x号x号”或“x号解锁”调车指令信号采用无线自组网中继工作模式传输至所述机车控制单元处理；

4)机车控制单元接收识别调车长中转控制单元发出的调车指令信号进行自动识别、点亮色灯显示，语音提示，并向所述调车长中转控制单元、所述连结/制动员操作控制单元、所述网络区长控制单元发出调车语音回示；

5)调车长中转控制单元接收到机车控制单元发出的应答命令后，调车长中转控制单元同步将数据中转发送成功的应答命令发给连结/制动员操作控制单元；同时本机播报“紧急停车x号x号”或“x号解锁”调车语音提示；

6)连结/制动员操作控制单元以接收到应答命令作为调车指令信号中转发送成功的依据，同时连结/制动员操作控制单元通过扬声器播报相应“紧急停车x号完成”或“x号解锁完成”的调车语音提示；

7)根据现场调车作业要求，调车人员重新作业，则从步骤1)开始。

弱场补强中继工作模式实现调车指令语音信号传输方式的具体为：

1)连结/制动员操作控制单元操作者连结/制动员携带连结/制动员操作控制单元位于推进车列前部，确认停留车位置后、正确观距，及时呼叫、显示十车、五车、三车距离信号；

2)连结/制动员操作控制单元操作者连结/制动员呼叫的停车、减速、十车、五车、三车、接近连挂信号，通过连结/制动员操作控制单元上的任意三个按键将调车通话用语以调车指令语音信号的方式发出至调车长中转控制单元；

3)调车长中转控制单元将接收到的连结/制动员操作控制单元传来的调车指令语音信号进行播放并以无线自组网中继工作模式传输方式广播下发至所述机车控制单元、所述网络区长控制单元、其他所述连结/制动员操作控制单元；

4)当所述机车控制单元、所述网络区长控制单元、其他所述连结/制动员操作控制单元，接收到此调车指令语音信号后通过自带扬声器放出调车标准通话用语；

5)所述调车长中转控制单元将接收到连结/制动员操作控制单元传来的调车指令语音信号转变为调车标准通话用语播放完毕后，通过操作所述调车长中转控制单元发出相应的调车指令信号至机车控制单元；

6)所述机车控制单元接收识别调车长中转控制单元发出的调车指令信号进行自动识别、点亮色灯显示，语音提示，并向所述调车长中转控制单元、所述连结/制动员操作控制单元、所述网络区长控制单元发出调车语音回示，控制机车正常工作；

7)所述调车长中转控制单元向机车控制单元发送调车指令信号时会产生相应的调车指令信号操作发送码，所述调车长中转控制单元将该调车指令信号操作发送码发送至连结/制动员操作控制单元，连结/制动员操作控制单元接收到调车指令信号操作发送码后通过自带扬声器放出“调车长操作完成”语音提示；

8)根据现场调车作业要求，调车人员重新作业，则从步骤1)开始。

调车作业推进过程中，所述调车长中转控制单元、所述连结/制动员操作控制单元在调车作业推进过程中均周期性向所述机车控制单元发通信联络信号作为测机信号，所述机车控制单元的绿色灯显示由测机信号维持；

所述连结/制动员操作控制单元操作者在车列前部领车，负责进路瞭望、确认停留车位置后、正确观距，及时呼叫、显示“十、五、三车”距离信号，由调车长发出；

推进作业时，调车长中转控制单元开启领车功能，调车长中转控制单元按调车作业计划指挥向机车控制单元发出相应调车指令信号，机车控制单元收到推进指令后，激活调车长中转控制单元、对应领车连结/制动员操作控制单元发出测机信号；调车长中转控制单元、领车连结/制动员操作控制单元接收到机车控制单元下发的指令后，开始以每隔5秒时间性向机车控制单元周期发测机防护信号；

当调车长中转控制单元、领车连结/制动员操作控制单元故障(或电池没电)，机车控制单元接收不到领车连结/制动员操作控制单元发出的测机信号就会显示“注意、X号”或“X号故障停车”，同时，机车控制单元接收不到调车长中转控制单元发出测机信号也会显示“注意、调车长”或“调车长、故障停车”，此功能将解决调车长、领车制动员作业时的安全问题。

