长大隧道内轨道电路设置方案研究

卫旭初

京广线郴州站 (含)至白石渡站 (含)区间既有设备为2000～2001年开通的UM71，其中，良田至太平里段因道床电阻过低，在南方雨水季节，轨道电路参数难以调整，经常会出现室外没有列车占用，然而室内控制台显示轨道电路占用，即“红光带”现象。为解决该问题，2002年在该区段增加了计轴设备，提高轨道电路可靠性。

由于UM71移频自动闭塞设备上道时间较长(13年)，设备元器件严重老化，故障明显增多，且该设备没有实现国产化，不能与国内主流自动闭塞设备实现互换，导致无法及时更新备品、备件，对设备维护产生不利影响。UM71自动闭塞设备是单套工作模式，没有冗余措施，不能实现故障器材的自动切换，导致故障延时较长，从而对运输造成一定的影响。同时，既有计轴设备也已经老化，故障率升高且已到大修改造年限。

为确保信号设备的安全性、降低设备故障频率、缩短故障维修时间，减少对运输效率的影响，有必要对既有京广线郴州至白石渡段K1893+660(郴州站下行进站信号机)～K1953+400(广铁集团与广深公司分界)，共计59.8 km的区间自动闭塞进行改造。其中良田站于2010年封闭，改为信号中继站，良田站距坳上站约为10 km，距太平里站约为15 km。位于良田至太平里段的南岭隧道长6.06 km，道床电阻0.2～0.8 Ω·km。工程范围如图1所示。

1 闭塞改造设计原则

1.1 信号机

区间根据行车布点调整情况，新设区间通过信号机，采用铝合金机构、双灯双丝定焦盘灯组，新设SMC材料箱盒及一体化点灯单元。

图1 郴州至白石渡自动闭塞改造工程范围

1.2 轨道电路

结合新设信号机新设区间轨道电路，采用ZPW-2000系列移频轨道电路，相比较UM71具有更好的传输能力，可使区段极限长度增长，从而减少区间分割点，降低工程造价。

1.3 计轴设备

长大隧道内新设计轴设备，叠加ZPW-2000系列轨道电路，并采用2000系列发送器发送机车信号。在雨季等气候恶劣情况下，采用计轴设备来完成列车占用、出清区间轨道区段的检查，ZPW-2000设备发送机车信号，与计轴设备并联运行。在气候条件允许的情况下，通过设计切换按钮，停用计轴设备，恢复区间ZPW-2000系列轨道电路正常工作模式。另外，既有的计轴站间安全信息传输系统，因老化且无进一步上道许可，此次工程改用站联电缆方式。经计算，计轴设备配置原则如下。

1.每个闭塞分区采用1个计轴运算单元，对应多个闭塞分区时，各运算单元硬件叠加即可。每台计轴主机最多可放置10个运算单元。

2.相邻闭塞分区室外检测点可共用。

3.室外设备采用220 V交流供电方式，电源线共用。电源线在XB箱分歧，XB箱内装有转换板，转换板包含隔离变压器及防雷单元，前者用于电压补偿，后者用于室外设备防雷。设计时应考虑远供电源的传输衰耗，保证最远端的交流输入不低于AC 160 V，通过增加电源电缆芯数来减少衰耗。

4.室外各检测点信号线需独立提供，每个检测点需1对芯线，当检测点距离室内大于8 km时，需另加增音设备，用于对通道衰耗的补偿，可最多用于6路通道电平的衰耗补偿。(对应6个检测点)。

2 良田—太平里站间集中区划分方案

2.1 良田、太平里站各管辖一部分计轴设备

如图2所示。正线虚线部分表示计轴叠加2000系列轨道电路区段。根据实际计算设备数量，良田及太平里站各需2台计轴主机柜，各需1台计轴监测机柜。

图2 集中区划分方案

良田共管辖21个室外计轴检测点，检测20个轨道区段，每个计轴检测点单独需要2芯电缆传输室外信号，与室内计轴机柜相连，最多8个检测点共用1组电源，计轴主机柜Ⅰ、Ⅱ分别对外送出2路AC220V电源，分别给上、下行室外检测点计轴设备供电。

太平里站共管辖19个室外计轴检测点，检测18个轨道区段，每个计轴检测点需要2芯电缆分别给上、下行室外检测点计轴设备供电。

各站计轴监测机柜中设置监测系统，监测上、下行计轴设备运行情况。

根据《ZPW-2000轨道电路技术条件》 (TB/T3206-2008)要求，电缆控制长度不应大于10 km，计轴设备在不设增益的情况下，电缆控制距离亦不宜大于10 km。按照图2所示划分集中区，良田与太平里站所管辖区间范围均满足技术标准要求。

2.2 计轴管辖区段全部划分至太平里站

因良田站无信号值班工区，电务维修人员维护工作极为不方便，计轴叠加2000系列轨道电路区段故障又较多，隧道靠近太平里站，故推荐将计轴设备的室内主机全部放置在太平里站，将原良田站管辖的计轴区段划归太平里站管辖。划分方式见图2虚框所示。

根据实际计算设备数量:太平里站上、下行共需4台计轴主机柜，1台计轴监测机柜，柜中设置2套监测系统，分别监测上、下行计轴设备运行情况。上、下行分别有20个室外计轴检测点，检测19个轨道区段。另外，上、下行各需配置2台增音箱，每台负责放大6个室外检测点的信号。

需要说明的是，该方案会导致计轴区段及ZPW-2000轨道电路最远端电缆控制长度达到13 km，虽然计轴设备可以通过增益器解决问题，ZPW-2000系列移频轨道电路控制长度目前尚无设计雷同案例，且缺乏轨道电路调整参数。

3 实施方案

根据《ZPW-2000轨道电路技术条件》 (TB/T3206-2008)要求，电缆控制长度不应大于10 km，且本段为低道床区段，不利于轨道电路调整，经咨询有关研发单位也未能提供明确的可行意见。考虑工程实施的安全性，本次改造仍按照两站各管辖一部分计轴设备执行。

4 结论

鉴于目前ZPW-2000系列移频轨道电路电缆控制长度仍局限于10 km以内，因此:

1.若集中区划分后移频轨道电路电缆控制长度在10 km以内，计轴叠加2000系列轨道电路区段可以全部划分至某一车站，从而利于电务单位的维修。

2.若集中区划分后移频轨道电路电缆控制长度在10 km以上，建议分别划分计轴叠加2000系列轨道电路区段至相邻各车站，若仍不满足，可根据需要增设中继站。

另外，随着信号设备技术的不断发展及完善，移频轨道电路的控制范围也会逐步增加，届时配合计轴增益设备，可以按照需求对集中区进行合理划分，对电务维护等工作将可能带来极大便利，请设计者们及时跟踪区间移频轨道电路设备性能参数的最新状况，并结合项目特点合理的选用方案。

［1］ 中华人民共和国铁道部.运基信号【2006】446号.计轴加轨道电路解决自动闭塞“红光带”方案的指导意见［S］.2006.

［2］ 中华人民共和国铁道部.铁路信号设计规范［M］.北京:中国铁道出版社，2006.

［3］ 中国铁路总公司.中华人民共和国铁路技术管理规程［M］.北京:中国铁道出版社，2014.

［4］ 黄鹏翔.铁路信号工程基础［S］.中铁第四勘察设计院集团有限公司通号处，2010.