全电子移频电码化驱动模块分析与应用

马 锐 胡春凤 杨晓波

随着我国铁路事业的逐步发展，对轨道电路安全性的要求也逐渐提高，稍有疏忽，将危及行车安全。为实现移频电码化信号的正确驱动与发送，需搭建较为复杂的继电电路和监测电路，这使得实际设计和施工中需要较多继电器，这些继电器成本较高，且会在机房占用较大空间，也不方便现场维护［1-6］。因此，移频电码化信号驱动系统应运而生，它是实现区段正确编码的重要基础，而移频电码化驱动模块是该系统的核心组成部分。本文将重点分析移频电码化信号驱动系统中驱动模块的原理与组成，详细分析四显示自动闭塞区段情况下移频电码化驱动模块的编码模式，并给出对于赛音温都日站的应用情况。

1 移频电码化驱动模块

移频电码化信号驱动系统主要由冗余联锁下位机（IPS）、全电子通信模块（EIOCOM）、移频电码化驱动模块（CDDM） 及发码器（FM） 组成，如图1 所示［7］。其中，移频电码化驱动模块CDDM是移频电码化信号驱动系统实现轨道区段编码的关键组件，它通过IPS 获取编码和发码命令，并向FM 发送编码信号，驱动FM 产生相应的移频信号，同时根据发码命令选择发送移频信号的轨道区段，将编码信号发送到相应的轨道区段。

图1 移频电码化信号驱动系统结构示意图

CDDM 主要由中央逻辑处理模块、编码模块、发码模块、电源模块、发码器报警继电器FBJ 采集模块、自检及安全处理模块以及相应的隔离防护模块组成，如图2 所示。每一个电码化模块可控制8 路编码信号和4路发码信号。

图2 CDDM 内部原理图

1）中央逻辑处理模块：是电码化模块的逻辑运算核心，采用二取二的设计，综合协调各个模块衔接，处理控制命令和采集信息。

2） 编码模块：在中央逻辑处理模块的控制下，输出编码信息，控制发码器的编码条件。

3）发码模块：在中央逻辑处理模块的控制下，输出发码信息，控制发码区段的选择。

4）FBJ 采集模块：对发码器的状态进行监督，当发现发码器故障时上传FBJ 信息。

5）自检及安全保护模块：通过相应的自检设计，判断电码化模块各器件的健康状态，一旦发现有异常发生，则进行安全保护，关断所有输出。

2 工作原理

传统的移频电码化控制是通过计算机联锁运算出发码条件，通过一系列继电器组合来给发码器编码；再根据列车走行的位置，通过轨道继电器等控制发码区段的选择［8］。

CDDM 采用电子化器件替代传统的继电器编发码电路，直接控制发码器的编码控制端以及发码区段的选择，减少了施工调试的复杂度，缩小了占用的空间。CDDM 工作原理见图3。

图3 CDDM 工作原理图

CDDM 经全电子通信模块EIOCOM，从联锁下位机IPS 获取编码命令和发码命令。CDDM 内部的逻辑处理单元根据所收到的命令，控制编码端口给出相应的编码信号，发码器FM 收到该编码信号后，产生对应的移频电码化信号，当列车进入相应区段时，IPS 再发送相应的指令给CDDM，CDDM 通过控制发码端口，控制向对应的区段发出移频信号。

FBJ 采集模块周期性地采集FBJ 状态，并将该状态发送给EIOCOM，进而发送给IPS 及维护设备。

考虑到车站站型多种多样，进路区段有多有少，编码信息可多达18 种，如果针对每一种应用开发一种板卡，则成本较高，备品备件也无法通用，因此，CDDM 可设计成灵活组合和拆分的应用模式。单个CDDM 模块支持2 种应用模式：一种为外接1 台发送器的“8 路编码+4 路发码”；另一种为外接2 台发送器的“4 路编码+2 路发码”［7］。

3 应用模式

针对四显示自动闭塞制式，结合平面站场图站场内区段发码的可能情况分析，CDDM 模块的模式选择和多模块组合使用时，CDDM 模块应以发码器为单位，由该发码器关联的信号机显示对应的码序和发码区段的数量，共同决定CDDM 模块的数量及模式选择。

3.1 “4 路编码+2 路发码”模式

当存在2 个发码器对应的码序不超过4 种、对应的需发码区段不超过2 个时，可采用一块CDDM板外接2 个发码器的“4 路编码+2 路发码”模式，将2 个发码器的编发码组合实现。

以图4 所示四显示自动闭塞制式的站场图为例。信号机X3 的可能显示为红、黄、绿黄、绿［9］，但因X3 至S 的进路为侧线发车进路，故X3 在侧线发车进路建立且信号开放时，无论前方有几个闭塞分区空闲，均发双黄码UU；在发车进路未建立或X3 信号未开放时，则发红黄码HU［10］。即X3 可以发的码序为HU 与UU，其外方的区段有股道3G。信号机S3 与X3 类似，也为侧线发车信号，即S3的可发码序与X3 一致，也为HU 与UU，其外方也仅有股道3G。

