ZPW-2000A側線電碼化設計

南寧軌道交通集團有限責任公司 寧遞杰

ZPW-2000A側線電碼化設計

南寧軌道交通集團有限責任公司 寧遞杰

電碼化主要是用于車站，電碼化是車站、線路所內(nèi)軌道電路在采用一定的技術，保證列車在軌道上運行能夠接收到復示地面信號的各種電碼。該電碼化技術主要使用在車站、線路所、中間站，它能保證車站、線路所、中間站軌道電路收到連續(xù)的、可靠的電碼化信息，從而保證列車在運行中可以收到前方信號的顯示。近幾年，我國電碼化設備得到了迅速的發(fā)展，已經(jīng)和計算機聯(lián)鎖、區(qū)間自動閉塞等設備列入行車指揮系統(tǒng)的一部分，也是列車運行控制系統(tǒng)的一部分；同時是鐵路信號技術發(fā)展主要方向。目前我國電碼化技術的應用已經(jīng)成熟，所以對電碼化技術提出了更高的要求，對推進鐵路快速發(fā)展具有至關重要的意義。疊加電碼化按照發(fā)碼可以分成占用疊加發(fā)碼和預疊加發(fā)碼兩種，列車經(jīng)過六次大提速后，占用疊加發(fā)碼CJ有0．6s的繼電器轉換時間出現(xiàn)瞬間“掉碼”，所以不能保證機車信號連續(xù)發(fā)碼，具有安全隱患；所以后續(xù)為了改進瞬間“掉碼”有提出預疊加電碼化。本論文主要介紹了ZPW-2000側線電碼化設計和實現(xiàn)以及電路原理。

鐵路信號；側線電碼化；電碼化設計；ZPW-2000；機車信號信息

1.電碼化的發(fā)展與現(xiàn)狀

我國鐵路電碼化從20世紀50年代開始由最開始的50Hz交流計數(shù)電碼化軌道電路、70年代發(fā)展“移頻電碼化”、80年代的25Hz交流計數(shù)電碼化和后面的4信息、8信息、18信息；到了1999年鐵路大提速，當列車車速達到140Km/h之后，機車信號嚴重掉碼。因此出現(xiàn)了“預疊加”電碼化技術。

經(jīng)過了多年的研究和改進，為滿足列車的運行需要，發(fā)展到現(xiàn)在廣泛使用的ZPW-2000A一體化軌道電路。

2.研究的目的

隨著鐵路高速發(fā)展，電碼化技術已經(jīng)作為行車指揮系統(tǒng)的一部分了。在鐵路運輸安全中發(fā)揮了至關重要的作用，同時也給鐵路運輸帶來了更高的效率。目前我國已經(jīng)有幾千個車站使用了電碼化技術，但是電碼化技術僅限在正線和股道，在側線接發(fā)列車還是不能保證機車能夠收到連續(xù)的機車信號，目前使用ZPW-2000A一體化軌道電路的線路也只有客運專線以及新建線路。所以既有幾千個車站的電碼化技術急需進行技術更新。本論文介紹了電碼化的發(fā)展史、電碼化的技術要求以及側線電碼化提出設計思路。

3.側線進路電碼化的研究意義

所謂側線電碼化進路，就是當機車在道岔側線運行時能夠正常接收到電碼化，“股道電碼化”和“側線進路電碼化”的區(qū)別在于：前者在列車越過進站信號機后到進入側線股道前的時間段，機車會出現(xiàn)短時間掉碼，直到列車越過反方向進站信號機后（進入相應的股道時）才能收到移頻碼后者則不論在道岔區(qū)段還是股道都能正常收到機車碼。

近幾年我國鐵路發(fā)展迅速，大量高鐵、既有鐵路改造升級，鐵路網(wǎng)絡系統(tǒng)經(jīng)過幾次提速，列車速度不斷刷新。經(jīng)過幾次提速后，信號設備性能得到很大的提升，站內(nèi)電碼化設備由最開始的4信息發(fā)展到現(xiàn)在的ZPW-2000A型。地面信號已經(jīng)逐步被機車信號取代。站內(nèi)電碼化技術歷經(jīng)多年的演變，97型 25Hz疊加ZPW-2000電碼化得到了廣泛使用，為實現(xiàn)側線進路電碼化奠定了良好的技術基礎。

本設計以97型25Hz疊加ZPW-2000電碼化既有設備進行改進，來設計二線制25Hz相敏軌道電路疊加ZPW-2000電碼化。

4.主要技術標準

側線進路電碼化的設計除應滿足以下技術標準。

（1）《鐵路信號設計規(guī)范》、《鐵路信號站內(nèi)聯(lián)鎖設計規(guī)范》、《鐵路車站電碼化技術條件》、《ZPW-2000無絕緣軌道電路自動閉塞技術條件》、《機車信號信息定義》。

