基于工程应用的铁路区间逻辑检查系统研究

辛东红

(中铁十二局集团电气化工程有限公司 天津 300308)

1 前言

随着铁路列车行驶速度大幅提升，在行驶期间，经常会发生列车丢失的现象，若没有及时解决，此时本区段信号显示和编码电路都处于升级状态，后续列车按照信号显示行驶，很容易发生列车追尾事件，这是极其危险的安全隐患[1－2]。早期，国内铁路行业引入各种方案用于应对区间轨道区段由于失去分路而导致的问题，其中包括计轴装置、轨面喷涂和TDCS/CTC内增设列车占用丢失告警模块。但上述方案都存在一定的不足，均无法对失去分路轨道区段实现安全防护。

近几年基于区间逻辑检查功能的保护措施得到了广泛应用，对于有效解决失去分路具有明显的效果。但是在实际工程实施过程中，存在着干扰铁路运输、施工效率低等情况[1－4]，特别是联锁试验过程中，缺乏必要的防护手段和规范流程，不仅带来了潜在危害，还有可能延误施工进度。孟琳等学者对列控中心添加逻辑检查功能的试验办法进行了归纳总结；李卓等学者对现场测试容易遗留的项目进行了说明；杨世武等学者对列车快速通过后不解锁问题的产生机理及解决办法进行了说明；张梦琪等学者从轨道电路基础原理出发，研究了铁路现场钢轨的分路不良原因并提出相关解决方法；周果等学者对区间逻辑检查设备进行建模，并分析了其安全性；刘明等学者以连盐铁路实际线路为模型研究了区间闭塞和区间信号机设计原则和具体方法；刘春平等学者对室内铁路信号系统的工程测试进行设计和说明，介绍了工程实施过程中的联锁测试内容[5－6]。以上研究均偏重于原理和理论研究，面向工程应用的较少，对此，本文通过分析区间逻辑检查原理，针对自动闭塞区间，结合黄大铁路站后工程施工3标段现场施工、联锁试验、日常维护等内容，总结了区间逻辑检查功能的工程应用经验和杜绝典型故障的施工组织、工程管理，为后续类似项目的开展提供借鉴。

2 区间逻辑检查原理

主要包括继电器区间逻辑检查设备、列控中心添加区间逻辑检查功能模块设备和区间综合监控系统，以上三种方式底层原理相同。其闭塞分区逻辑状态主要包含空闲、正常和故障占用以及失去分路4种模式。

(1)空闲模式:列车没有占用这一分区，同时该分区设备模式为空闲，见图1。

图1 空闲模式演示

(2)正常占用模式:列车对该分区予以占用，同时该分区设备模式为占用，见图2。

图2 正常占用演示

(3)故障占用模式:列车没有占用该分区，而该分区设备模式为占用，见图3。

图3 故障占用演示

(4)失去分路模式:列车对该分区予以占用，而该分区设备模式为空闲，见图4。

图4 失去分路演示

列车在区间内行驶期间，设备结合闭塞分区列车占用、出清等前后顺序，对有关区间当前模式予以逻辑分析。如若列车未满足这一逻辑条件，相关防护设备予以区间逻辑检查错误警告，并对后侧列车传递禁止信息。

3 区间逻辑检查判断模型

常规的闭塞分区涵盖了单个乃至多个区段。若该分区下辖的轨道区段采集装置状态为空闲，则这一分区的设备模式即空闲；若该分区下辖的任意轨道区段采集装置状态为占用，则这一分区的设备模式即占用。区间逻辑检查结合闭塞分区装置的工作模式予以逻辑分析，获得闭塞分区的逻辑模式，即LogicSBLKj，前一分区以及下一分区的逻辑模式，即 LogicSBLKj-1及 LogicSBLKj＋1。

区间逻辑检查核心为判断逻辑，即空闲模式的闭塞分区，如果采集装置状态从空闲转为占用，同时后侧毗邻的闭塞分区是正常占用并和该分区是同个SA(Signal Authority)情况下，逻辑模式判断即正常占用，不然则为故障占用。该SA是信号许可，指起点为列车所处的闭塞分区位置，终点则为列车运行前侧非空闲模式的分区位置或是前侧列车的进站信号机位置，单个SA区间内只有一辆列车[7]。

