不同制式轨道电路相邻时存在问题及解决方案

达兴亮

（中铁第四勘察设计院集团有限公司，武汉 430063）

某既有车站大修改造时，运营部门审查后要求分路不良区段采用高压脉冲轨道电路，因此该站出现正线区段高压脉冲轨道电路和25 Hz 相敏轨道电路相邻的情况。因两种轨道电路制式存在不一致的时间特性，导致单机高速运行时，存在轨道区段漏解锁的情况。同时短车高速通过还会出现短暂“丢车”“掉码”的现象，对正常行车造成干扰，需采用必要的技术手段予以规避。

1 问题提出

参考轨道电路厂家提供的《GMG-GX 型电子化不对称高压脉冲轨道电路系统技术手册》相关资料，高压脉冲轨道电路接收系统的吸起延时为2～2.5 s，落下延时为1～1.5 s，采用的类型为无极继电器JWXC-1700。97 型25 Hz 相敏轨道电路接收端采用JRJC-70/240 型交流二元二位继电器，联锁系统接口所用的轨道继电器为JWXC-H310 型无极缓动继电器。电码化发码继电器为JWXC-H340型无极缓放继电器。国内机车最短中心轴距L为11 m。不同轨道电路相关继电器的时间特性如表1所示。

表1 不同轨道电路相关继电器时间特性Tab.1 Time characteristics of relays related to different track circuits

1.1 问题一：单机运行漏解锁

如图1 所示，该站IIAG，9-11DG 为25 Hz 相敏轨道电路，21DG，7DG 为高压脉冲轨道电路，IIAG 的长度为66 m。当列车以120 km/h 的速度由21DG 驶向IIAG（由高压脉冲轨道区段以高速驶入25 Hz 相敏轨道短区段）时，列车最后轮对出清21DG 后，21DG 轨道继电器吸起的时间t1＝2.5＋0.22＝2.72 s(取最不利时间进行分析);列车最后轮对出清21DG 至出清IIAG 的时间t2＝IIAG 长度/车速＝66/(120/3.6)＝1.98 s。列车最后轮对从IIAG 出清后，联锁采集IIAG 的轨道继电器IIAGJ 吸起时间为t3＝0.4＋0.2＝0.6 s（取最不利时间进行分析）。由于t1＞t2＋t3，因此IIAG 会先于21DG 吸起，违反信号联锁的“三点检查”逻辑，导致21DG 漏解锁。

图1 车站信号设备平面局部Fig.1 Partial plan of station signal equipment

1.2 问题二：单机运行占用丢失

同理，如图1 所示，当列车以120 km/h 的速度由9-11DG 驶入7DG（由25 Hz 相敏轨道区段高速驶入高压脉冲轨道区段）时，9-11DG 空闲吸起的t1＝0.4＋0.2＝0.6 s(取最不利时间进行分析)，7DG 占用落下的时间t2＝1.5＋0.03＝1.53 s，两者的时差为0.93 s。如果单机高速通过，前后轮经过绝缘节时间小于0.93 s，就会发生7DG还未落下，9-11DG 已经吸起的情况，产生“丢车”的现象。

按照单机车长为11 m 计算，当车速大于（11/0.93）×3.6＝42.58 km/h 时就会“丢车”。

1.3 问题三：单机运行短暂掉码

以SII→XF的发车进路为例，当列车以100 km/h的速度由9-11DG 驶入7DG（由25 Hz 相敏轨道区段高速驶入高压脉冲轨道区段）时，9-11DG 空闲吸起的t1＝0.4＋0.2＝0.6 s(取最不利时间进行分析)，7DG 占用落下的时间t2=1.5＋0.03＝1.53 s，单机第一轮轨压入7DG 至出清9-11DG 的时间为t3＝11/(100/3.6)＝0.396 s，因此7DG 落下与9-11DG 吸起的时间差△t＝t2－t1－t3＝1.53－0.6－0.396＝0.534 s，也即存在0.534 s 的时间7DG，9-11DG同时吸起。除了发生占用丢失外，由于0.534 s 大于SIIMJ 的缓放时间（0.5 s），会导致SIIMJ 存在0.034 s 的短暂落下，进而打断发码通道0.034 s，出现短暂掉码的情况。SIIMJ 的励磁原理如图2 所示。

图2 SIIMJ电路原理Fig.2 SIIMJ circuit schematic diagram

2 解决方案

2.1 单机运行漏解锁

方案一：在设计前期，通过与运营部门的沟通，车站正线区段统一采用相同制式的轨道电路，保证正线轨道区段有一致的时间特性。

方案二：对与高压脉冲轨道电路相邻的25 Hz相敏轨道电路区段长度根据列车运行速度进行限制。顺着问题一的分析方法，计算出在防止单机漏解锁基础上，与高压脉冲轨道区段相邻的25 Hz 相敏轨道区段最短长度与列车运行速度的对应关系，如公式（1）所示。

