公跨铁桥异物侵限监测信号设计方案研究与分析

李 滢，汤旻安

（1.中铁第五勘察设计院集团有限公司郑州分院，郑州 450000；

2. 兰州交通大学 新能源与动力工程学院，兰州 730000）

1 概述

异物侵限监控系统作为铁路防灾安全监控系统之一，可以监控公路跨铁路桥梁及过山隧道口等地方的异物侵限状况。该系统可以根据不同的侵限状态发出监控报警和停车信息，提高了列车运行的安全性。

2 基本要求

《 高 速 铁 路 设 计 规 范》（TB10621-2014）“16.0.10 设计速度大于160 k m/h 区段上跨铁路的道路桥梁处应设置异物侵限监测现场采集设备”。运技基础[2010]739 号文也说明“为确保高速铁路行车安全，应在公跨铁立交桥上设置异物侵限监测装置，监测机动车、大型货车因故越过防护栏、护网而侵入高速铁路限界并控制列车运行”。当发生异物侵限时，信号系统直接与异物侵限设备接口，监控单元直接将侵限报警信息发送给列控中心或者联锁系统，采取相应的列车运行安全防护措施。确定侵限灾害影响范围后将异物侵限纳入信号平面图、联锁表和码序图中，并编制相应的异物侵限接口工程数据表。对于设置C3 系统的线路还应将该灾害信息发送至无线闭塞系统中心。

3 异物侵限信号方案分析

针对不同情形下异物侵限的信号设置方案进行探讨分析。新建某一公跨铁桥与铁路交叉点位于线路区间，按照相关规范、标准需在上跨桥处新设异物侵限监测网一处。文中结合异物侵限点的设置情况，具体分析在不同位置设置监测网时的信号设计方案。

3.1 新增异物侵限监测点

新增异物侵限监测点，该监测点临近的通信基站室内未设异物侵限系统设备。

3.1.1 信号设计方案

新增异物侵限监测点下行线落在0089G，上行线落在0106G 内，在此范围内无既有的异物侵限监测设备，此时室外需设置异物侵限监测设备（双电网传感器及室外控制箱等），在通信基站信号室内设置监测单元等防灾系统相关设备，且需与信号系统结合实现信号系统与异物侵限监测之间的联动控制。信号设计增加上行SY WJ 及下行XY WJ 异物侵限报警继电器各一台，室内增设异物侵限处理电路，新增室外分线盘配线、组合内部配线，修改组合侧面配线，修改列控系统配线，列控中心、计算机联锁、集中监测设备软件相应进行修改。

3.1.2 异物侵限时码序

当区间发生异物侵限时，列车正方线运行，列控系统控制监测点所在闭塞分区发H 码，监测点后方各闭塞分区依次发追踪码序，如图1 所示。列车反向运行时，闭塞分区码序图类似。当异物复原后，列控中心按正常逻辑控制异物侵限防护区段的轨道电路发码。

图1 列车正向运行异物侵限时码序示意图Fig.1 Schematic diagram of code sequence in case of foreign object invasion in forward train movement

3.1.3 信号系统与异物侵限监控系统接口工程数量

信号系统与异物侵限监控系统接口工程数量，如表1 所示。

3.2 新增监测点落入既有监测区段内

新增异物侵限监测点的设计里程为DK9+963，监测点设置在某线路所管辖的信号区间闭塞分区内，新增异物侵限监测点下行线落在0089G，上行线落在0106G 内，附近已有一处公跨铁桥并设置了异物侵限监测系统，该监测点所在闭塞分区已设有一处异物侵限监测网，即两处监测点落入同一闭塞分区内。异物侵限系统信号平面示意如图2 所示。

表1 信号系统与异物侵限监控系统接口工程数量表Tab.1 Schedule of interface quantities between signal system and foreign invasion monitoring system

方案一：既有设计里程DK10+065 已有一处公跨铁桥并设置了异物侵限监测系统，信号室内配套设有异物侵限电路，列控中心、计算机联锁、集中监测设备已经相应进行异物侵限监测防护控制。本次室外在异物侵限监测点处新增1 处双电网传感器及现场控制箱，信号室内相应增加异物侵限继电器，下行线为XYWJ2，上行线为SYWJ2。

图2 异物侵限系统信号平面示意图Fig.2 Signal plan of foreign object invasion monitoring system

由于新增异物监测点与既有公跨铁桥落在同一区段，将新增设的异物继电器串接在既有该区段对应的Y WJ 励磁电路中。即将XYWJ2 串入下行线0089G 对应的XYWJ1；SYWJ2 串入上行线0106G对应的SYWJ1。

