既有线铁路提速开行动车组自动过分相探讨

刘伟

（中国铁路呼和浩特局集团有限公司供电部，内蒙古 呼和浩特010050）

在电气化铁路牵引供电系统中，电分相将接触网相邻供电臂间由不同变电所所供不同标称电压或相位电进行隔离，以防止异相短路造成接触网断线[1]。速度160km/h 及以上线路，由于列车速度高，依靠司机肉眼识别线路的电分相标识已经很难保证机车正确过分相，而且司机劳动强度很大，必须采取自动过分相方式。

1 地面磁感应器自动过分相

既有电气化铁路线路中，大部分采用地面磁感应器装置实现列控自动过分相。由车载控制装置和地面磁感应器两部分组成。地面磁感应器安装在轨道上，提供预告信号、强迫断信号、恢复信号，为车载控制装置提供是否临近电分相或已通过电分相判断依据。车载控制装置根据接收到的地面感应器信号，进行自动过分相功能的相应控制[2]。京包客专呼和浩特至包头段既有设计为160km/h 客货混跑线路，接触网电分相处地面磁感应器设置方式如图1 所示。

图1 京包客专呼和浩特至包头分相磁感应器设置

图中，电分相中性区两端垂直投射到钢轨上的位置，分别至第一个磁感应器安装位置的距离为a；b 为第一个磁感应器至第二个磁感应器的距离。京包客专呼和浩特至包头地面磁感应器a、b 距离规格为：a=a0+30m，b=265m。

2015 年实施提速开行200km/h 动车组，为满足开行动车组过分相要求，在线路分相中性区不小于400 米处附近（列车前进方向）增设“动车合”标识，表示自该标识之后动车组应合主断路器。线路反方向按相同原则设置[3]，如图2 所示。

图2 京包客专呼和浩特至包头分相标志设置

地面磁感应器自动过分相技术，车载设备在分相点识别精度上不够稳定，受列车运行速度、横向摆动及沿线电磁干扰信号等，会引起分相点位置识别信息丢失、误动作等情况客观存在[4]。

2 列控自动过分相基本原理

随着我国高速铁路发展，列车运行控制系统已由以地面信号为主的机车信号、列车运行监控记录装置发展为以车载信号为主的CTCS-2 级和CTCS-3 级列控系统。京包客专呼和浩特至包头开行200km/h 动车组前进行了CTCS-2 列控系统改造，列控系统地面应答器中含有电分相信息，具备了动车组列控自动过分相功能。

动车组在正向运行时, 将有三组区间无源应答器组发送分相区信息。第一组设置在分相区外方第7 个闭塞分区入口处，第二组为第三组外方最近的应答器组，第三组设置在距分相区线路允许最高速度运行10s 外方最近的闭塞分区[5]，如图3 所示。

图3 应答器组自动过分相设置

电分相信息包括正、反向断电标里程，正反向断电标距离信息。与电分相中性区不同，列控分相区起始为电分相正向断电标至反向断电标。动车组通过列控系统地面应答器组随行车信息同步接收电分相信息。过分相区操作由过分相控制信号控制，当动车组列车运行到距离分相区一定距离，向列车发出前方过分相（包含至分相区的距离、分相区长度等）信息，在距离分相区的走行距离时间3s 处，过分相控制信号“有效”状态输出，动车组断电，通过分相区130 米处，动车组合电，实现自动过分相功能[6]，过分相过程如图4 所示。

图4 列控自动过分相设置

与地面磁感应器过电分相固定地点断电不同，动车组采用列控自动过分相时，断电位置是动态的，它与运行速度有关，速度高时距电分相远，速度低时距电分相近。过分相安全无干扰，且理论上能够提高运营效率。

3 既有线动车组自动过分相比较

2019 年9 月25 日中国铁路呼和浩特局集团有限公司组织CRH5 型动车组列控自动过分相试验，通过呼和浩特至包头下行线电分相数据如表1 所示。

表1 列控自动过分相结果

选取2019 年9 月26 日同一组CRH5 型动车组在京包客专呼和浩特至包头图定运行时，下行线地面磁感应器自动过分相数据如表2 所示。

表2 地面磁感应器自动过分相结果

通过表1、表2 中数据可以看出，京包客专呼和浩特至包头既有线提速200km/h 区段，CRH5 型动车组在采用两种不同自动过分相方式时，列控自动过分相速度衰减率低，过分相效率相对较高。

4 电分相列控数据提报注意事项

4.1 列控自动过分相主要涉及接触网、信号专业协调配合，分相区断/合电位置、断合电标距离等电分相列控数据由接触网专业负责提供[6]，信号专业负责列控数据编制。工程实施中，要求紧密配合、相互协调，避免列控数据编制有误，出现列控数据车地不匹配问题。

4.2 与接触网电分相LKJ 基础数据提示功能不同，电分相列控数据直接参与控车，数据精准度要求较高。各专业采集列控工程数据表基础数据时要运用先进的手段，区段长度避免采用人工皮尺测量，尽量减小人为误差和设备误差。

4.3 因与新建高铁CPⅢ基准定位精度存在差距，既有线列控改造要同步考虑各专业提报数据精准参照点，建议统一以工务专业数据为基础测量，选取桥梁、隧道等设备作为测量基准点，避免参照存在安装误差的百米标等。工程建设中，接触网、信号专业施工单位应相互配合，共同测量电分相两端最近的第三组应答器与电分相之间实际距离，与计算距离进行校核，保证分相列控数据精度。

5 结论

既有线列控工程改造时，列控系统提供电分相信息，具备实现动车组列控自动过电分相功能，过分相无干扰，既能保障动车组行车安全，又能提高通行效率。建议动车组优先采用列控自动过分相，地面磁感应器自动过分相作为冗余备用。