调车长中转控制单元操作者调车长携带调车长中转控制单元跟随调车机车，所述连结/制动员操作控制单元操作者连结/制动员1携带连结/制动员操作控制单元位于推进车列前端，连结/制动员2携带连结/制动员操作控制单元位于股道存车末端处，所述连结/制动员操作控制单元操作者领车连结/制动员位于在推进车列的第一辆车的前端；

领车方法如下：

1)根据调车作业计划需求任意指定所述连结/制动员操作控制单元操作者连结/制动员X号携带连结/制动员操作控制单元位于推进车列前端发送领车申请指令信号至机车控制单元；

2)所述机车控制单元在接收到领车申请指令信号后播报语音，提醒所述调车长中转控制单元、所述连结/制动员操作控制单元的其它操作者调车人员准备领车；

3)所述调车长中转控制单元调车长操作调车长中转控制单元向所述机车控制单元发送推进、减速、十车、五车、三车、连结、溜放这些行进调车指令信号后，所述调车长中转控制单元周期性自动向所述机车控制单元发测机信号；

4)所述机车控制单元开始处理行进调车指令信号和领车申请指令信号；所述机车控制单元邀请所述连结/制动员操作控制单元在调车作业推进过程中周期性向所述机车控制单元发测机信号，机车开始运行；

5)在机车运行过程中，根据现场作业要求，车列前部所述连结/制动员操作控制单元操作者呼叫的停车、减速、十车、五车、三车、接近连挂信号，通过操作连结/制动员操作控制单元将调车通话用语以调车指令语音信号的方式发出至调车长中转控制单元，调车长根据语音提示信息操作调车长中转控制单元指挥调车工作；

6)使用过程中如果机车控制单元2个周期性时间内收不到领车连结/制动员操作控制单元或调车长中转控制单元发出测机信号，则信号灯熄灭，同时语音提示“注意、X号”或“注意、调车长”，调车长听到后应使用调车长中转控制单元马上补发相应的调车信令；如果机车控制单元2个周期性时间内收不到连结/制动员操作控制单元或调车长中转控制单元发出测机信号，则机车控制单元红1灯闪亮，同时语音提示“X号、故障停车”或“调车长、故障停车”。

7)调车作业推进过程中随着编组列车的车厢增多，所述机车控制单元接收不到连结/制动员操作控制单元发出的测试信号时，调车长中转控制单元对连结/制动员操作控制单元发出的测试信号进行弱场补强中继工作模式将此测机信号转发至机车控制单元，保证机车的正常工作状态。

8)当所述调车长中转控制单元或其它所述连结/制动员操作控制单元中任一一位调车人员发出停车、紧急停车调车指令信号后，所述调车长中转控制单元或所述连结/制动员操作控制单元将会自动停止发出周期性的测机信号，机车运行停止；

9)调车作业推送完成，机车运行停止，所述连结/制动员操作控制单元操作者发送“领车完毕”信号，所述机车控制单元在接收到“领车完毕”信令后播报语音，提醒所述调车长中转控制单元、所述连结/制动员操作控制单元的其它操作者调车人员领车结束；

10)如果调车作业过程中需要重新推进，则从步骤1)开始，所述连结/制动员操作控制单元操作者重新发送领车申请指令信号。

调车作业过程中，通过操作连结/制动员操作控制单元利用无线电磁波构建无线弱场自组网通信采用中继工作模式自动以无线方式发送调车指令信号至调车长中转控制单元；

所述调车长中转控制单元将接收到连结/制动员操作控制单元传来的调车指令信号并进行解析，当接收到的数据解析后与预设通信协议一致，则立即启用自身建立无线链路通道进行调车指令信号的弱场补强；

所述机车控制单元接收到调车长中转控制单元传来的相应的调车指令后发出应答命令，所述调车长中转控制单元接收到所述机车控制单元发出的应答命令后，调车长中转控制单元同步将数据中转发送成功的应答命令发给所述连结/制动员操作控制单元，所述连结/制动员操作控制单元以接收到应答命令作为调车指令发送成功的依据，同时所述连结/制动员操作控制单元通过扬声器播报相应提示语音；

所述机车控制单元发出应答命令后，所述机车控制单元同步对所述调车长中转控制单元通过弱场补强的传输方式发出的调车指令信号进行自动识别、点亮色灯显示，语音提示，并向所述调车长中转控制单元、所述连结/制动员操作控制单元、所述网络区长控制单元发出调车语音回示，控制机车正常工作。

