交叉渡線絕緣節(jié)設(shè)置與機(jī)車信號接收有關(guān)問題的探討

馮 梅

1 問題的提出

當(dāng)前，在開通的客運(yùn)專線上，中間站站場布置大多較為簡單，轉(zhuǎn)線作業(yè)多利用八字渡線完成，較少采用交叉渡線的布置方式。在這些車站內(nèi)，采用一體化移頻軌道電路，無論是直向進(jìn)路還是側(cè)向進(jìn)路均可以做到全進(jìn)路有碼。但在樞紐車站，受地理空間所限而設(shè)置交叉渡線道岔時(shí)，信號系統(tǒng)通常不采用一體化移頻軌道電路，而采用傳統(tǒng)的97型25Hz相敏軌道電路正線疊加電碼化方式。采用該方式時(shí)，側(cè)線進(jìn)路道岔區(qū)段發(fā)檢測碼而不發(fā)有效低頻碼。

客運(yùn)專線交叉渡線道岔區(qū)段采用一體化移頻軌道電路存在什么問題?能否實(shí)現(xiàn)側(cè)向進(jìn)路全程發(fā)有效碼?本文擬從交叉渡線絕緣節(jié)不同設(shè)置方案著手，分析存在的問題，并提出解決方案及運(yùn)營注意事項(xiàng)。

2 設(shè)置方案分析

2.1 單邊絕緣方案

1.交叉渡線單邊絕緣設(shè)置情況。當(dāng)車站站場采用交叉渡線時(shí)，為提高運(yùn)輸效率，滿足平行進(jìn)路辦理需求，通常增加2組單邊絕緣節(jié)以隔開上下行軌道的電氣通路，如圖1中所示D、D’絕緣節(jié)即為增加的單邊絕緣節(jié)。但由此卻因不能形成有效的電氣回路，在交叉渡線區(qū)域形成DA’及D’A分路死區(qū)段。同時(shí)，由于列車前方的機(jī)車信號接收線圈在分路死區(qū)段時(shí)，沒有短路電流，因此分路死區(qū)段也是機(jī)車信號接收盲區(qū)。

2.車載設(shè)備處理情況。根據(jù)《CTCS-3級列控車載設(shè)備技術(shù)規(guī)范》 (鐵運(yùn)【2012】211號)，車載設(shè)備判斷軌道電路掉碼時(shí)間為4 s。即:當(dāng)前方應(yīng)答器定義該區(qū)段為有碼區(qū)段時(shí)，若車載之前接收的碼序?yàn)镠U碼，在4 s范圍內(nèi)將使用之前的軌道電路低頻信號，4 s之后將會(huì)輸出緊急制動(dòng);若車載之前接收的碼序?yàn)樵试S碼序，則維持4 s之后將會(huì)輸出最大常用制動(dòng)。

圖1 交叉渡線單邊絕緣設(shè)置及機(jī)車信號分析

由于4 s包含車載設(shè)備解碼時(shí)間，故實(shí)際車載容忍無碼時(shí)間是2.3～2.5 s(不同車載設(shè)備解碼時(shí)間略有差別)。

3.存在問題。按照前面所述道岔絕緣節(jié)設(shè)置情況及車載信息處理時(shí)序，若不進(jìn)行處理，列車在交叉渡線側(cè)向進(jìn)路時(shí)，存在分路死區(qū)段，也存在機(jī)車信號盲區(qū)，因此，不能做到側(cè)向全進(jìn)路有碼。道岔結(jié)構(gòu)不同，其死區(qū)段無碼區(qū)長度不等。如果列車在機(jī)車信號盲區(qū)的運(yùn)行時(shí)間大于車載容忍最大無碼時(shí)間 (2.3～2.5 s)，可導(dǎo)致C3車載設(shè)備輸出緊急制動(dòng)命令。這也是在交叉渡線車站不采用一體化移頻軌道電路的原因。

除了機(jī)車信號盲區(qū)，分路死區(qū)段的存在，還會(huì)出現(xiàn)渡線道岔區(qū)段提前解鎖的危險(xiǎn)。例如:在圖1所示的站場中，辦理5#道岔至7#道岔進(jìn)路，若最后一對輪對在分路死區(qū)段，而1-7DG由于分路不良，可造成車已出清1-7DG的假象，而使1-7DG提前解鎖，若此時(shí)排列3#道岔至5#道岔的進(jìn)路，5#和7#道岔將轉(zhuǎn)至定位，由于列車還在7#道岔上，可能造成列車掉道的事故。