当异物侵限监测点没有发生异物侵限报警时，XYWJ2 ↑，SYWJ2 ↑。

当异物侵限监测点发生报警后，XYWJ1 ↓，SYWJ1 ↓。

列控系统的接口电路维持既有不变，在采集电路中增加串入节点，修改室内分线盘、组合侧面配线及列控系统配线。相关异物侵限修改配线如图3、4、5 所示。

异物侵限继电器接口架采集维持既有不变，列控中心、计算机联锁、集中监测设备软件无需修改。

方案二：由于既有室内外已设置了异物侵限监测系统，已经进行了异物侵限监测防护控制。本次提出在室外异物侵限监测点处新增1 处双电网传感器接入既有现场控制箱内，信号室内不再增加、修改既有配线，信号系统软件无需修改的方案，鉴于目前该方案还没有实施的案例，因此其可行性还有待同行专家的讨论验证。

图3 分线盘配线修改Fig.3 Distributing board wiring modification

图4 组合侧面配线修改Fig.4 Wiring changes in the side of combination

3.3 新增监测点落入2个既有监测范围内

图5 接口架配线修改Fig.5 Interface rack wiring modification

新增异物侵限监测点处已有2 处公跨铁桥设置了异物侵限监测系统，且新增侵限监测点上行线落在既有监测点2 所在闭塞分区0092BG 内，下行线落在既有监测点1 所在的闭塞分区0089BG 内，异物侵限系统信号平面示意如图6 所示。

根据图6 可以看出，新增监测点上下行分别落在既有不同监测点区段内，这种情况是上述情形二的特殊情况。

方案一：按照情形二的处理方式，在现场增加控制箱1 处，信号室内增加异物侵限继电器XYWJ3 和SYWJ3，将新增监测点3 的YWJ 同时与相邻既有监测点的YWJ 串接。

图6 异物侵限信号平面示意图Fig.6 Signal plan of foreign object invasion monitoring system

将XY WJ3 串入既有异物侵限点1 下行线0071A G 对 应 的XYWJ1；SY WJ3 串 入 上 行 线0092AG 对应的SYWJ1 中。

当监测点3 没有发生异物侵限报警时，XYWJ3 ↑，SYWJ3 ↑。

当 监 测 点3 发 生 报 警 后，XYWJ1 ↓，SYWJ1 ↓。

同样地，将新增的XY WJ3 串入既有异物侵限点2 下行线0089AG 对应的XYWJ2；SYWJ3 串入上行线0106AG 对应的SYWJ2 中。

当监测点3 没有发生异物侵限报警时，XYWJ3 ↑，SYWJ3 ↑。

当 监 测 点3 发 生 报 警 后，XYWJ2 ↓，SYWJ2 ↓。

将新增监测点3 的YWJ 同时与相邻既有监测点的Y WJ 串接时，监测点3 出现异物侵限时，XYWJ3 和SYWJ3 无法落下，无法给出报警信息。因此该方法不适用于此种情况，本文提出方案二。

方案二：将新增监测点3 的SYWJ 与XYWJ，按落在同一闭塞区段内的继电器相互串接的原则，分别将上下行YWJ 串接在既有2 个监测点区段对应的YWJ 励磁电路中。即将新增的XYWJ3串入既有异物侵限点2 的下行线0089AG 对应的XYWJ2，SYWJ3 串入既有异物侵限点1 的上行线0092AG 对应的SYWJ1 中。

当监测点3 没有发生异物侵限报警时，XYWJ3 ↑，SYWJ3 ↑。

当监测点3 发生异物侵限时，XYWJ3 ↓，SYWJ3 ↓，同时带动监测点1 和2 的报警。

由此可见，当发生异物侵限时这3 个相邻的监测点是相互联系的，因此可以将这3 个点视为一个监测点处理，室内仅设置一个XY WJ 和一个SYWJ 来监测3 个监测点所在的闭塞区段，下行异物监测继电器命名为（0071AG-0089AG）XYWJ，上行异物监测继电器命名为（0092AG-0106A G）SYWJ。室外设置监测网及现场控制箱接入既有监控单元，室内无需增加继电器，无需修改各种配线及系统软件。该方案适用于相邻区段内有多个异物侵限监测点的监测。

4 结论

公跨铁桥新增及改建异物侵限监测系统的设置与实施直接关系到监测点列车运行的安全，应结合现场实际情况选择合理、经济的设计方案。本文针对信号设计，根据几种不同情形下公跨铁桥设置异物监测点的实际进行信号设计方案的分析与探讨，旨在与同行进行技术交流，为类似的工程设计提供设计参考。