逻辑模式是正常占用的分区，如果其模式从占用转为空闲，同时前侧毗邻的闭塞分区是正常占用以及和这一分区为同个SA情况下，逻辑状态判断为空闲，否则判断为占用丢失。

表1 区间逻辑检查的基础判断模型

4 联锁试验内容

按照铁路相关管理规定，针对新建、大修或改造的铁路线路，都需要开展开通测试和试验，其中区间逻辑检查功能是重要组成部分。该测试为最终的功能确认测试，类似于黑盒测试，即不管硬件、软件的内容原理，要能够按照测试规范，满足各项技术条件指标，能够正常使用，即认为满足了用户需求。归纳起来主要包含以下几个方面:

(1)针对空闲模式的试验；

(2)针对正常占用模式的试验；

(3)针对故障占用模式的试验；

(4)针对失去分路模式的试验；

(5)区间改方试验；

(6)针对列控中心区间逻辑检查功能和区间综合监控系统包含接口(与联锁、CTC等设备)试验、主备系切换试验、码序验证试验；

(7)区间逻辑检查功能关闭试验；

(8)可结合现代模块化模拟盘调试系统，借用信息化技术提高联锁试验的效率。

5 日常维护巡检重点

继电器区间逻辑检查设备和区间综合监控系统的设备较为复杂，需要电务人员对继电器组合和人工解锁盘进行日常巡视和维护；而针对列控中心区间逻辑检查功能仅需要通过日常的机房设备维护、查看状态即可。

5.1 区间占用逻辑检查人工解锁盘

人工解锁盘是为继电器区间逻辑检查设备和区间综合监控系统设置的人工解锁的人机交互设备，为区间占用逻辑检查提供操作和表示界面。因部分站彼此间距较小，其中闭塞分区数目不多或是列车常规运行期间，使得数个闭塞分区无法实现自主解锁功用，遗留失去分路模式难以自主地解锁，通过人工确认后(区间当下无车)，现场工作人员结合人工解锁盘RJP实现闭塞分区解锁功能，对相关分区予以人工解锁处理[8－9]。

5.2 人工解锁盘常用操作

(1)闭塞分区解锁操作

同时按下ZRJA以及RJA，即可完成对于闭塞分区的解锁处理。

(2)区间占用逻辑检查功能停用和启用

激活区间逻辑检查情况下，按下GBA，这一区间断开逻辑排查应用；断开区间逻辑检查情况下，按下GBA，这一区间激活逻辑排查功能。同个区间，两边的车站值班成员需要依次予以关闭和激活处理。

(3)切断电铃鸣响

出现失去分区告警情况下，蜂鸣器被激活，按下QLA，蜂鸣器随即停止工作；失去分路恢复之后，蜂鸣器再度被激活，按下QLA，蜂鸣器随即停止工作。

(4)授权操作

远端解锁盘主用情况下，按下其中的SQA按键之后，远端解锁盘转为备用模式，本地的解锁盘则变成主用模式。再度按下SQA按键之后，远端解锁盘转为主用模式，本地的解锁盘则变成备用模式。如若中继站和主站通讯切断或是远端解锁盘出现问题，可按下SQA按键，从而激活本地解锁盘主用模式。

(5)其他操作

在进行按钮按下操作时，需至少保持按下状态1 s；对发生报警的闭塞分区进行解锁时，需要同时按下ZRJA和RJA，同一按钮两次按下操作至少间隔13 s；每按下一次ZRJA，可进行一个闭塞区段的解锁操作，在进行第二个闭塞区段的解锁操作前，需要松开ZRJA，然后再次按下；解锁盘发生故障时，会导致解锁盘的表示灯熄灭、按钮无效或报警蜂鸣器无法鸣响，如遇以上异常，应立即通知电务人员维修；逻辑检查功能开启/关闭时，应以区间为单元，两端站车站值班员或电务人员按操作权限分别进行开启/关闭操作。

5.3 故障处理流程

(1)通用故障判断规则

现场发生故障后，由现场信号工区按照流程进行判断，确认设备故障后及时按照规定的登记模板进行设备停用登记，同时向段调度汇报现场情况，由技术人员进行设备维修。针对现场报警，应先观察设备状态，分析红光带区段室外轨道区段的状态与盘面显示的一致性，不可盲目判断为室外故障，避免误判导致处置延时。

