站內(nèi)25 Hz軌道電路疊加電碼化典型問題分析

劉國(guó)棟，陳德偉，肖 鵬

（中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司，成都 610031）

1 概述

隨著國(guó)內(nèi)鐵路的發(fā)展以及鐵路大規(guī)模提速，對(duì)機(jī)車信號(hào)和列車超速防護(hù)有了更高的要求，以機(jī)車信號(hào)取代地面信號(hào)作為主體信號(hào)已經(jīng)成為鐵路信號(hào)技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。機(jī)車信號(hào)是由地面設(shè)備向機(jī)車傳遞反映線路空閑與進(jìn)路狀況的信息，包括列車運(yùn)行前方空閑閉塞分區(qū)數(shù)以及道岔直、側(cè)向進(jìn)路信息等[1]。

鐵路車站25 Hz相敏軌道電路疊加ZPW-2000系列電碼化裝置作為從地面向車載傳遞控車命令的重要手段，已不再是輔助行車裝置，而是作為行車主設(shè)備在普速鐵路以及高速鐵路車站上廣泛應(yīng)用。機(jī)車信號(hào)作為列車運(yùn)行許可、確保列車安全行車間隔的安全信息，應(yīng)滿足故障-安全原則[2]，必須具有高安全、高可靠的性能[3]。

鐵路車站25 Hz相敏軌道電路疊加ZPW-2000系列電碼化技術(shù)已經(jīng)在鐵路上應(yīng)用多年，主要有開環(huán)電碼化和閉環(huán)電碼化兩大類，開環(huán)電碼化因其簡(jiǎn)單實(shí)用在鐵路工程中得到了廣泛應(yīng)用，而閉環(huán)電碼化由于電路比較復(fù)雜而較少采用，本文所列舉的疊加電碼化均為開環(huán)電碼化。

雖然25 Hz相敏軌道電路疊加電碼化技術(shù)已廣泛應(yīng)用，但由于其自身的局限性，比如易造成鄰線干擾等問題，需在工程設(shè)計(jì)中具體分析并解決。

2 電碼化技術(shù)對(duì)列車冒進(jìn)信號(hào)的防護(hù)

根據(jù)《鐵路車站電碼化技術(shù)條件》(TB/T 2465-2010)及《集中聯(lián)鎖結(jié)合電路一般原則》(TB/T 2307-2017)的要求，列車冒進(jìn)信號(hào)時(shí)，至少其內(nèi)方第一區(qū)段發(fā)禁止碼或者不發(fā)碼，在電碼化設(shè)計(jì)時(shí)需根據(jù)不同情況具體分析[4]。

2.1 列車進(jìn)路電碼化設(shè)計(jì)

列車信號(hào)機(jī)防護(hù)的直向進(jìn)路電碼化均需設(shè)置發(fā)碼繼電器FMJ或JMJ。車站正線接車進(jìn)路、發(fā)車進(jìn)路電碼化均需設(shè)置發(fā)碼繼電器。特殊情況下，接發(fā)車進(jìn)路信號(hào)機(jī)、通過信號(hào)機(jī)等防護(hù)的直向進(jìn)路電碼化也適用于該情景，以時(shí)速160 km的某普速單線鐵路為例，說明電碼化設(shè)計(jì)情況，如圖1所示。

B線路所與相鄰C站距離較短，站間25 Hz相敏軌道電路貫通。B線路所通過信號(hào)機(jī)X至C站接近信號(hào)機(jī)JXZ之間1DG、SZ2JG作為C站進(jìn)站信號(hào)機(jī)外方的第1接近區(qū)段，疊加ZPW-2000A電碼化。

為了防止列車冒進(jìn)線路所X信號(hào)機(jī)時(shí)收到允許信號(hào)而危及行車安全，自X信號(hào)機(jī)至JXZ的列車進(jìn)路電碼化設(shè)計(jì)XJMJ繼電器。只有當(dāng)X通過信號(hào)機(jī)的LXJ、ZXJ均吸起時(shí)才能向1DG發(fā)碼，如圖2所示。

當(dāng)列車冒進(jìn)X信號(hào)機(jī)時(shí)，XJMJ不吸起，1DG不發(fā)碼，列車不會(huì)收到誤導(dǎo)信號(hào)。

2.2 自動(dòng)閉塞線路線路所電碼化設(shè)計(jì)

如圖3所示，自動(dòng)閉塞線路線路所正線設(shè)計(jì)25 Hz相敏軌道電路疊加ZPW-2000系列電碼化。當(dāng)列車冒進(jìn)X通過信號(hào)機(jī)時(shí)，此時(shí)若開放了XN通過信號(hào)機(jī)向S方向的列車進(jìn)路，可能會(huì)收到2DG電碼化允許行車信號(hào)，危及行車安全，不滿足《鐵路車站電碼化技術(shù)條件》(TB/T 2465-2010)及《集中聯(lián)鎖結(jié)合電路一般原則》(TB/T 2307-2017)的要求。

為解決該問題，如圖4所示，可在X通過信號(hào)機(jī)與2#道岔之間設(shè)置一段無岔軌道電路區(qū)段，當(dāng)列車冒進(jìn)X通過信號(hào)機(jī)時(shí)，因無岔區(qū)段不發(fā)碼，列車不會(huì)收到電碼化信息，滿足規(guī)范要求。

