铁路枢纽站场信号黄闪黄电路设计优化

贠慧敏，梁晓波

（中铁电气化局集团有限公司设计研究院，北京 100166）

1 问题的提出

某编组站到达场进站信号机XG 距离信号楼2.85 km，控制电缆长3.02 km，在接车进路锁闭且满足开放黄闪黄信号的条件下，多次出现黄闪黄信号开放数秒后自动关闭信号或者黄闪黄信号不能开放的情况，使列车不能按黄闪黄显示下以80 km/h的允许速度运行，影响正常的运输作业组织和列车通过效率。为满足铁路运输和设备维护需要，从设计角度研究和解决此问题具有重要意义。

2 设计技术标准及原则

2.1 技术标准

《铁路技术管理规程》（TG/01-2014）普速铁路部分，第415 条进站色灯信号机显示：“一个黄色闪光和一个黄色灯光⸺ 准许列车经18 号及以上道岔侧向位置，进入站内越过次一架已经开放的信号机且该信号机防护的进路经道岔直向位置或18 号及以上道岔侧向位置。”

《铁路技术管理规程》（TG/01-2014）高速铁路部分，第469 条：1.常态点灯的进站色灯信号机显示：“一个黄色闪光和一个黄色灯光⸺ 准许列车经18 号及以上道岔侧向位置进入站内准备停车，且进路允许速度不低于80 km/h。”

《铁路信号设计规范》（TB 1007-2017）16.0.10闪光电源：“3.在室外作信号点灯用时，闪光频率宜为每分钟（60±10）次。”

《机车信号信息定义及分配》（TB 3060-2016）

4.6.10 UUS 黄黄闪码：“准许列车按规定的速度越过接近的地面信号机，列车车载设备DMI 显示一个双半黄色闪光。高速铁路及运行动车组的区段，表示列车接近的地面信号机开通经18 号及以上道岔侧向位置进路，且进路允许速度不低于80 km/h。普速铁路区段，表示列车接近的地面信号机开通经18 号及以上道岔侧向位置进路，且次一架信号机开通直向进路或开通经18 号及以上道岔侧向位置进路。”进站信号机黄闪黄显示场景如图1 所示。

2.2 技术原则

目前，计算机联锁系统已成为铁路信号车站联锁控制的主流设备。在工程设计中，设计者在遵循上述规程和标准的基础上，结合各型计算机联锁系统的特点，采用经过审定的 “相对定型化”的电路进行设计。

通常情况下，联锁接口、点灯控制等电路原理、动作时序及RC 设置的技术原则基本一致，具有一定的行业规范性。

3 设计电路的组成

实现进站信号机黄闪黄显示的电路包括如下。

1）计算机联锁接口电路；

2）闪光继电器SNJ 电路；

3）闪光校核继电器SNJJ 电路；

4）进站信号机黄闪黄点灯电路。

4 电路联锁逻辑分析

4.1 计算机联锁接口电路逻辑分析

1）电路作用：联锁接口电路的作用是实现计算机联锁逻辑判断与继电控制电路之间的输入、输出衔接。联锁接口电路如图2 所示。

图2 联锁接口电路Fig.2 Circuit diagrams of interlocking interfaces

2）逻辑分析：USUJ 常态落下。

当建立满足进站信号机黄闪黄显示条件的有关进路并锁闭后，由计算机联锁驱动黄闪黄继电器USUJ 吸起。

同时，计算机联锁采集USUJ 吸起和闪光校核继电器SNJJ 吸起条件，实时进行闪光显示的联锁逻辑判断。若信号机闪光异常，则SNJJ 落下，联锁采集到其落下状态后停止驱动USUJ，其落下后会关闭黄闪黄信号。

4.2 闪光继电器SNJ电路逻辑分析

1）电路作用：SNJ 的作用是控制进站信号机黄闪黄显示时1U 灯的闪光频率，使其满足50 次/分钟～70 次/分钟的频率标准要求，以利于统一辨识。闪光继电器SNJ 电路如图3 所示。

图3 闪光继电器SNJ电路Fig.3 Circuit diagram of flash relay SNJ

2）逻辑分析：SNJ 常态落下。

当联锁驱动USUJ 吸起，KZ 经过USUJ41-42 接点和SNJ43-41 接点连通两条电路回路：回路①经R1-SNJ1-2 线圈-KF；回路②经C1-SNJ4-3 线圈-KF。此时，SNJ1-2、SNJ4-3 线圈同时接通电源，由于两个线圈中电流方向相反，其磁通互相抵消，SNJ 仍保持落下状态。

SNJ 的吸起：回路②中电容C1开始充电，当其充电趋于饱和，SNJ4-3 线圈产生的磁通越来越弱直至消失，回路①中电阻R1-SNJ 经1-2 线圈的电流逐渐增大直至SNJ 吸起。在SNJ 吸起过程中，其43-41 接点切断KZ，C1经过R1-SNJ1-2 线圈回路开始放电；当SNJ 吸起后，C1经过SNJ41-42 接点-R2回路同时放电。此时，SNJ 缓放。

SNJ 的脉动：SNJ 缓放一段时间落下，又接通SNJ 回路①、回路②，重复上述过程，实现脉动。SNJ 接点条件接入在进站信号机黄闪黄点灯电路中，以实现对1U 闪光频率的控制。

由分析可见，R1可调电阻的调整，会影响回路①中SNJ1-2 线圈的电流大小，使SNJ 可靠吸起。R2可调电阻的调整，会影响C1的放电时间，最终影响SNJ 的脉动频率。即实现对1U 闪光频率的控制。