公式中：

T1: 高压脉冲轨道电路接收系统缓吸时间；

T2: 25 Hz 相敏轨道电路接收系统缓吸时间，取值为0.6 s；

LG：与高压脉冲轨道区段相邻的25 Hz 相敏轨道区段长度；

V车：列车速度。

根据公式（1），列车运行速度与高压脉冲轨道区段相邻的25 Hz 相敏轨道区段最短长度对应关系如表2 所示。

表2 列车运行速度与高压脉冲轨道区段相邻的25 Hz相敏轨道区段最短长度对应关系Tab.2 Corresponding relationship between train running speed and the shortest length of 25 Hz track circuit section adjacent to high-voltage pulse track circuit section

综合以上两家设备，针对正线存在高压脉冲轨道电路和25 Hz 相敏轨道电路的车站，为防止问题一的出现，与高压脉冲轨道区段相邻的25 Hz 相敏轨道区段的长度应做如下限制：

当车速为100 km/h 时，区段长度不小于59 m。

当车速为120 km/h 时，区段长度不小于71 m。

当车速为160 km/h 时，区段长度不小于95 m。

方案三：与高压脉冲轨道电路相邻的25 Hz 轨道电路增加延时吸起的电路，使两种轨道电路制式的时间特性保持一致，计算机联锁采集增加缓吸之后的继电器进行逻辑运算，如图3 所示。

图3 增加缓放电路Fig.3 Adding slow release circuit

方案四：与方案三解决思路一致，但改由计算机联锁实现抵消时差的功能，达到不同轨道电路时间特性的一致性。

2.2 单机运行占用丢失

方案一：在设计前期，通过与运营部门的沟通，车站正线区段统一采用相同制式的轨道电路，保证正线轨道区段有一致的时间特性。

方案二：与高压脉冲轨道电路相邻的25 Hz 相敏轨道电路增加延时吸起的电路，使两种轨道电路制式的时间特性保持一致，计算机联锁采集增加缓吸之后的继电器进行逻辑运算，如图3 所示。

方案三：与方案二解决思路一致，但改由计算机联锁实现抵消时差的功能，达到不同轨道电路时间特性的一致性。

2.3 单机运行短暂掉码

方案一：在设计前期，通过与相关部门的沟通，车站正线区段采用统一的轨道电路制式，保证正线轨道区段时间特性的一致性。

方案二：前两个问题的解决方案主要是对联锁系统采集对应的GF2 组合进行延时处理，原25 Hz相敏轨道电路二元二位继电器吸起时间并未改变，而电码化FMJ 电路中使用GF1 组合中继电器，因此其吸起、落下时间并未改变，为了防止掉码现象的产生，需对FMJ 电路进行修改。

原FMJ 继电器采用JWXC-H340 型，延时时间为0.5 s，根据问题三分析，延时时间需大于0.534 s 才能避免掉码，因此将原发码继电器型号由JWXC-H340 更换为JWXC-1700 型无极继电器，同时在继电器1，4 线圈上并连由阻容元件构成的放电电路，实现延长缓放时间的效果，从而解决该问题，如图4 所示。

图4 改进SIIMJ电路Fig.4 Improving SIIMJ circuit

综上所述，要想同时解决问题一、二、三、则需采用以下两个方案。

方案一：在设计前期，通过与运营部门的沟通，车站正线区段统一采用相同制式的轨道电路，保证正线轨道区段有一致的时间特性。

方案二：与高压脉冲轨道电路相邻的25 Hz 相敏轨道电路增加延时吸起的电路，使两种轨道电路制式的时间特性保持一致，计算机联锁采集增加缓吸之后的继电器进行逻辑运算如图3 所示，同时发码继电器采用JWXC-1700 型无极继电器，并在继电器1，4 线圈上并接由阻容元件构建的放电电路，延长缓放时间如图4 所示。

3 结论

为避免对正常运营造成不必要的干扰和影响，在同一车站采用不同制式轨道电路的情况下，需要分析不同轨道电路在时间特性方面的匹配性，采用必要的技术措施，保证轨道继电器动作能满足联锁进路解锁条件、地面低频码序的连续性要求。

另外，为规避上述问题，在设计前期将此问题与运维部门进行充分沟通，尽量采用同种制式的轨道电路，可以降低技术解决方案带来的电路复杂性问题，同时也可降低运营风险。