(2)车站设备故障停用

如发生设备故障，可能影响正常运营，需立即登记停用。如有CTC的车站应通知值班员转为非常站控模式，并立即上报。现场车间根据故障现象初步判断故障范围，并由信号工按照处理流程进行相关业务。

(3)列车占用丢失报警处置

现场值班人员对故障现象进行认真分析判断，及时向调度汇报现场情况。值班干部调阅分析，及时进行现场处理。针对设备停用等特殊情况，需要两端站同时登记完全一致，处理完毕后再统一销记。

(4)列车占用丢失处置应急措施及总结

经应急小组判断需出动时，安排特定人员出动。处理完毕，经确认后向上级管理部门报故障原因。事后需组织人员写出故障处理经过及原因判断情况，分析总结该故障。

6 注意事项

针对区间逻辑检查施工应用现状，结合黄大铁路站后工程施工3标段工程管理经验，提出以下注意事项，以方便后续相关项目的实施和开展:

(1)提前做好基础资料准备，至少包括车站平面图、线路图、原理图、配线图等资料。

(2)了解车站联锁关系内容，针对特殊的联锁进路及接口应提前熟悉和开展讨论交流。

(3)应该按照标准的联锁试验规范开展试验项目，至少包含仿真试验、模拟试验和开通试验三个步骤，特别是涉及进站继电器、出站继电器、接口电路的联锁关系。

(4)针对既有线改造项目，需明确施工内容，充分预判施工的影响范围，制定对应的联锁试验表格，尽量减小对现有铁路运营的影响。

(5)制定信、联、闭施工管理办法，施工过程中，由专人负责监控联锁、CTC、TCC维护终端等操控台界面，及时发现不一致的地方，避免潜在隐患。

(6)开通逻辑检查设备的区段，轨道电路盘面状态反映的不是原来的QGJ状态，而是增加了逻辑判断功能JLJ(FHJ)条件的GJ状态，所以出现红光带故障后首先应了解逻辑检查人解盘状态，再分别判断QGJ、GJ状态和电压曲线，结合起来分析故障范围，不可盲目去室外进行故障查找。

(7)针对实际铁路线路，应充分考虑区间分区长度、轨道电路制式、闭塞模式、每站管辖范围等内容，做到了然于胸、心中有数，从而实现在日常维护中有的放矢，避免潜在风险[10]。

7 典型故障案例说明

(1)故障概述

黄大铁路站后工程施工3标段滨州北站在进行运输试验时排列上行通过进路，信号开放正常，I路电源瞬间停电切换至Ⅱ路供电，该站T1DG、S1LQG轨道电路出现红光带，SⅡ发车信号关闭，导致通过列车在该站Ⅱ道停车。

(2)处理过程

参考相关技术文献和资料，初步分析其原因[11]。通过调阅报警信息电源屏I路断电后恢复，自动倒切Ⅱ路电源使用。经检查调阅电务维护机和信号集中监测，判断分析T1DG、S1LQG室外设备正常，故障点应该在室内。随后检查发现逻辑检查设备S1LQG区段占用丢失报警。在判断区间无车占用后按压S1LQGRJA后，轨道区段红光带恢复正常，故障延时51 min。

(3)原因判定

发车进路建立后FSJ落下切断CZJ的第一自闭电路，由于瞬间停电导致T1DGJ抖动，切断了CZJ的第二个自闭电路，使CZJ落下后切断S1LQGJL的自闭电路，S1LQGJL落下切断GJ的励磁电路，控制台盘面上行离去区段显示红光带。为减少在发车进路办理以后，因电源转换导致GJ抖动，而造成的逻辑检查丢失报警，对既有GJF采用JWXC-1700型继电器更换为JWXC-H130型，有效消除此类问题。

8 结束语

自2015年开始，国内铁路运营单位开始快速推广区间逻辑检查功能，但在具体施工过程中，现场存在施工效率低、设备故障等多起不同原因导致的工程进度延误问题，对铁路线路的建设提出更高的要求。本文在结合黄大铁路站后工程施工3标段现场情况，通过介绍区间逻辑检查功能的原理，分析了设备日常维护重点，指出了施工中的注意事项，以期为后续工程建设提供宝贵经验。