吴 娟 中国铁路上海局集团有限公司合肥电务段
列车运行中,传统地面信号只能表达运行方向与少量速度含义,机车信号与前方地面信号机的显示含义相符,并具有更多的速度含义,成为运行速度160 km/h 及以下线路的重要控车设备。电码化电路为机车信号提供地面编码信息,根据站型不同有许多特殊设计,由于设计人员的个体局限性可能出现设计缺陷。下面就某站施工开通后同一个区段两起接码不正常案例分析探讨。
案例 1:2019 年 11 月 10 日 8:46-9:15,我段某站双线电气化自闭改造工程开通后反映SZ1G 机车接不到码,影响客车站内停车,原因为电路设计缺陷。
案例2:11 月19 日,部分司机反映在该站SZ1 信号机前(SZ1G)处出现机车信号不接码现象,经手动转下行位时接码正常,原因为配线图与原理图不一致。
该站11 月6 日只开通X 进站信号机经11#道岔反位至IIG 间设备(区间保留半自动闭塞),正反向均从该径路运行。司机反映经IIG 向邻站侧向反向发车时,列车压入SZ1G后,运行至接近SZ1 信号机时出现掉码。 SZ1G 在进路信号机XL1 与上行总出发信号机SZ1 间,该区段为无岔区段,长817 m。平面图见图1 所示。
图1 SZ1G 平面图
站内上下行两条正线,采用的是电气化区段25 Hz 相敏轨道电路叠加ZPW-2000A 移频电码化电路,为预叠加方式。本站站型有特殊点,该咽喉接车方向有进路信号机,发车方向有总出发信号机,在发码电路的设计上比较特殊。接车方向,SZ1G 由XJM 发送盒负责编码,发车方向由XL1JM/SIFM发送盒负责发码。
XL1JM/SIFM 常态编25.7 Hz 的ZP 码,未排列正线接发车进路时,XL1JMJ 和SIFMJ2 均落下,发送通道处于断开状态。侧向发车时,将SZ1G 作为发车进路末区段,在SZ1G 发送通道里增加了一条由XL1QPJ 构成的单独通道,车压入后先发送2 s 转频码,再变为追踪码序。XL1ZCJ 常态吸起,当排列以XL1 信号机为终端的列车进路时,ZCJ 落下,列车进路解锁后恢复吸起。SIZTJ(直通继电器)与道岔位置有关,当进路上的道岔均开通正线时,XL1ZXJF1 吸起,继电器励磁吸起,XL1ZXJF1 落下,SIZTJ 落下。
图2 为本案例区段的电码化电路。
图2 SZ1GCJ、XL1GFGPJ 励磁电路及XL1JM/SIFM 发送通道
电码化电路由三大部分组成,分别是信号、进路检查电路(控制电路),转换开关电路,发码电路。其中ZPW-2000A 发送盒进行低频编码,各继电器记录信号状态与列车运行情况,共同构成发码电路,实现自动编码并向钢轨发码。
正线接发车进路,开放列车信号,对应MJ 继电器吸起,低频编码电路由常态码变成低频码序,此时发送通道仍处于断开状态。列车驶入接近区段后,由进路上各轨道电路的占用情况自动控制发送通道,列车占用的区段及前方区段同时发码,列车经过的后方区段及时切断发码。GJF 的状态控制传输继电器CJ 交替吸起,实现发码通道的开关。
股道实现占用发码,GJF 掉下,分别沟通上、下行两个CJ,向钢轨发码,并随出站信号机显示改变为追踪码序。侧线接发车进路,道岔区段原则上不发码。但上下行转线特殊,接车进路在股道发2 s 转频码,发车进路在列车驶入最末区段时发2 s 转频码,再正常接收追踪码序。
本站侧向出站信号排列后:
(1)XL1ZCJ↓+SIZTJ(直通继电器)↓→XL1QPJ↑并自闭;
(2)当列车侧线发车压入SZ1G 后,SZ1GJF1↓+ XL1QPJ↑→XL1FGPJ↑,该继电器采用JSBXC-870B01 时间继电器,通电后缓吸2 s 吸起。同时通过A 支路向SZ1G CJ 电路供电(该支路仅用于IG 正线发车时能可靠实现占用发码,侧线发车时,即使SZ1G CJ 吸起,发送通道仍为断开。)
低频电路如图3。
图3 XL1JM/SIFM 低频编码电路
信号未开放,XL1JMJ1、SIFMJ 均在落下状态,+24V 电源直接通过XL1FGPJ 第3 组后接点送至发送盒01-4 端子,编码为25.7 Hz 的转频码,由于发码通道XL1QPJ 后接点断开,不发至钢轨。XL1QPJ 吸起后,与XL1FGPJ 缓吸2 s 相配合,发送2 s 的ZP 码,触发机车自动转频后接收正常码序。SZ1 信号机关闭时SZ1LXJ↓,发HU 码,开放绿灯后SZ1LXJ↑,XZXJF1↑,应向地面发送11.4 Hz 低频信号。Z24V-10A 断路器-XL1JMJ1↓- SIFMJ↓-XL1FGPJ↑-SZ1LXJ1↑XZJF1↓-F17-L。