综上，X3 与S3 的可能码序均为2 种，可发码的区段也均为1 个，故可采用外接2 个发码器的“4 路编码+2 路发码”模式，即可达到一块CDDM板实现2 个信号机对应的2 个区段的发码。“4 路编码+2 路发码”模式见图5。

图4 四显示自动闭塞制式示例

图5 “4 路编码+2 路发码”模式

由图5 可知，“4 路编码+2 路发码”模式时，对CDDM 板的FBJ 采集、编码信号及发码信号端口均进行了拆分使用。

3.2 “8 路编码+4 路发码”模式

当存在发码器对应的码序超过4 种，或对应的发码区段超过2 个时，则不可采用CDDM 板的“4 路编码+2 路发码”模式，而需使用CDDM 模块的“8 路编码+4 路发码”模式。此时，一方面CDDM 模块可单独外接发码器，实现既不超过8 路编码、也不超过4 路发码的场景；另一方面也可将CDDM 模块的FBJ 采集、编码信号及发码信号进行组合，实现超过8 路编码、不超过4 路发码，不超过8 路编码、超过4 路发码，超过8 路编码、超过4 路发码但不超过8 路发码等场景。

以图4 中进站信号机X 为例，其可能的发码情况如下。

1）若未建立以信号机X 为始端的进路，即X显示红灯时，对应码序为红黄码HU。

2）若建立以信号机X 为始端的引导进路，即X 显示红白灯时，对应码序为红白码HB。

3）若建立以信号机X 为始端的正线接车进路，且发车信号XI 未开放，即X 显示黄灯时，对应码序为黄码U。

4）若建立以信号机X 为始端的侧线接车进路，且发车信号X3 未开放，即X 显示双黄灯时，对应码序为双黄码UU。

5）若建立以信号机X 为始端的侧线接车进路，且发车信号X3 开放时，因建立的是侧线发车进路，股道发送双黄UU 码，则X 对应码序为黄2 码U2。

6）若建立以信号机X 为始端的正线接车进路，且发车信号XI 开放黄灯，表示前方有1 个闭塞分区空闲，即X 显示绿黄灯时，对应码序为绿码LU。

7）若建立以信号机X 为始端的正线接车进路，且发车信号XI 开放绿黄显示，表示前方有2 个闭塞分区空闲，即X 显示绿灯时，对应码序为绿码L［10］。

综上，信号机X 可以发的码序为HU、HB、U、UU、U2、LU、L，其外方的区段仅有接近区段JG，共计7 路编码，1 路发码。信号机X 对应的码序不超过8 路编码，对应的区段也未超过4 路发码，但因超过4 路编码，故不可采用“4 路编码+2 路发码”模式，而需单独使用一块CDDM 板，才可实现区段的发码。此时CDDM 板与发码设备的连接见图6。

针对超过8 路编码、不超过4 路发码，不超过8 路编码、超过4 路发码，超过8 路编码、超过4 路发码但不超过8 路发码等场景，CDDM 板的FBJ 采集、编码信号及发码信号的组合情况各有不同。当码序超过8 路编码，但区段未超过4 路发码时，需2 块CDDM 板，共用FBJ 采集，扩展编码信号；当码序不超过8 路编码，但其对应的区段超过4 路发码时，需共用发码输入信号，扩展发码输出信号；若编码超过8 路、发码超过4 路但不超过8 路发码时，需共用发码输入信号及FBJ 采集信号，扩展编码信号及发码输出信号，以此类推。

3.3 应用分析

在赛音温都日站的编码应用中，综合考虑该站的可编码码序及可发码区段，发现本站需编码区段的可编码码序不超过4 路，各类可发码个数也不超过2 路，故仅采用了“4 路编码+2 路发码”的应用模式。这种可据实际站场进行灵活搭配的使用形式，既为现场应用节省了板卡数量，也使板卡上的通道得到了有效的利用和分配。

图6 “8 路编码+4 路发码”模式，不超过8 路编码、4 路发码场景

4 结语

本文根据CDDM 模块的原理及组成，并针对四显示自动闭塞制式，结合站场图，分析了不同码序及区段情况对应的CDDM 模块的应用场景，对采用电码化模块的工程应用具有一定的指导作用。赛音温都日站的应用，也为后续移频电码化驱动模块的使用提供了应用基础。本次仅对“4 路编码+2 路发码”的编码模式进行了实际站场应用，而“8 路编码+4 路发码”编码模式及该模式下各组合形式的实际应用还需进一步验证。