本领域技术人员应当知晓，调车长中转控制单元、所述连结/制动员操作控制单元可以为也手持台的一个模块，可以单独作为一个设备存在，本发明对此没有特殊限制。

本发明调车长中转控制单元、连结/制动员操作控制单元、机车控制单元、网络区长控制单元，所述调车长中转控制单元、连结/制动员操作控制单元、机车控制单元、网络区长控制单元均为电性能连接；调车长中转控制单元、连结/制动员操作控制单元、机车控制单元和网络区长控制单元相互通讯；

本发明所述调车长中转控制单元、连结/制动员操作控制单元包含：用于发送并接收语音数据和调车信令信号数据、短消息数据的射频收发模块；用于接收和解析调车人员操作所述手持台按键数据和调车信令信号数据、短消息数据的逻辑板；用于所述手持台与所述逻辑板供电的电池和用于收发信号的天线；用于获取语音数据采集的麦克风；用于播放提示音的扬声器。

调车长中转控制单元，用于调车作业指挥功能外，还具备调车信号无线自组网弱场补强功能，实现铁路调车作业移动通信自组网延伸覆盖。

本发明调车作业推进过程中所述连结/制动员操作控制单元发出的调车信令信号或作业标准用语语音可通过所述调车长中转控制单元弱场补强传输至所述机车控制单元处理，所述机车控制单元接收到相应的调车指令信号后发出应答命令，所述调车长中转控制单元接收到所述机车控制单元发出的应答命令后，所述调车长中转控制单元同步将数据中转发送成功的应答命令发给所述连结/制动员操作控制单元，所述连结/制动员操作控制单元以接收到应答命令作为调车指令信号或作业标准用语语音中转发送成功的依据，同时所述连结/制动员操作控制单元通过扬声器播报相应提示语音。

本发明所述连结/制动员操作控制单元中的“/”表示的意思为或。

本发明中所述调车长中转控制单元操作者调车长操作的调车指令信号包括：停车、起动、推进、减速、十车、五车、三车、连结、溜放、呼叫区长；所述连结/制动员操作控制单元操作者连结/制动员操作的调车指令信号和调车标准通话用语，调车指令信号主要有紧急停车x号x号、x号解锁；调车标准通话用语包括：停车、减速、十车、五车、三车、接近连挂等调车指令语音信号。

所述射频收发模块含有GSM-R、LTE、4G、3G、GPRS、ZigBee、WiFi、LoRa、DMR、NXDN等技术中的一种或多种。

所述DMR、NXDN通信模块工作频率400～470MHz频段中的一种或多种；

调车作业计划数据由车站值班员根据现车分布，并根据班计划、阶段计划及时编组、解体列车编制形成调车作业计划。调车作业计划的内容包括调车目录内容和调车钩计划内容。调车目录包含：日期(年、月、日)、批号、机车号、调车组别、作业内容(解体、编组车次、取送或站整)及起止时分、调车领导人、指挥人姓名等主要内容。调车钩计划内容包含运用股道、摘挂车数、注意事项及特殊限制等内容。通过通信口与网络区长控制单元通信口相互连接，由网络区长控制单元通过无线通信方式发送至所述机车控制单元、所述调车长中转控制单元、所述连结/制动员操作控制单元，实现调车组成员查看调车作业计划数据。

调车作业计划包含：日期(年、月、日)、批号、机车号、调车组、作业内容(解体、编组车次、取送或站整)及起止时分、运用股道、摘挂车数、注意事项及特殊限制、车站调度员、调车长姓名、机车控制单元显示灯显示。

本发明中铁路无线调车灯显设备包含调车长中转控制单元、连结/制动员操作控制单元、机车控制单元、网络区长控制单元，所述调车长中转控制单元、连结/制动员操作控制单元、机车控制单元、网络区长控制单元均为电性能连接；调车长中转控制单元、连结/制动员操作控制单元、机车控制单元和网络区长控制单元相互通讯；

本领域技术人员应当知晓，所述调车长中转控制单元、连结/制动员操作控制单元可以通过现有手段添加到普通中继器中，形成一种新的中继器，也可以作为单独的一个设备，同时所述调车长中转控制单元、连结/制动员操作控制单元可以简称为便携手持台控制单元，本发明对此没有特殊限制。

本发明所述的通讯的数据包含语音信息、指令信息、图文信息中的一种或多种。

本领域中，在调车作业中，由于作业组织方法和作业人员的职名不同，岗位作业标准中的作业人员分工，所有调车组作业人员通常包含1调车长、3个连结/制动员，统称调车作业人员；机车乘务组人员简称司机；

