基于64D的站间闭塞系统逻辑分析及改进建议

赵 泽

（北京全路通信信号研究设计院集团有限公司，北京 100070）

1 概述

64D半自动闭塞（简称64D）于1964年鉴定定型后逐步在全路推广，是国内目前主流的半自动闭塞制式。

64D由继电器电路实现半自动闭塞功能，无需增加专用闭塞机，可靠性高，仅通过2芯电缆即可实现站间通信，成本低廉，故目前仍广泛应用在国内非繁忙线路。在64D的基础上，由计轴或轨道电路实现区间占用检查，即可构成自动站间闭塞，该种闭塞方式不改变64D的基本逻辑，并可与调度集中系统结合，降低运输工作量、减少风险、冗余性强，近年来不仅在部分国内线路得到了应用，也推广到了一些海外铁路项目中，例如肯尼亚的蒙内铁路。

2 64D电路的原理

2.1 64D电路的组成

不考虑电铃继电器、联锁及外围结合电路，64D电路的核心部分由18个继电器组成，其名称及功能如表1所示。

表1 64D电路继电器名称及功能Tab. 1 Names and functions of 64D circuit relays

2.2 64D半自动闭塞逻辑

典型的64D半自动闭塞办理过程如表2所示，为方便后文论述，表2中将64D半自动闭塞过程中的各状态用S0～S14编号区分。

表2 典型的64D半自动闭塞办理流程Tab. 2 Typical setting process of 64D semi-automatic block

2.3 基于64D的自动站间闭塞逻辑

基于64D的自动站间闭塞的办理流程与继电器状态与64D半自动闭塞基本相同，其通过计轴或轨道电路检查区间空闲状态，并自动触发BSAJ、FUAJ、JSBJ等继电器，具体触发逻辑如下。

1）S0状态下，发车站办理发车进路且区间空闲，自动触发发车站的BSAJ励磁。

2）S3状态下，区间空闲，自动触发接车站的BSAJ励磁。

3）S11状态下，区间空闲，自动触发接车站的JSBJ落下。

4）S12状态下，区间空闲，自动触发接车站的FUAJ励磁。

3 64D电路的特点

64D电路诞生于20世纪60年代，基于当时的国情和国内铁路信号系统的发展情况，64D电路的设计理念是在满足半自动闭塞技术条件的基础上，尽可能节约工程成本，并适应各类联锁系统。其电路的设计特点充分体现了老一辈铁路设计人员的智慧，只有充分理解这些设计特点，才能更好地指导未来站间闭塞系统的发展。

3.1 脉冲信号的复用

采用64D半自动闭塞系统的相邻两站间，通过线路继电器电路互相发送站间信号。为尽可能减少站间电缆，节约工程成本，64D电路中仅通过2芯电缆实现站间信息交互。通过ZDJ、FDJ调整发送电源的极性，发送正极性脉冲信号和负极性脉冲信号2种信号，并通过这2种脉冲信号的复用，表达7种不同的信号含义，如表3所示。

从表3中可以看出，64D电路一般采用正极性表示“办理”性质的信号，负极性表示“复原”性质的信号，通过脉冲信号极性区分信号性质。其中较为特殊的是自动回执信号采用负极性脉冲信号，其设置原因分析如下。

表3 64D站间信号类型Tab.3 Types of 64D inter-station signals

1）若不设置自动回执信号，如果甲站向乙站发出请求发车信号，但乙站未收到，乙站后续按下闭塞按钮，向甲站发出请求发车信号，会被甲站错误识别为同意接车信号，导致两站同时向区间发车的危险侧情况。

2）若自动回执采用正极性信号，如果甲站向乙站发出请求发车信号，但乙站未收到，乙站后续按下闭塞按钮，向甲站发出请求发车信号，会被甲站错误识别为自动回执信号，同样可能导致两站同时向区间发车的危险侧情况。

综上所属，为了节约成本，64D电路通过2种极性脉冲信号的复用，表达所需的各种站间信号含义，在此基础上为防止两站同时向区间发车的危险侧情况，设置了一种与请求发车、同意接车信号极性相反的自动回执信号。

3.2 继电器的功能复用

64D电路中，典型的功能复用的继电器有两个：XZJ和HDJ，其具体复用场景如下。

1）发车站S1～S3状态中用XZJ的励磁表示已请求发车，S4～S6状态中用XZJ的落下表示发车进路已锁闭。

2）接车站S2状态中用HDJ的励磁和缓放发送自动回执信号，S11～S13状态中用HDJ的励磁表示列车满足两点检查确认到达。

3.3 轨道继电器的电路图防护法

64D电路中GDJ常态为落下，仅当ZKJ或者TCJ励磁后，GDJ才可能励磁。这是为了省电（对无电源地区的考虑），但不符合故障-安全要求。为此，在64D的电路中采用电路图防护法：对于发车站，S5状态下只有当GDJ可以励磁时，KTJ才能励磁，后续才能开放出站信号；对于接车站，S8状态下只有当GDJ可以励磁时，TJJ才能落下，后续才能确认列车到达。此外，在到达复原时会再次检查GDJ是否可以励磁。

