铁路专用线特殊条件下站间联系电路设计方案探讨

刘小溪

随着国内地方经济的发展，越来越多的商品运输开始选择公路、水路、铁路多式联运的模式，由此带动了地方铁路的投资与建设。在进行地方铁路专用线建设时，环境、资金、用地等会成为制约性因素，决定着专用线的长度及专用线车站的选址。当专用线长度较短、专用线车站选址距国铁接轨车站距离较近，且两站之间无设置区间闭塞条件时，行车作业的办理就需选择联锁与联锁直连的电路控制方式，即站间联系方式。本文结合既有竣工项目，重点探讨当专用线长度较短时，站间联系电路设计方案，结合站前工程技术条件的限制，分析特殊条件下站间联系电路的设计该如何进行综合考虑。

1 站前条件

铁路工程分为线下工程和线上工程，线上工程又分为站前工程与站后工程。线下工程主要包括路基、桥梁、隧道工程；站前工程主要为轨道工程，站后工程主要为四电工程。信号工程作为四电工程的弱电工程，其设计很大程度上受线下及站前工程的制约。图1为某专用线信号平面布置图，专用线起点为接轨站在京广正线上的10#道岔，终点为专用线车站（纵列场）Ⅱ-ⅢG末端车挡位置（粗实线部分），长度1.732 km。接轨站既有情况为6条股道到发线，客货混运，作业繁忙。本次项目不新增股道到发线。

图1 某专用线信号平面布置

根据线下工程、站前工程的设计情况，整理出对信号工程的影响因素如下。

1）新建石梁河中桥，桥长48 m。

2）专用线设计速度40 km/h，最大牵引质量5 000 t，最小曲线半径500 m，下行方向为3.2‰的下坡。

3）下行方向的集装箱列车在抵达接轨站后，可以直通作业方式运行至纵列场，列车在纵列场装卸区进行解体、编组作业。

4）通过行车验算，下行方向行车制动距离465 m，上行方向行车制动距离405 m。

2 技术方案的特殊性

根据站前工程的设计情况，依据《铁路信号设计规范》［1］《铁路技术管理规程》（普速铁路部分）［2］与国铁集团现行的其他规范、国标、铁标及技术规定，站间联系部分的信号技术方案设定如下。

1）在接轨站及纵列场入口处设置SL、XL进路信号机，含列车、调车及引导作业功能；根据道岔开向及曲线半径，SL信号机列车作业开放UU，XL信号机列车作业开放U或UU［3］，信号机机构绿灯封闭，拆除SL进路信号机组合中的正线继电器（ZXJ）。

2）进站道岔均为对向道岔，进路信号机设在岔前50 m位置，6/201WG区段有效长度243 m，无法设置区间闭塞，两站之间采用站间联系方式；SL信号机预设位置为石梁河中桥，信号机构改为矮柱，采用热镀锌金属支架安装［4］。

3）接轨站下行出站信号机至XL之间最短距离为645 m，纵列场上行出站信号机至SL之间最短距离为525 m，距离在400～800 m之间，根据相关规范，前一架信号机在关闭状态时，后一架信号机不准开放，即红灯重复［2］原则。

4）6/201WG区段有效长度小于2个方向的行车制动距离，进路信号机列车进路接近区段延长［3］。

5）国铁机车直通作业进入纵列场股道到发线，纵列场设置电码化，6/201WG区段采用双端发码［1］。

3 电路设计特点

站间联系电路的设计内容包括：联锁控显界面、驱动采集电路、联锁接口端子、继电器组合及内部配线等。图2为本专用线的站间联系电路图，以接轨站作为本站，纵列场作为邻站进行设计。

图2 站间联系电路

3.1 控显界面

控显界面设计指联锁上位机界面上设置的表示灯，显示邻站的行车作业信息或特殊继电器的状态。根据信号技术方案，两站之间可以互相办理列车、调车及引导进路，列车进路接近区段延长，因此在控显界面上需设置列车照查、调车照查、列车开放、调车开放、引导开放、区段占用等的表示灯。区段占用表示灯显示的是整个接近区段的状态，不是邻站相邻区段的状态，邻站相邻区段6/201WG的显示在联锁界面上以光带方式进行复示。

假设列车在抵达接轨站后更换调机，采用调车方式牵引至纵列场，两站之间不再设置列车及引导进路，那么电路设计时进路信号机就需更换为调车信号机，控显界面上只需保留调车照查、调车开放及区段占用。再假设6/201WG区段归属接轨站联锁，且上行方向调车作业行车制动距离小于6/201WG区段的长度，那么本站控显界面上则仅需保留调车照查与调车开放。

3.2 驱动采集电路

驱动采集电路分本站驱动、邻站采集的电路，邻站驱动、本站采集的电路，以及两站之间互相驱采的电路。主要是对信号继电器（XJ）、照查继电器（ZCJ）、轨道继电器（GJ）的驱动采集。除了有跨车场的进路情况外，铁路系统的计算机联锁很少对邻站道岔相关的继电器进行驱动采集，这点与城市轨道交通的联锁系统不同。驱动采集电路只需设置励磁电路即可，不需设置自保电路［5］。