4.3 闪光校核继电器SNJJ电路逻辑分析

1）电路作用：SNJJ 的作用是校核SNJ 的脉动频率。当SNJ 脉动频率出现异常时，SNJJ 会落下，切断进站信号机点灯1U 闪光回路，使进站信号机显示降级为两个黄灯显示；同时，联锁采集到SNJJ落下条件后停止驱动USUJ，切断SNJ 励磁电路，避免SNJ 无效脉动。实现故障导向安全。闪光校核继电器SNJJ 电路如图4 所示。

图4 闪光校核继电器SNJJ电路Fig.4 Circuit diagram of flash check relay SNJJ

2）逻辑分析：SNJJ 常态落下。

当SNJ 脉动吸起，KZ 经过SNJ 前接点连通两条电路回路：回路①经SNJJ1-4 线圈至KF，SNJJ励磁吸起；回路②经C3-R3-KF，给电容C3充电。

当SNJ 脉动落下，经C3-R3-SNJJ1-4 进行放电，SNJJ 缓放；当SNJ 脉动再次吸起，重复上述动作。实现SNJJ 在SNJ 正常脉动的情况下可靠吸起。

由分析可见，R3可调电阻的调整，会影响SNJJ1-4 线圈的电压和C3充放电的快慢，结合SNJ 脉动频率的调整，从而实现SNJJ 对SNJ 的合理脉动频率校核。

4.4 进站信号机黄闪黄点灯电路

1）电路作用：进站信号机黄闪黄点灯电路是在标准的点灯电路1U 回路中串接“黄闪黄”控制条件，实现1U 的闪光控制。进站信号机黄闪黄点灯电路如图4 所示。

2）逻辑分析：当建立满足进站信号机黄闪黄显示条件的有关进路并锁闭后，由计算机联锁驱动USUJ吸起-SNJ 脉动-SNJJ 吸起，接通1U 闪光电路。

当SNJ ↑，R4旁路，1U 正常显示；当SNJ ↓，接通R4分压，1U 显示亮度微弱。随着SNJ 脉动，1U 实现“正常点亮-微弱点亮-正常点亮”的闪光显示。

由分析可见，黄闪黄点灯电路中R4为固定电阻，其阻值大小决定分压大小，影响1U 闪光时的弱光亮度，并实现分压而不断电，保证在闪光过程中有足够的电流使DJ1 保持吸起，避免错误出现主灯丝断丝报警或改点红灯等情况。

5 问题分析及设计优化

根据上述分析，针对XG 黄闪黄信号开放数秒后自动关闭信号或者黄闪黄信号不能开放而影响作业效率的情况，从以下3 方面着手分析和处理。

1）检查接口电路

在建立满足XG 黄闪黄显示条件进路且锁闭后，USUJ 应正常驱动吸起。

2）检查SNJ、SNJJ 电路

图5 进站信号机黄闪黄点灯电路Fig.5 Lighting circuit of yellow-flash-yellow aspect of home signal

在USUJ 吸起后，SNJ、SNJJ 应先后吸起，随后SNJ 开始脉动且脉动频率正常，若动作异常，调整上述R1、R2、R3阻值，使之正常动作。

3）检查点灯电路

在USUJ、SNJJ 保持吸起，SNJ 正常脉动且LXJ 等其他控制条件正确的情况下，DJ2 应吸起，DJ1 保持在吸起状态，1U 脉动电源送至室外信号机，点亮1U 闪光显示。需确认闪光频率在标准范围内。

5.1 原因分析

经多次试验核查，XG 的USUJ、SNJ、SNJJ 均动作正常，发现DJ1 在闪光过程中存在抖动或落下现象，导致黄闪黄显示开放异常。

DJ1 采用JZXC-H18 电流继电器，经测试回路电流，当SNJ 脉动吸起1U 正常显示时通过DJ1 电流为110 ～125 mA，满足其吸起值要求；当SNJ脉动落下接通R4电阻分压1U 显示较弱灯光时，通过DJ1 电流为38 ～40 mA，邻近或达到其不小于40 mA 的释放值，故出现抖动或落下现象。

由此可见，R4分压过大直接导致DJ1 电流过小。设计中，R4采用“定型化”的4 000 Ω/50 W选型设计，分析XG 会出现黄闪黄显示开放异常的原因，从1U 闪光回路入手分析发现，XG 所处编组站到达场的咽喉区很长，其距离信号楼2.85 km，其点灯控制电缆长达3.02 km，与一般车站进站信号机控制电路1 km 左右的情况相比，其1U 回路阻值增大了2 倍多，使1U 回路线缆压降较常规情况下要大许多。所以，设计采用“定型化”的R4经4000 Ω/50 W 选型，在此情况下分压“过大”，对XG 不适用。

5.2 设计优化方案

根 据XG 实 际 情 况，将R4更 换 为2 000 Ω/50 W 或3 000 Ω/50 W 可调电阻，将通过DJ1 的电流控制在其释放值以上且弱光显示正常，保障DJ1 在闪光期间保持可靠吸起。XG 黄闪黄信号开放问题得以解决。

6 结束语

从工程设计角度对XG 黄闪黄信号开放问题展开分析，提出设计优化方案，从源头上解决此类问题。在遵循标准的前提下，应针对设计项目特点，贯彻因地制宜的设计思想，对于工程设计实践具有一定的借鉴意义。