在此过程中,XL1QPJ 一直保持自闭吸起,直到XL1ZCJ励磁后断开。该设计存在漏洞,当列车长度较短,完全进入SZ1G 后,SI 至 XL1 间发车进路正常解锁,XL1ZCJ 励磁吸起,会造成XL1QPJ 落下,发码通道随即断开,列车收不到追踪码序。
联系设计人员,对电路进行优化。因SZ1G 与SZ3G 所在两条线路,站场形状基本相同(见图1),对XL1JM/SIFM 以及XL3JM/SIIFM 两条移频电码化电路进行了相似的修改,拆除QPJ 相关电路,删除ZCJ,对发码通道进行修改,SZ1G 与SZ3G实现占用即发码,试验正常。图4 为修改后电路。
图4 修改后SZ1GCJ、XL1GFGPJ 励磁电路及XL1JM/SIFM 发送通道
11 月19 日,司机反映 SZ1 信号机前(SZ1G)处出现机车信号不接码,需手动转至下行位时的现象。
对司机反映的情况及当时车次走行进路进行分析,当时该站至邻站依然保留过渡状态为半自动闭塞,只有X 口接发车,但开通了IG 和其他侧线。IG 到X 正线发车,发码未见异常;从其他股道侧线向邻站发车,部分司机反映需手动转频,并非每趟都异常,因此判断为侧线发车无法可靠自动转频,异常现象为有条件出现。
再次通过对故障前后时段微机监测信息进行调阅对比,发现电码化电路在不同场景下低频信息和发码电流明显不同,常态下,XL1JM/SIFM 发送 25.7 Hz 的 ZP 码,发码电流为14 mA。但调阅发现了以下场景:
(1)SZ1 信号机开放,股道往SZ1 的进路尚未排列,SZ1G也未占用,XL1JM/SIFM 提前编出了11.4 Hz 的L 码,电流为14mA;
(2)SZ1 信号机未开放,SZ1G 未占用,XL1JM/SIFM 提前编出了26.8 Hz 的HU 码,电流仍为14 mA。
通过该现象,说明XL1JM/SIFM 侧向发车进路的编码电路提前编出了追踪码序。结合编码电路原理进行分析,在没开放正线接车进路/没办理正线发车进路的场景下XL1JM/SIFM 均无励磁条件,可判定是XL1FGPJ 提前励磁了。
考虑到前期已修改过XL3JM/SIIFM 编码电路,取消了XL3QPJ,SZ3G 应该占用即发码。又再次调阅XL3JM/SIIFM,发现在XL1JM/SIFM 提前编码时,XL3JM/SIIFM 并无异常,处于正常发码状态,当时SZ3G 处于占用状态,发送电流为75 mA。随即又对车次接码异常的几个时段进行回放,发现每当SZ3G 占用时,都出现SZ1G 提前发送追踪码序的情况,怀疑存在混线情况,对电码化组合架Z1/Z2 架配线及原理图进行检查,发现Z1-801-1(见图4 SZ1GFGPJ 励磁电路中的A 支路)与Z2-601-15(下图XL3JM/SIIFM 电路)多了一根配线,对照配线图,确实是多配了一根线,如图5 所示。
图5 XL3JM/SIIFM 电路及配线表错误
该多余的配线会导致,当SZ3G 占用时,SZ3GJF 的第三组接点直接沟通XL3FGPJ 励磁电路(修改电路后取消XL3QPJ,不检查该继电器接点条件),同时由XL3FGPJ 的A支路将 KZ 送到 SZ3G CJ 的线圈 3(Z2-601-15),由于混线点的存在,Z1-801-1 处多了KZ 条件,直接让XL1FGPJ 提前励磁,不再发转频码。后续列车收不到转频码,即使线路上有正常码序,也无法接收。司机必须手动切换载频转换开关才能正常接码。
将多余配线拆除后,试验XL1JM/SIFMF 电码化电路,发车时不再受XL3JM 影响,未出现提前发码的情况,再次试验XL3JM/SIIFM 的电路,同样不受 XL1JM/SIFM的影响,发码顺序和时机均正常,彻底克服无岔区段发码异常问题。
案例1 掉码原因主要是设计理念不适用于带进路信号机的无岔区段,侧向发车时各种特殊场景考虑不全面,短车发码存在隐患。
案例2 掉码原因主要是因为施工图中原理图与配线图不一致。设计单位未对配线图与原理图进行有效校核,施工单位及设备管理单位审图不细致,均未能提前发现图纸错误,留下混线电路隐患。
这两起案例均与图纸设计有关,对设计与施工各环节的图纸审核均提出了更严谨的要求。施工前需组织各单位集体审核,对电路的各种优缺点及不同场景充分论证,并严格比对原理图与配线图,防止配线错误。且两种现象均为有条件出现,具有一定的隐蔽性,正常的联锁试验方法很难提前发现。需对现阶段的联锁试验方案进行优化,综合考虑列车实际运行场景,设备电特性参数等因素,利用微机监测或其他监控技术手段对施工后设备情况进行复查与实车跟踪,实现风险早发现,提高设备运用质量。