（2）適用于非電氣化、電氣化牽引車站；有需要側線發(fā)碼的線路所、中間站以及側向通過進路上的所有區(qū)段等。

（3）側線進路發(fā)碼電路的主要技術條件和標準與型正線發(fā)碼電路保持一致、側線進路發(fā)碼與正線發(fā)碼電路的發(fā)送設備相同，設備相互獨立、互不干擾。

（4）相關電路設計應該符合TB/T3060-2002《機車信號信息定義及分配》的標準。

（5）側線的發(fā)碼軌道區(qū)段應該保證機車信號和地面信號顯示含義一樣。相關的顯示應有相對應的速度含義。

（6）實施電碼化時，不能改變原有軌道電路的相關參數(shù)，相關的技術參數(shù)應該符合維規(guī)要求。

（7）發(fā)碼設備可按N+1或1+1雙套設置。當主用設備故障是，達到無縫轉換，保證設備正常工作。

5.設計原則與關鍵技術

側線進路電碼化的設計應符合以下原則：

（1）必須滿足“故障—安全”的原則。

（2）設計電路時間，應充分保證與既有設備、既有制式的一致型。

（3）電碼化應采取機車信號相鄰線路以及區(qū)段預防干擾的措施。

（4）在最不利條件下，機車入口電流應滿足維規(guī)的要求。

（5）對于電碼化的區(qū)段，當區(qū)段無車占用后，軌道電路必須恢復到空閑狀態(tài)。

（6）對于電氣化抗干擾的能力應符合電氣化軌道電路要求。

（7）側線進路電碼化應該保證原有軌道電路的技術性能。

（8）電碼化需保證機車信號接收的連續(xù)性。

（9）電纜的使用滿足同頻干擾的原則。

（10）機車信號顯示含義應符合TB/T3060-2002標準。

（11）電碼化設備應符合防雷和電磁兼容的要求。

（12）為降低改造升級成本，本設計使用的設備需應與既有車站的電碼化設備相同或相匹配。

6.設備設置

在保證既有電碼化系統(tǒng)不改變的情況下，重新增加一套ZPW-2000型移頻電碼化側線系統(tǒng)。為了實現(xiàn)側線電碼化的實施，設備應按以下方式進行設置。

（1）為了減輕維護人員的工作量，新設計的側線電碼化，與正線電碼化系統(tǒng)采用相同的設備，且必須滿足于既有ZPW-2000型正線電碼化系統(tǒng)在同一車站使用的要求。

（2）為保證既有電碼化的發(fā)碼設備正常使用，每一條進路對應增設一套移頻發(fā)送設備，發(fā)車進路和接車發(fā)送設備可以共用。

（3）對應每一條進路，設彎一個X彎JMJ，在辦理側線接發(fā)列車時，X彎MJ繼電器↑，當列車接近時，將移頻信息疊加預發(fā)碼到相對應的軌道區(qū)段。

（4）部分區(qū)段可以利用既有發(fā)送設備，只需增加CJ、MJ電路。

（5）在既有XFMJ自閉電路中加入X彎MJ一組接點，使正線和側線不能同時向同一區(qū)段發(fā)不一樣的移頻碼。

（6）室外不改變聯(lián)鎖關系,室內(nèi)增加電路，實現(xiàn)列車在道岔側線運行時能夠收到正確、連讀的電碼信息。

（7）側線移頻電碼化載頻配置，應與既有保持一致。

7.室內(nèi)電路設計

7.1 載頻設計

站場載頻的頻率配置均采用既有頻率進行配置，下行采用1700和2300進行配置，保證既有設備和新增設備互通性，減少既有設備的廢棄。

載頻配置圖見圖1：

圖1 載頻配置圖

7.2 X側JMJ電路設計

新設計一個X側JMJ電路，在勵磁和自閉電路中串入既有XJMJ接點，在既有XJMJ勵磁和自閉電路中串入既有XJMJ接點，確保X側JMJ和既有XJMJ電路不能同時吸起，確保電路可以達到互鎖和“故障——安全”的目的。

以X接車到3G為例：當X信號機開放信號LXJ↑；7#FBJ↑（檢測該進路是否開通側線）；3G股道空閑；X正線接車JMJ↓（正線發(fā)碼電路未建立）；X彎JMJ↑；當列車越過進站信號機進入3DG時，3DG占用3DGJ↓，X彎JMJ使用第一組接點以及3DGJ第五組后接點自閉，保證X彎JMJ繼續(xù)發(fā)碼；當列車運行進入7DG時，7DG占用7DGJ↓，X彎JMJ使用第一組接電以及7DGJ第五組后接點繼續(xù)保持自閉，保證X彎JMJ繼續(xù)發(fā)碼；當列車運行進入3G時，3G占用3GJ↓，X彎JMJ自閉電路切斷，3GJ轉換成占用發(fā)碼。