调车作业人员就是负责为始发和终到车站的车厢、车头重新分解与编组连挂，确保列车顺利始发和解散编组的。

调车作业由调车长单一指挥的原则，指挥机车的调车信令和用语，只能由调车长发出。当发现危及人身和行车安全时，其他调车人员应及时发出停车信号或用语，司机接收到停车信令后应立即停车。

本发明两种无线调车灯显系统的区别在于，所述连结/制动员操作控制单元预设两种操作模式：直通工作模式、中继工作模式；该两种工作模式通过按键人机交互操作方式完成自动切换直通(直通)或中继(中继)工作模式，此创新方式既符合铁道行业相关标准要求，同时在满足标准前提下又进行创新升级，解决常规产品运用中存在的诸多困境，如无线弱场覆盖问题、通话语音占用信道影响调车信令传输的问题。

以下进一步说明一种支持无线自组网的数字平面调车系统及方法，结合车站站细规定对无线调车灯显系统的调车作业工作方法说明：

车站调车工作由调车区长统一领导，调车作业由调车长单一指挥。

根据铁道行业相关标准要求，所述调车长中转控制单元根据操作者职能身份不同简称调车长、所述连结/制动员操作控制单元根据操作者职能身份不同简称连结/制动员；在调车作业中，按照铁路调标单一指挥的原则，每班次内只有一个调车长，还有若干个人员编号不同的连结/制动员构成，连结/制动员人员编号可从1号到16号，调车长、连结/制动员作控制单元在外观上完全相同，只是软件编码不同可从提示语音来鉴别，如表1。

表1

调车人员在作业中按照设备操作规程正确使用铁路无线调车灯显设备，遇机车控制单元、调车长及车列前部领车连结/制动员控制单元发生故障时，必须立即停车，重新布置作业方法。指挥机车的调车指令，只能由调车长发出；在发现危及人身和行车安全时，其他调车人员有权发出紧急停车指令，发出紧急停车指令后未听到机车控制单元回示时，须立即呼唤“紧急停车”，司机接到紧急停车信号后须立即停车，停车后有关人员要立即向调车指挥人报告原因。

作业通话标准用语规定如表2。

表2

调车作业要求如表3。

表3

本发明实施例结合铁道行业相关标准要求、调车作业标准和具体的应用场景对本发明实施例公开的一种铁路无线调车灯显系统功能方法进行说明所述调车长中转控制单元操作者调车长操作的调车指令信号包括：停车、起动、推进、减速、十车、五车、三车、连结、溜放、呼叫区长、X号领车、领车完毕；所述连结/制动员操作控制单元操作者连结/制动员操作的调车指令信号和调车标准通话用语，调车指令信号主要有紧急停车x号x号、x号解锁；调车标准通话用语包括：停车、减速、十车、五车、三车、接近连挂等。

调车作业推进过程中所述连结/制动员操作控制单元发出的调车信令信号或作业标准用语语音可通过所述调车长中转控制单元弱场补强传输至所述机车控制单元处理，所述机车控制单元接收到相应的调车指令信号后发出应答命令，所述调车长中转控制单元接收到所述机车控制单元发出的应答命令后，所述调车长中转控制单元同步将数据中转发送成功的应答命令发给所述连结/制动员操作控制单元，所述连结/制动员操作控制单元以接收到应答命令作为调车指令信号或作业标准用语语音中转发送成功的依据，同时所述连结/制动员操作控制单元通过扬声器播报相应提示语音。具体实现方法包括以下步骤：

(1)所述连结/制动员操作控制单元通过通信第一时隙发出调车指令信号或调车指令语音信号数据，所述调车长中转控制单元通过通信第一时隙接收调车指令信号或调车指令语音信号数据，且通过通信第二时隙同步帧重组通信第一时隙接接收的调车指令信号或调车指令语音信号数据并完成调车指令信号或调车指令语音信号数据中转或转发数据帧；

(2)所述机车控制单元处于所述连结/制动员操作控制单元的直通时，所述机车控制单元如果先收到所述连结/制动员操作控制单元通信第一时隙发出调车指令信号或调车指令语音信号数据帧，所述机车控制单元则放弃接收调车长中转控制单元通信第二时隙转发的数据帧；

