单线计轴无人线路所信号设计

卢剑锋

单线计轴无人线路所信号设计

卢剑锋

摘 要：在单线长大区间增设线路所是提高单线运能的有效方法之一。现就单线计轴无人线路所信号设备构成、电路设计、所需技术条件等做具体介绍。

关键词：单线计轴无人线路所;信号设计;技术条件

为缓解运能压力，在既有线常采用行车提速的办法。山区单线铁路长大区间限制了线路整体运能的提高，成为制约运输能力的瓶颈。虽然增加站间线路所能有效缓解运力紧张矛盾，但人均工作量小，劳动生产率低，特别是山区铁路，交通极不方便，存在设备维护困难，无法压缩设备故障延时等实际问题。为此，基于半自动闭塞电路、计轴和发码等设备，研制出无人值守线路所信号系统。在线路所只需设置通过信号机、计轴磁头等室外设备，采用相邻站控制线路所的方法，实现了线路所无设备机房，无通信、电力配套设施，无需车务值班人员值守，即可解决上述问题。

1 技术方案

线路所不设设备机房，其增加的计轴室内设备放在相邻车站信号机械室内，通过计轴设备检查线路所与相邻车站之间区间的空闲与占用状态，并利用半自动闭塞电路非定型修改，实现线路所与相邻站之间的自动站间闭塞办理。线路所新增室外计轴磁头、通过信号机、轨道送端等，实现线路所现场无人值守。

2 线路所设备及电路构成

单线计轴线路所设备包括：计轴设备、6502非定型电路、ZPW-2000A轨道电路、控制台和通过信号机，结构示意图如图1所示。其中，计轴设备包括室内的计轴主机、防雷单元和供电单元，以及室外的传感器、电子检测盒和电源转换板，实现线路所与车站之间区间轨道的占用、空闲检测，为电路提供条件。6502非定型电路包括半自动闭塞电路、半自动闭塞与计轴结合电路、轨道电路和信号机电灯电路等，实现线路所与车站之间的自动站间闭塞办理。

图1 单线计轴线路所设备图

下面以黔桂线K463单线无人线路所为例，介绍具体的电路构成。

都匀站为计算机联锁设备，绿荫湖站为6502电气集中联锁设备，区间为单线计轴站间闭塞。新设线路所位于两站间里程标K463+420处。室外设上、下行通过信号机(黄灯封闭)及接近信号机(均为高柱信号机)，在并置通过信号机适当位置安装计轴磁头。根据该线既有技术标准，采用双接近ZPW-2000A电气绝缘轨道电路，只利用其发码功能，不设受端，仅设发送端。室外设备通过电缆连接于绿荫湖站信号机械室内。由于ZPW-2000A的最大传输距离为1500 m，因此在机车信号接通标前200 m处将轨道短接，以防电码前窜。将两站(所)间QGJ作为闭塞和发码条件，平时构成HU电码(通过信号机点红灯)。线路所通过信号机开放(通过信号机点绿灯)，发送端即开始向轨道上发L码，当列车进入机车信号接通标前200 m处时开始上码。原都匀与绿荫湖站间闭塞改为都匀与线路所和线路所与绿荫湖间闭塞。都匀站内增设线路所控制台1个，并增设电气集中联锁相关设备。

3 站间计轴设备

为提高运营效率，在原有区间增加1个计轴检测点，将原有区间分割为A区段及B区段。

1．计轴主机采用两端设置，绿荫湖站主机采集JA、JC的轴信息，都匀站主机采集检测点JB的轴信息。绿荫湖站除独立输出A区段的轨道空闲与占用条件外，还与都匀站主机通过站间通道联系，给出B区段的空闲与占用条件;都匀站主机相应给出B区段的条件。计轴布局方案示意图如图2所示。

图2 计轴布局方案示意图

2．站间通道利用既有站间计轴设备通信通道进行通信联系。

3．电源：室内主机信号电源屏提供AC220V，室外远供不间断电源为AC110V，检测点JA与JC共用1对电源线，XB箱内的转换板用于电源转换及信号防雷，检测点JB的电源由都匀站的主机提供。

4．复位操作：对有通信联系的BG的复位操作需绿荫湖站、都匀站双方值班员共同确认区段空闲后，同时按下控制台上的计轴复零按钮;对AG的复位操作，由双方值班员共同确认区间空闲后，由绿荫湖站值班员按下计轴复零按钮即可。

4 技术条件

1．K463+420线路所按6502电气集中技术要求进行非定型设计，能实现在线路所设备故障时，恢复为都匀与绿荫湖间既有区间闭塞，使都匀和绿荫湖不能同时向线路所发车，满足“故障导向安全”原则。