4 64D电路的缺陷

64D电路受限于时代的局限性，采取诸多特殊的设计，虽然满足半自动闭塞的技术条件，但在一些特殊场景下也存在一些缺陷，本文列举其中较为典型的两个缺陷。

4.1 KTJ励磁问题

KTJ励磁电路如图1所示，在S5状态下，只有当ZKJ、GDJ和ZXJ同时励磁时，KTJ才能励磁，为后续开放出站信号做准备。

事实上，ZKJ和ZXJ同时励磁，足以表明收到邻站的同意接车信号，此处串入GDJ的前接点是为满足本文3.3节所述电路图防护法的要求，检查GDJ是否可以正常励磁。

若此时发车站正利用进站内方首区段进行调车作业，导致GDJ落下，考虑到ZXJ励磁时机仅有数秒，很可能导致KTJ无法正常励磁，进而导致后续出站信号机无法开放。

4.2 事故复原问题

在接车站办理事故复原过程中，会励磁FDJ，在复原本站闭塞状态的同时，向发车站发送负极性信号。

复原继电器电路如图2所示，发车站在收到负极性信号后，若XZJ落下则会励磁FUJ，复原发车站的闭塞状态。

从图2可以看出，XZJ在S1～S5状态为励磁状态，在S6及之后的状态是落下的，即发车站在发车进路锁闭前无法被接车站事故复原，在发车进路锁闭后反而可以被接车站事故复原。

如上文3.1节所述，对于发车站来说，64D电路通过XZJ的状态来区分复原信号和自动回执信号，当XZJ励磁时收到的负脉冲信号按自动回执信号处理，无法励磁FUJ；当XZJ落下后收到的负脉冲信号按复原信号处理，励磁FUJ并复原闭塞状态。同时，64D电路用XZJ的励磁表示已请求发车，用XZJ的落下表示发车进路已锁闭。这种电路设计导致发车站在收到自动回执后，仍需维持XZJ的励磁状态直到发车进路锁闭，在此期间无法被接车站的负极性信号复原。

在上述情况下会导致两站闭塞状态不一致，特殊情况下可能发生两站同时向区间发车的危险侧情况。目前，主要通过要求两站同时办理事故复原等管理手段缓解该缺陷造成的风险。

5 站间闭塞改进建议

站间闭塞发展的大趋势主要包括使用光通信替代站间线缆通信、64D 与计轴设备结合实现站间自动闭塞、以及使用电子模块替代继电电路等。随着电子模块取代64D继电电路、光纤通信取代两芯电缆，在后续站间闭塞系统的研发与应用当中，不应拘泥于64D电路本身的逻辑，而应当在充分理解64D基本技术条件的基础上，规避其既有缺陷。基于以上发展趋势，结合前文分析的64D电路的特点和缺陷，本文对站间闭塞系统的发展提出以下建议。

1）使用不同代码区分不同功能的站间信号，取代目前正极性和负极性的信号。

2）实时检查站间通信的可靠性，确保每条站间信号的送达，避免两站闭塞状态不匹配的问题，站间通信中断时停止向区间发车。

3）不拘泥于64D电路的继电器状态，进一步细分站间闭塞各个状态，并细化各状态下的处理逻辑。

4）站间闭塞的办理和复原过程无需再检查进站内方首区段的GJ状态，而是直接从联锁获取接发车进路的状态，作为进入闭塞锁闭和列车到达的判断依据。

6 结论与展望

基于64D的站间闭塞系统仍是国内目前主流的单线闭塞制式，在国内铁路网中发挥着重要的作用。64D电路巧妙地通过仅仅18个继电器和2芯站间电缆实现半自动闭塞的所有功能，但也因此采用了脉冲信号复用、继电器功能复用和电路图防护法等特殊设计。

本文着重分析64D电路所采用的各项特殊设计背后的原因及其实现逻辑，指出目前基于64D的站间闭塞系统存在部分固有缺陷，并分析了相关缺陷产生的原因。基于上述研究，结合铁路信号领域电子化、信息化的大趋势，本文认为下一代站间闭塞系统应使用全电子模块和光通信技术，并建议其在系统设计中区分站间信号、进行通信可靠性检查、细分闭塞状态并结合联锁进路信息，进而克服64D电路的固有缺陷，更好地支撑国内铁路事业的发展。