(3)所述机车控制单元处于所述连结/制动员操作控制单元的中继时，所述机车控制单元则只能接收到所述调车长中转控制单元通信第二时隙中转或转发的调车指令信号或调车指令语音信号数据帧。

所述连结/制动员操作控制单元预设两种操作模式：直通工作模式、中继工作模式；该两种工作模式通过按键人机交互操作方式完成自动切换直通或中继工作模式，此创新方式既符合铁道行业相关标准要求，同时在满足标准前提下又进行创新升级，解决常规产品运用中存在的诸多困境，如无线弱场覆盖问题、通话语音占用信道影响调车信令传输的问题。

调车指令信号弱场补强处理流程如下所述：

1)所述连结/制动员操作控制单元操作者连结/制动员1号携带连结/制动员操作控制单元位于推进车列前端，确认停留车位置后、正确观距，及时呼叫、显示十车、五车、三车距离信号。

2)所述连结/制动员操作控制单元操作者连结/制动员1号按下“绿键”0.5S+按下“红键”2S的按键组合方式触发“紧急停车x号x号”的调车指令信号以无线电磁波方式传输至所述调车长中转控制单元；

3)所述调车长中转控制单元将接收到的调车信号弱场补强传输至所述机车控制单元处理；所述连结/制动员操作控制单元操作者连结/制动员1号按下“绿键”0.5S+按下“黄键”2S的按键组合方式触发“x号解锁”的调车指令信号以无线电磁波方式传输至所述调车长中转控制单元；

4)所述调车长中转控制单元将接收到的调车信号弱场补强传输至所述机车控制单元处理，机车控制单元接收到相应的调车指令信号后发出应答命令；

5)所述机车控制单元接收识别调车长中转控制单元发出的调车指令信号进行自动识别、点亮色灯显示，语音提示，并向所述调车长中转控制单元、所述连结/制动员操作控制单元、所述网络区长控制单元发出调车语音回示；

6)调车长中转控制单元接收到机车控制单元发出的应答命令后，调车长中转控制单元同步将数据中转发送成功的应答命令发给所述连结/制动员操作控制单元操作者连结/制动员1号；

7)所述连结/制动员操作控制单元操作者连结/制动员1号以接收到应答命令作为调车指令信号中转发送成功的依据，同时所述连结/制动员操作控制单元操作者连结/制动员1号通过扬声器播报相应提示语音；

8)根据现场调车作业要求，调车人员重新作业，则从步骤1)开始。

所述的连结/制动员操作控制单元还预设了自定义调车作业标准用语，设备管理者可根据需要将调车作业标准用语固化设置到“红键”、“绿键”、“黄键”三个任意按键组合操作，调车人员通过操作连结/制动员操作控制单元上的任意三个按键就可将调车通话用语以调车指令信号的方式发出。

调车指令语音信号弱场补强处理流程如下所述：

1)所述连结/制动员操作控制单元操作者连结/制动员1号携带连结/制动员操作控制单元位于推进车列前部，确认停留车位置后、正确观距，及时呼叫、显示十车、五车、三车距离信号；

2)所述连结/制动员操作控制单元操作者连结/制动员1号呼叫的停车、减速、十车、五车、三车、接近连挂信号，连结/制动员1号操作连结/制动员操作控制单元上的任意三个按键就可将调车通话用语以调车指令语音信号的方式发出；

3)所述调车长中转控制单元将接收到的调车指令语音信号进行播放并以弱场补强方式广播下发至所述机车控制单元、所述网络区长控制单元、其他所述连结/制动员操作控制单元连结/制动员2号；

4)当所述机车控制单元、所述网络区长控制单元、其他所述连结/制动员操作控制单元连结/制动员2号，接收到此调车指令语音信号后通过自带扬声器放出调车标准通话用语；

5)所述调车长中转控制单元将接收到的调车指令语音信号转变为调车标准通话用语播放完毕后，通过调车长操作所述调车长中转控制单元的功能发出相应的调车指令信号；

6)所述机车控制单元接收识别调车长中转控制单元发出的调车指令信号进行自动识别、点亮色灯显示，语音提示，并向所述调车长中转控制单元、所述连结/制动员操作控制单元、所述网络区长控制单元发出调车语音回示提示音，控制机车正常工作。