圖2 X側JMJ電路

7.3 CJ電路設計

以X接車到3G為例在既有電路上進行修改：

圖3 CJ傳輸繼電器電路

CJ傳輸繼電器電路在原來CJ電路上增加分別增加7DG CJ和3G CJ繼電器，同時利用7#FBJ條件來進行篩選進路方向和進路終端，利用X彎JMJ條件與既有JMJ電路進行互鎖，保證傳輸電路不產(chǎn)生誤動以及串碼。當X信號機開放信號，進路通過7#道岔反位到3G，X彎JMJ↑；當列車進入接近區(qū)段XJGJ↓給3DG CJ提供吸起條件，3DG CJ↑后給3DG提供預發(fā)碼條件；當列車越過X進站信號機進入3DG，3DGJ↓給3DG CJ繼續(xù)保持吸起提供占用發(fā)碼；同時通過檢查道岔7#FBJ↑條件給7DG1 CJ提供吸起條件，7DG1 CJ↑后給7DG側線提供預發(fā)碼條件；當列車進入7DG，7DGJ↓給7DG1 CJ繼續(xù)保持吸起提供占用發(fā)碼；同時給3G CJ提供吸起條件，3G CJ↑后給3G提供預發(fā)碼條件；當列車進入3G，3GJ↓給3G CJ繼續(xù)保持吸起提供占用發(fā)碼；同時3GJ↓切斷X彎JMJ自閉電路。

7.4 發(fā)碼電路設計（如圖4所示）

利用在既有3G股道發(fā)碼設備，增加7DG1J發(fā)碼電路，在既有3DGJ增加一對發(fā)碼線并增加一組既有XJMJ接電，保證正線發(fā)碼和側線發(fā)碼不收干擾。

當X信號機信號開放，列車占用XJG，3DG CJ↑后通過3DG CJ↑和X彎JMJ前接點向隔離盒預疊加發(fā)碼。

當列車占用3DG后，3DGJ↓給3DG CJ↑保持吸起，保證3DG可以占用疊加發(fā)碼；同時3DGJ↓給7DG1 CJ↑，通過7DG CJ前接點向隔離盒給7DG1區(qū)段預疊加發(fā)碼。

當列車進入7DG后，7DGJ↓給7DG1 CJ↑保持吸起，保證7DG1可以占用疊加發(fā)碼；同時7DGJ↓給3G CJ↑，通過3G CJ前接點向隔離盒給3G區(qū)段預疊加發(fā)碼；

當列車進入3G后，3G CJ繼續(xù)保持吸起，通過3G CJ前接點向隔離盒給3G區(qū)段保持占用發(fā)碼；列車占用3G，X彎JMJ自閉電路被切斷，X彎JMJ↓切斷后方3DG、7DG1發(fā)碼電路。

圖4 發(fā)碼電路

7.5 編碼電路

向側線發(fā)碼的發(fā)送器利用既有3G股道發(fā)送器，當X3信號機未開放信號，S3LXJ↓給發(fā)送器編出一個HU碼，當S3信號機開放，S3LXJ↑給發(fā)送器編出一個L碼,此時當列車進入X接近軌，通過修改后的發(fā)碼電路，7DG就可以接收到來自于側線發(fā)送過來的碼位信息。

圖5 編碼電路

8.室外傳輸電路設計

機車信號接收到的電碼化信息必須是連續(xù)的，而且要求電流值達到機車接收相關規(guī)范，為此，要實現(xiàn)側線進路電碼化，必須解決在道岔區(qū)段電碼化信息的連續(xù)性。

室外道岔區(qū)段跳線設計：

雙動道岔設計：單動道岔設計：

圖6 雙動道岔室外道岔跳線圖

圖7 單動道岔室外道岔跳線圖

在道岔區(qū)段，由于既有的車站戰(zhàn)場，道岔絕緣節(jié)設置是按照正線發(fā)碼來設計，使用道岔區(qū)段內(nèi)的絕緣一般都設置在側線上，側線的電碼信息就會由于絕緣節(jié)的問題而中斷傳送。所以道岔跳線需要按照圖6和圖7來實施，方可保證側線電碼化傳送線路不被切斷，從而保證了側線電碼的連續(xù)性。

當機車輪對在到達絕緣節(jié)前，移頻信息利用A-B跳線以及C-D跳線進行傳遞，保證機車可以收到連續(xù)的移頻信息；

9.結束語

本文對側線電碼化技術提出新的解決思路，經(jīng)過模型搭建，上述方案可解決側線進路發(fā)碼，并同時滿足電碼化的相關技術標準。方案實施后，對于提高列車運行的安全性和運輸效率，降低司機工作強度將發(fā)揮著重要作用。

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寧遞杰（1988－），男，助理工程師，現(xiàn)供職于南寧軌道交通集團有限責任公司。