驼峰分路道岔轨道电路分路不良防护存在的问题和对策

李 华

李 华:中铁第四勘察设计院集团有限公司通信信号研究设计处高级工程师 430063 武汉

在我国铁路自动化驼峰溜放进路控制中，仍存在着由于车辆踏面污染或轨面除锈不彻底、轻车跳动等原因，使溜放车组在驼峰分路道岔轨道电路上发生分路不良，造成道岔中途转换而导致脱线事故发生的情况。虽然在现有驼峰控制系统中采取了一些防护措施，但均不能根本解决。

每次驼峰脱线事故都会给运输生产带来较大的影响，使车辆和信号设备损坏，造成经济上较大的损失。能够有效地防止因驼峰分路道岔轨道电路分路不良而导致的车辆脱线事故，对保障自动化驼峰安全高效运用具有重要的意义，因此，对驼峰分路道岔分路不良防护技术进行研究十分必要。

1 驼峰分路道岔控制原理及特点

在驼峰调车场范围内，车辆溜放过程中要经过的分歧道岔，称为分路道岔。无论是道岔自动集中还是计算机控制，对于驼峰溜放进路的控制都是根据解体作业计划单，通过命令传递和执行2个环节控制分路道岔转换，使溜放车组正确进入计划股道。进路命令能随车组的溜放向峰下自动传递，当车组压入道岔轨道区段时，进路命令将传至下一级道岔。

为了保证驼峰溜放作业的效率，必须允许预置命令，即不论道岔区段是否空闲，都将接受进路命令。道岔控制电路接受进路命令后，将分下列2种情况进行道岔转换:

1．如果道岔上无车，道岔区段空闲，就马上根据进路命令控制道岔转换。

2．如果道岔上有溜放车组，道岔区段被占用，就应在这个车组出清后，根据进路命令控制道岔转换。

在道岔控制电路中，道岔区段的占用是关键条件。在第2种情况下，如果因为道岔轨道电路分路不良，出现错误出清，而道岔又需要根据进路命令转换，将导致在有车的情况下分路道岔中途转换，造成事故。

2 驼峰轨道电路分路不良防护技术分析

2.1 道岔轨道电路设置

为了防止由于轻车跳动短时失去分路而造成轨道继电器错误吸起，在驼峰上对每个分路道岔区段采用了双区段轨道电路，其电路如图1所示。

双区段轨道电路就是在保护区段短轨和道岔基本轨接缝间加入一对绝缘，把一个道岔区段分割成两段轨道电路。如图1中，DG1和DG各设一个轨道继电器DG1J和DGJ。其中DG1J采用双线圈并联。另外设一个反复示继电器FDG1J，FDG1J的落下接点串入DGJ的励磁电路中。当车组压入DG1时，DG1J落下使FDG1J吸起，于是DGJ也落下。由于FDG1J采用缓放继电器，车组在DG1区段发生跳动时，即使DG1J错误吸起，FDG1J依靠缓放仍保持吸起，DGJ始终落下。当FDG1J经过缓放时间落下时，车组已进入了DG区段，所以DGJ还是落下。FDG1J采用JWXC-H340型继电器。

图1 驼峰分路道岔轨道电路设置原理图

从以上分析可以看到，FDG1J只能防止车组在DG1区段发生的跳动。由于DG1的长度一般都小于溜放车辆的第2、3轴之间的距离，实际溜放过程中车辆会跨过DG1J区段，使DG1J正常吸起。如果在这段时间内车组在DG区段上发生跳动，虽然在FDG1J缓放时间内仍能使DGJ保持落下，但是超过缓放时间后，DGJ就将错误吸起。所以，FDG1J对防止轻车跳动的作用是有限的。

2.2 控制系统软件防护

当驼峰进路实现计算机控制后，系统设计人员试图从软件上对驼峰轨道电路分路不良进行防护，其主要的设计思路是通过计算车组占用道岔区段的时间来判断道岔轨道电路失去分路是否是分路不良造成。系统利用峰顶计轴或作业计划中的辆数信息(推测车组长度)、事先存储在计算机内的站场区段距离参数表中的区段长度，及车组通过轨道区段的最高限制速度(第一分路道岔为18.0 km/h、其他区段为21.6 km/h)，计算车组从占用到出清该道岔区段的最小时限，称为“轨道电路区段占用屏蔽时间”。

系统实际占用时间少于该时间限时，将判定为轨道电路分路不良。一旦系统判定发生了轻车跳动，将及时报警，并拒绝为后续车组发出道岔控制命令。

采用区段屏蔽时间技术可以在一定程度上解决轨道电路分路不良引起的道岔中途转换问题。但由于在区段屏蔽时间的计算中，车组速度选用的是统计值，当实际车组走行速度小于设定值时，计算所得的区段屏蔽时间将小于车组实际占用时间，也就缩短了对轨道电路分路不良判断的时间。尤其是车组进入第一分路道岔的速度变化很大，与车组长度和推峰速度以及是否摘钩都有关系，所以简单地取一个定速进行判断显然不够严密。

一种改进方法是利用控制系统在每个道岔保护区段安装的车轮传感器，测量车组的实时速度，用这个速度来计算区段屏蔽时间，使区段屏蔽时间接近车组实际占用时间。同时，通过车轮传感器计轴，判定车组在道岔区段的位置，再根据车组的实际位置决定发出进路命令的时机。采用这种方法可以提高对轨道电路分路不良判断和防护的实效性，但对于车轮传感器的可靠性要求较高。当车轮传感器计轴错误(多轴或少轴)时，也将会影响对轨道电路分路不良的判断和防护。

3 结论

综上所述，无论是继电电路还是控制系统软件，对轨道电路分路不良的防护都存在着不足之处，这也是目前国内驼峰仍存在因驼峰分路道岔轨道电路发生分路不良而造成道岔中途转换的原因之一。要完全解决这个问题，可以从以下2个方面进行研究。

1．研制高可靠性的车轮传感器，在分路道岔区段的入口和出口分别安装车轮传感器。控制系统对车组占用和出清道岔区段的判断不再依赖于轨道电路，而是根据车轮传感器来判断，进行进路命令的传递和执行。国外实际应用中，德国西门子公司MSR32驼峰控制系统就采用全车轮传感器技术控制驼峰溜放进路，取消了驼峰轨道电路。

2．研究一种不依赖于轨道电路判断车辆位置的装置，即研制一种置于驼峰分路道岔区段的非接触式车辆检测设备，为驼峰控制提供一种除常规道岔轨道电路、车轮传感器之外的判定车辆位置的方法。可以将这种设备的检测结果输入至计算机控制系统，为系统判断提供条件，也可考虑将这个检测条件直接接入道岔控制电路。

总之，在经济技术合理的前提下，研制不依赖于轨道电路的设备，才能更好地对驼峰分路道岔轨道电路分路不良进行有效的防护。

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