3 單端發(fā)碼電碼化的防護(hù)

當(dāng)車站站型復(fù)雜時(shí)，如果電碼化電路設(shè)計(jì)不嚴(yán)謹(jǐn)，就可能出現(xiàn)丟碼、誤接收碼等問題，可能造成ATP制動(dòng)停車等事故[5]。

同一軌道區(qū)段單端發(fā)碼，非發(fā)碼方向列車易受到電碼化漏流干擾，本來無碼卻接收到碼，給列車司機(jī)造成誤導(dǎo)或?qū)е卵b在車載ATP的機(jī)車錯(cuò)誤反應(yīng)。解決該問題最常用的方法主要有增加軌道區(qū)段雙端發(fā)碼和設(shè)置發(fā)碼方向等。

3.1 增加軌道區(qū)段雙端發(fā)碼方案

普速鐵路車站股道電碼化采用1臺(tái)發(fā)送器時(shí)，同時(shí)只能一端發(fā)碼，而另一端無碼。當(dāng)列車進(jìn)入本股道并換端折返時(shí)，容易受到相鄰股道電碼化信息干擾，若收到相鄰股道同端發(fā)碼的允許信號(hào)，存在安全風(fēng)險(xiǎn)，如圖5所示。

解決該問題的方法主要是由股道單端發(fā)碼改為雙端發(fā)碼，股道由1臺(tái)發(fā)送器切換方向發(fā)碼改為在股道兩端各設(shè)置1臺(tái)發(fā)送器分別發(fā)碼。相對(duì)于本線電碼化信號(hào)，鄰線電碼化干擾信號(hào)較弱，不會(huì)收到鄰線電碼化干擾。

3.2 單端發(fā)碼電碼化增加發(fā)碼方向控制方案

當(dāng)軌道區(qū)段一端為列車信號(hào)機(jī)，另一端為調(diào)車信號(hào)機(jī)時(shí)，一般設(shè)計(jì)為列車信號(hào)機(jī)端軌道占用發(fā)碼而調(diào)車信號(hào)機(jī)端不發(fā)碼。如圖6所示，當(dāng)列車或車列低速往調(diào)車信號(hào)機(jī)方向運(yùn)行時(shí)，當(dāng)僅第一輪對(duì)壓入5/12G，且當(dāng)電碼化出口電流較大時(shí)，由于僅1個(gè)輪對(duì)分路，較輕的車容易出現(xiàn)分路不良現(xiàn)象，漏流現(xiàn)象較為明顯。一旦漏流大于機(jī)車信號(hào)鋼軌最小短路電流值時(shí)，機(jī)車信號(hào)接收線圈就會(huì)接收到自5/12G送電端傳來的移頻信號(hào)HU碼。當(dāng)?shù)?個(gè)輪對(duì)壓入5/12G，軌道分路不良現(xiàn)象大幅減弱，漏流變小，機(jī)車信號(hào)接收不到自5/12G送電端傳來的移頻信號(hào)HU碼。由于機(jī)車信號(hào)HU碼的譯碼時(shí)間僅需0.9 s[6]，當(dāng)車速較慢時(shí)，第1輪對(duì)壓入5/12G至第2輪對(duì)壓入間隔時(shí)間若大于0.9 s，機(jī)車就會(huì)接收到HU碼。當(dāng)普速列車短時(shí)間內(nèi)收到HU碼會(huì)誤導(dǎo)列車司機(jī)。若動(dòng)車組列車短時(shí)間收到HU碼，隨后無碼，車載ATP設(shè)備按H碼控制，觸發(fā)緊急制動(dòng)[7]，造成行車事故。

解決該問題的方法可以增加發(fā)碼方向繼電器FMJ，當(dāng)進(jìn)站信號(hào)機(jī)X開放允許信號(hào)或者引導(dǎo)信號(hào)時(shí)FMJ吸起，當(dāng)列車出清5DG、5/12G時(shí)FMJ落下。用FMJ控制發(fā)碼方向，如圖7所示。

將FMJ后接點(diǎn)串入5/12G發(fā)碼通道中，如圖8所示。當(dāng)建立了自X進(jìn)站信號(hào)機(jī)往SZ方向的側(cè)向列車進(jìn)路時(shí)FMJ吸起，切斷發(fā)送器往5/12G的發(fā)碼通道，使5/12G不發(fā)碼，解決了上述單端發(fā)碼電碼化干擾的問題。

若為新建計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖車站，當(dāng)建立了自X進(jìn)站信號(hào)機(jī)往SZ方向的側(cè)向列車進(jìn)路時(shí)，由計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖驅(qū)動(dòng)FMJ吸起，同上，將FMJ后接點(diǎn)串入5/12G發(fā)碼通道中。

4 結(jié)論

本文通過對(duì)25 Hz相敏軌道電路疊加ZPW-2000系列電碼化幾個(gè)特殊案例進(jìn)行分析，解決了由于疊加電碼化技術(shù)的局限性造成對(duì)行車影響的幾種典型問題，為以后的工程設(shè)計(jì)提供解決方案及解決類似問題的技術(shù)參考。