2．第1趟列车通过线路所时，可实现第2趟列车追踪。

3．采用单元控制台，控制台上设有计轴、闭塞、断丝、总取消、熔丝报警、电源切换、恢复大区间使用等按钮。

4．新设并置通过信号机，信号机处设机械绝缘;点灯电路增设隔离变压器，以解决感应电动势对点灯的干扰及增加线路传输距离。

5．线路所采用ZPW-2000A设备发码，不设轨道电路。

6．绿荫湖站—线路所—都匀站任何一点计轴设备故障，及线路所设备故障时，绿荫湖站、线路所、都匀站3站之间的计轴停用，转为绿荫湖站—都匀站的大区间半自动闭塞，线路所信号机灭灯，发码信息中断，不输出发码信息，按车机联控通知司机。

7．室外采用CC32K高频传感器(磁头)，安装在信号机内方适当位置;EAK(X5569C.03.00)安装在磁头相邻位置。

8．计轴设备采用具有容错和大区间检查功能，及解决正负一轴干扰问题的JZ1-H计轴系统，设1个机柜。

9．新设磁头采用计轴电缆，其余设备采用SPTYWL23型数字信号组;都匀与绿荫湖间信息传送采用已有的4芯通信光缆。

10．新设的信号设备纳入监测系统、TDCS系统。

5 接口及结合电路设计

K463线路所室内设备设于绿荫湖站信号机械室内，电源由绿荫湖站电源屏提供，线路所控制台和绿荫湖站控制台放在一起，便于操作。

5.1 半自动闭塞电路

半自动闭塞电路采用6502定型电路，在X1，X2线上加入HFDQGBSAJ(恢复大区间闭塞按钮继电器)条件。该继电器吸起时，X1，X2线为原绿荫湖站与都匀站接线方式，即恢复为绿荫湖至都匀站大区间闭塞;该继电器落下时，线路所正常使用。

因该线路所设于单线区间，绿荫湖站和都匀站不能同时向线路所发车，因此在TJJ励磁电路里接入对方方向的TCJ、TJJ落下接点，确认对方方向没有办理迎面列车进路。在试运行过程中，发现当单机快速通过线路所时半自动闭塞不能正常复原，原因是HDJ励磁电路中要检查JSBJ↑和GDJ↓，当单机快速通过时，JSBJ↓和GDJ↑都很快，导致HDJ无法励磁吸起。经多次现场试验，增加1个区轨延时继电器QGYSJ，将其接点加入GDJ及JSBJ电路中，经延时3s后，GDJ↑、JSBJ↓，为正常复原留有足够时间，解决了单机快速通过时不能复原的故障。图3为半自动闭塞电路原理图。

图3 半自动闭塞电路原理图

5.2 通过信号机电路及点灯电路

该线路所只设置通过信号机及接近信号机，为6502非定型电路，上，下行通过信号机不能同时开放，LXJ电路里互相检查条件，并且通过GJ、LXJ条件实现排列进路白光带。

室外信号机距信号机械室5 km左右，按照定型信号机点灯电路设计。由于线路感应电流大，造成灯光显示混乱，所以采用通过信号机和接近信号机单独送电，且在接近信号机电路中增加BYD-80变压器进行隔离供电。

5.3 轨道发码电路

由于黔桂线车站采用的是ZPW-2000A双接近轨道电路，所以线路所也采用ZPW-2000A双接近轨道电路。该线路所设有计轴设备，线路所与绿荫湖站的AG和与都匀站的BG都由计轴设备给出轨道条件，只使用其送端实现发码功能，不设受端，1JG发U码，2JG发L码。

5.4 计轴电路

该线路所要实现无人值守，主要就是依靠计轴设备来检查车辆的运行状况。在绿荫湖站既有计轴主机设备中增加1个运算单元，室外通过信号机处增加1个磁头，将原绿荫湖站至都匀大区间分成AG和BG两个大区段，实现绿荫湖站和都匀站之间可以追踪发2列车。通过计轴与64D半自动闭塞电路相结合，实现站间闭塞自动办理，减少操作程序。

6 经济效益比较

都匀至绿荫湖间增设无人计轴线路所工程已于2011年6月一次顺利开通试运行。按照线路所设置惯例，需新建生产生活房屋(有时还需征地);安排行车人员值守;通信需开断闭塞线路，新增接口设备;电力将新增变压器及引入工程等。相比之下，无人线路所可节约新建房屋费用15万元，节省电力引入费用30万元，节省通信设施配套费35万元，总计约80余万元。短期及长期经济和社会效益都十分明显。另外，如果能够在单线半自动闭塞瓶颈区段，采用增加无人值守线路所方式提高通过能力，形成列车追踪功能，提高的经济效益也是非常巨大的。

［1］刘宝光，江汝年，武立爱，等．信号［M］．北京：中国铁道出版社，1994.

［2］何文卿．6502电气集中电路［M］．北京：中国铁道出版社，2001.

Abstract:Adding track servicing posts to long-distance single track section is an effective measure to enhance the carrying capability of a single track line．The composition，circuit design，and technical requirements of unmanned track servicing post on signal track line with axle counter are discussed．

Key words:Unmanned track servicing post on single track line with axle counter;Signal design;Technical requirement

卢剑锋：中铁二院成都勘察设计研究院有限责任公司 工程师610081 成都

2012-5-15

(责任编辑：温志红)