7)根据现场调车作业要求，调车人员重新作业，则从步骤1)开始。

应用该方法可以减少调车指令信号与通话语音，调车指令信号与通话语音的无线通信技术均采用同频单工方式，在同频状态下传输的相互干扰造成通话阻断信令信号的现象；调车作业过程中，当调车人员长时间占用信道，其他作业人员的调车指令信号就会被干扰而无法正常发出，影响作业效率，如果干扰的是“停车”或“紧急停车”调车指令的话，就极有肯能危机人身安全或作业安全，甚至酿成调车安全事故。

领车场景工作流程如下所述：

1)根据调车作业计划需求任意指定所述连结/制动员操作控制单元操作者连结/制动员X号携带连结/制动员操作控制单元位于推进车列前端发送领车申请指令信号至机车控制单元；

2)所述机车控制单元在接收到领车申请指令信号后播报语音，提醒所述调车长中转控制单元、所述连结/制动员操作控制单元的其它操作者调车人员准备领车；

3)所述调车长中转控制单元调车长操作调车长中转控制单元向所述机车控制单元发送推进、减速、十车、五车、三车、连结、溜放这些行进调车指令信号后，所述调车长中转控制单元周期性自动向所述机车控制单元发测机信号；

4)所述机车控制单元开始处理行进调车指令信号和领车申请指令信号；所述机车控制单元邀请所述连结/制动员操作控制单元在调车作业推进过程中周期性向所述机车控制单元发测机信号，机车开始运行；

5)在机车运行过程中，根据现场作业要求，车列前部所述连结/制动员操作控制单元操作者呼叫的停车、减速、十车、五车、三车、接近连挂信号，通过操作连结/制动员操作控制单元将调车通话用语以调车指令语音信号的方式发出至调车长中转控制单元，调车长根据语音提示信息操作调车长中转控制单元指挥调车工作；

6)使用过程中如果机车控制单元2个周期性时间内收不到领车连结/制动员操作控制单元或调车长中转控制单元发出测机信号，则信号灯熄灭，同时语音提示“注意、X号”或“注意、调车长”，调车长听到后应使用调车长中转控制单元马上补发相应的调车信令；如果机车控制单元2个周期性时间内收不到连结/制动员操作控制单元或调车长中转控制单元发出测机信号，则机车控制单元红1灯闪亮，同时语音提示“X号、故障停车”或“调车长、故障停车”。

7)调车作业推进过程中随着编组列车的车厢增多，所述机车控制单元接收不到连结/制动员操作控制单元发出的测试信号时，调车长中转控制单元对连结/制动员操作控制单元发出的测试信号进行弱场补强中继工作模式将此测机信号转发至机车控制单元，保证机车的正常工作状态。

8)当所述调车长中转控制单元或其它所述连结/制动员操作控制单元中任一一位调车人员发出停车、紧急停车调车指令信号后，所述调车长中转控制单元或所述连结/制动员操作控制单元将会自动停止发出周期性的测机信号，机车运行停止；

9)调车作业推送完成，机车运行停止，所述连结/制动员操作控制单元操作者发送“领车完毕”信号，所述机车控制单元在接收到“领车完毕”信令后播报语音，提醒所述调车长中转控制单元、所述连结/制动员操作控制单元的其它操作者调车人员领车结束；

10)如果调车作业过程中需要重新推进，则从步骤1)开始，所述连结/制动员操作控制单元操作者重新发送领车申请指令信号。

显然，所述一种支持无线自组网的数字平面调车系统及实现方法，可根据用户需求灵活进行配置，该系统除具有调车作业指挥功能外，系统无需基站部署、“零”配置、简易、快速、自动组网、无单点故障、快速自动修复，支持网卡扩展接入，实现铁路调车作业移动通信自组网延伸覆盖，还能解决调车作业中存在的通信场强弱区和盲区问题，同时解决了连结/制动员领车的通信安全问题。从而避免因设备无线电场强覆盖、作业站位人为因素导致列车前部调车人员无法及时呼叫信号造成调车事故及人身伤亡事故的发生。该系统既解决调车作业中存在的通信场强弱区和盲区问题，为铁路调车作业运量增加提供调车作业安全保障，同时又减轻作业人员的劳动强度，提高调车作业效率和车站的改编能力。

该系统利用现代先进的单片机嵌入式开发技术、无线数字DMR通信技术、计算机软件技术、计算机通信技术等先进技术集成创新，并将此方法运用到铁路运输安全生产中，为铁路通信、调车作业安全防护等重要领域的技术创新起到了示范作用。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。