4.解決辦法。上述問題可以從2個(gè)層面進(jìn)行解決。一方面在工程中縮短分路死區(qū)及機(jī)車信號盲，使其長度不至讓正常運(yùn)行的列車收到緊急制動(dòng)命令;另一方面采取運(yùn)營措施，消除工程技術(shù)層面未全面解決的問題在特定條件下形成的隱患。

(1)增加道岔跳線消除機(jī)車信號盲區(qū)。通過增加設(shè)置圖1中雙實(shí)線所示的跳線，溝通分路死區(qū)短路通道，讓處于分路死區(qū)的接收線圈通過軌道電路單邊短路電流獲取移頻信息。以辦理5/7道岔反位進(jìn)路為例:列車由5#道岔向7#道岔運(yùn)行時(shí)，短路電流如圖1虛線所示，即使第一輪對在分路死區(qū)，還可以通過后續(xù)輪軸的短路及新增跳線，使軌道單邊存在短路電流。當(dāng)此短路電流達(dá)到機(jī)車信號接收門限時(shí)，車載可以接收到機(jī)車信號。列車由7#道岔向5#道岔運(yùn)行時(shí)，車載機(jī)車信號接收線圈處于無短路電流通過的鋼軌，在3-5DG軌道電路調(diào)整狀態(tài)下，不能保證接收到機(jī)車信號，短路電流如圖1點(diǎn)劃線所示。

從上述2個(gè)方向側(cè)向進(jìn)路機(jī)車信號接收情況的分析可以看到，側(cè)向進(jìn)路仍存在單方向的機(jī)車信號盲區(qū)。

(2)縮短分路死區(qū)及機(jī)車信號盲區(qū)長度。雖然分路死區(qū)及機(jī)車信號盲區(qū)無法消除，但可以盡量縮短其長度，只要無碼時(shí)間小于車載容忍無碼時(shí)間，該方案還是可行的?？s短分路死區(qū)及機(jī)車信號盲區(qū)長度在工程上可采取如下措施:①由于絕緣節(jié)的設(shè)置及跳線的安裝與道岔結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，因此需協(xié)商道岔廠家，盡可能縮短分路無碼區(qū) (DA’/AD’)長度，并使絕緣節(jié)A與B、A’與B’對齊安裝;②在安裝之前，應(yīng)先作仿真試驗(yàn)，以保證無碼區(qū)長度不會(huì)導(dǎo)致列車制動(dòng);③為避免由于增設(shè)的絕緣節(jié)間距小于列車前后2個(gè)輪對之間距離，產(chǎn)生分路死區(qū)段，還需要校核圖1所示站場中新增D絕緣節(jié)與5#道岔岔前絕緣節(jié)的距離 (同理，新增D’絕緣節(jié)與3#道岔岔前絕緣節(jié)的距離)大于列車前后2個(gè)輪對之間距離;④安裝后進(jìn)行現(xiàn)場測量。

5.運(yùn)營補(bǔ)充措施。盡管工程采取了一些措施，但若分路死區(qū)及機(jī)車信號盲區(qū)仍然不能消除，同時(shí)由于現(xiàn)場施工誤差、跳線安裝限制等因素，還可能在特定條件下，存在隱患，因此有必要制定特殊的規(guī)定，以避免危及行車的事故發(fā)生。譬如:①對于無碼可能導(dǎo)致的列車制動(dòng)問題，建議制定運(yùn)營措施，即當(dāng)列車在交叉渡線處因掉碼而觸發(fā)緊急制動(dòng)后，司機(jī)需要盡快將列車轉(zhuǎn)換模式 (如調(diào)車模式)，將列車停在指定位置，避免影響另一條正線列車運(yùn)行;②交叉渡線上不允許停車;③由于分路死區(qū)段的存在，為防止分路不良造成的提前解鎖，只有當(dāng)運(yùn)行經(jīng)過5/7反位的進(jìn)路完全解鎖后，才允許操作交叉渡線上的道岔。

2.2 雙邊絕緣方案

1.絕緣節(jié)及跳線設(shè)置情況。如圖2所示，增加D、D’、C、C’4個(gè)絕緣節(jié)，雙線為新增跳線。絕緣節(jié)D、D’、C、C’以下部分為3-5DG;以上部分為1-7DG。通過極性交叉配置，可以看出若A’與B’、A與B、D與D’、C與C’絕緣節(jié)對齊，分路死區(qū)幾乎沒有。新增絕緣節(jié)設(shè)在5#道岔及3#道岔側(cè)，也可將D、D’、C、C’4個(gè)絕緣節(jié)設(shè)置在1#道岔及7#道岔側(cè)。

2.機(jī)車信號接收情況。參考單邊絕緣節(jié)方案區(qū)的長度中機(jī)車信號接收情況分析方法，對該方案列車從5#至7#道岔及從7#至5#運(yùn)行時(shí)，列車在不同位置時(shí)的機(jī)車信號接收情況進(jìn)行分析，可以看出，若A與B’、A與B、D與D’、C與C’絕緣節(jié)對齊，可以做到?jīng)]有機(jī)車信號盲區(qū)。

3.存在問題及解決辦法。從理論上研究采用雙邊絕緣節(jié)方案可以做到無分路死區(qū)也無機(jī)車信號盲區(qū)，但仍需注意以下問題:①由于絕緣節(jié)的設(shè)置及跳線的安裝與道岔結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，因此，需協(xié)商道岔廠家，使絕緣節(jié)A與B’、A與B、D與D’、C與C’絕緣節(jié)對齊;②若不能使上述絕緣節(jié)對齊，則在安裝之前，先作仿真試驗(yàn)，安裝之后做現(xiàn)場測量;③校核圖2所示站場中新增D絕緣節(jié)與5#道岔岔前絕緣節(jié)的距離 (同理，新增C絕緣節(jié)與3#道岔岔前絕緣節(jié)的距離)大于列車前后2個(gè)輪對之間距離。

圖2 交叉渡線雙邊絕緣節(jié)設(shè)置示意圖

2.3 單邊雙絕緣方案

1.絕緣節(jié)設(shè)置情況。單邊雙絕緣就是增加C、C’、D、D’4組絕緣節(jié)，另外在岔心增加4組跳線，同時(shí)增加跳線連接C、C’及D、D’。詳見圖3中雙線所示。該方案在CC’、DD’為分路死區(qū)段。

2.機(jī)車信號接收情況。對辦理7#至5#道岔的進(jìn)路，通過新增的道岔跳線，短路電流如圖3中的點(diǎn)劃線所示。當(dāng)列車第一輪對壓入分路死區(qū)，后續(xù)輪對在3-5DG時(shí)，會(huì)出現(xiàn)機(jī)車信號盲區(qū)。同理，對辦理5#至7#道岔的進(jìn)路，短路電流如圖3中的虛線所示。從圖中可以看出，通過后續(xù)輪對的短路，在分路死區(qū)內(nèi)，機(jī)車信號線圈單邊可以接收到機(jī)車信號。

圖3 交叉渡線單邊雙絕緣節(jié)設(shè)置及機(jī)車信號分析圖

3.存在問題及解決辦法。交叉渡線采用單邊雙絕緣的設(shè)置方案，與前面分析的單邊絕緣節(jié)方案一樣，存在分路死區(qū)段及單方向機(jī)車信號盲區(qū)?？梢詤⒄毡疚那懊鎲芜吔^緣節(jié)方案的工程解決辦法及制定相應(yīng)運(yùn)營補(bǔ)充措施。此處不再贅述。

3 結(jié)論

一體化移頻軌道電路完成軌道區(qū)段的“空閑”與“占用”狀態(tài)檢查功能的同時(shí)，還可向運(yùn)行于列車進(jìn)路內(nèi)的機(jī)車傳送其車載設(shè)備所需的列車控制信息，其高安全、高可靠性是高速鐵路及客運(yùn)專線站內(nèi)軌道電路的首選設(shè)備。

客運(yùn)專線交叉渡線道岔受限于道岔結(jié)構(gòu)、安裝條件，可能會(huì)出現(xiàn)分路死區(qū)及機(jī)車信號盲區(qū)。通過在交叉渡線上設(shè)置合理的絕緣節(jié)及跳線，并輔助必要的行車規(guī)定，可以在交叉渡線上采用一體化移頻軌道電路，并實(shí)現(xiàn)全進(jìn)路發(fā)碼。本文介紹的“單邊絕緣節(jié)方案”已在哈大線長春站、廣珠線珠海站應(yīng)用，證明方案可行;“雙邊絕緣節(jié)方案”目前正在廣深港香港段試驗(yàn);“單邊雙絕緣節(jié)方案”目前尚無實(shí)施案例，有待進(jìn)一步論證。

［1］ 原中華人民共和國鐵道部.鐵運(yùn)【2012】211號.CTCS-3級列控車載設(shè)備技術(shù)規(guī)范［S］.2012，9.

［2］ 原中華人民共和國鐵道部.鐵路技術(shù)管理規(guī)程［S］.北京:中國鐵道出版社，2006，12.