3.2.1 信号继电器的驱动采集

XJ驱动采集电路中，用于驱动功能的继电器可采用信号机组合中相关的继电器，也可采用站联组合中增设的复示继电器。常见驱动采集的XJ有列车信号继电器（LXJ）、调车信号继电器（DXJ）、引导信号继电器（YXJ）和ZXJ。以本专用线为例，当以SL信号机为始端的调车信号开放时，SL信号机组合中的DXJ处于吸起状态，邻站站间联系组合中SLDXJ（邻）就会相应的励磁吸起［6］。

3.2.2 照查继电器的驱动采集

ZCJ、ZCJ（邻）、列车终端继电器（ZJ）、调车通知继电器（DTJ）是在站联组合中设置的继电器。ZCJ、ZCJ（邻）的区别是：ZCJ指本站驱动的继电器，ZCJ（邻）指采集邻站状态的继电器，其他如LXJ、LXJ（邻）之类的命名类似。

根据图2，邻站的XLZJ、XLZCJ与本站的XLZCJ（邻）、LXDTJ（邻）构成一条动作电路，由邻站供电控制本站的采集继电器动作；而本站通过对XLZCJ（邻）、XLDTJ（邻）状态的采集，在控显界面上形成列车照查或调车照查的状态显示：ZCJ（邻）↓、DTJ（邻）↓表示调车照查，ZCJ（邻）↓、DTJ（邻）↑表示列车照查。

类似的特殊设计还包括：如果邻站往本站办理的行车只有调车作业，那么邻站站联组合中不必设置ZJ，本站也不必设置DTJ（邻），邻站的ZCJ直接驱动本站的采集继电器即可。

3.2.3 轨道继电器的驱动采集

站联电路中用到的GJ除了轨道区段继电器（DGJ或WGJ）外，还有接近轨继电器（JGJ）。

本专用线站联电路中驱动采集的GJ有6/201WGJ与6DGJ。在计算机联锁界面显示的一般技术要求中，进站信号机外侧需显示至少一段接近轨，根据接近轨的占压状态显示判断是否有车靠近，所以SL信号机外侧需做6/201WG的光带显示，需采集邻站6/201WGJ；至于本站往邻站驱动的6DGJ信息，在后文特殊信息说明中进行解释。

JGJ的设置是因为6/201WG区段长度小于行车制动距离，需对进路信号机列车接近锁闭区段延长。按接近锁闭区段长度不应小于行车制动距离的原则，从纵列场Ⅱ-2G发车，SL接车进路的接近锁闭区段应为6/201WGJ、201DGJ、203DGJ、205DGJ；从纵列场Ⅱ-IIIG及Ⅱ-4G发车，SL接车进路的接近锁闭区段为6/201WGJ、201DGJ、207/209DGJ；所以SLJGJ的励磁电路应设2个分支电路，分别由Ⅱ-2G发车进路与Ⅱ-ⅢG、Ⅱ-4G发车进路内的GJ串接组成。邻站联锁SLJGJ内部逻辑接通时，直接驱动SLJGJ励磁，本站SLJGJ（邻）采集相继励磁［7］。

以上是本专用线行车制动距离小于进路信号机与出站信号机之间距离的情况，其他项目中也会遇到距离大于的情况，即接近轨延长至股道到发线。行车专业给出的行车制动距离是按照最大设计速度、最大载重、坡度等不利条件下计算出的最大制动距离，而列车发车是个启动加速的过程，因此实际制动距离是小于这个数值的。如果在股道有车占用时无论其是否打算发车都接通SLJGJ励磁，那么本站SL进路信号机只要信号开放后就会立刻处于接近锁闭状态，办理的进路将无法通过“总取消”按钮取消，只能通过“总人解”按钮延时180 s来解锁，在解锁等待的时间内是无法办理其敌对进路及抵触进路的，这样会影响联锁的使用效率。此时若转换设计逻辑：SLJGJ的励磁电路设3个分支电路，每一个分支电路均由出站信号机的LXJ与相应股道的GJ串接组成，即发车进路办理、出站信号机开放、股道占用时再驱动SLJGJ励磁，则可以提高联锁使用效率。部分联锁还可以设计为发车进路锁闭、两点检查到列车进入信号机内方第一区段时再驱动SLJGJ励磁的逻辑，效率更高［8］。

3.3 接口端子

接口端子指联锁与继电器组合之间的驱动端子和采集端子。

1）驱动端子。站间联系组合中的ZJ、ZCJ、JGJ继电器是在本站联锁内部逻辑接通时，由联锁直接驱动励磁的，所以在联锁驱动板上设置驱动端子，与继电器的线圈相连，由联锁系统直接驱动励磁。

2）采集端子。站间联系组合中的其他继电器则是由邻站驱动的，其继电器线圈与分线盘相连；联锁系统根据需求采集这些继电器的状态，用于判断邻站的控制信息。一般来说，对常态落下的继电器采集后接点，常态吸起的继电器采集前接点。但采集端子的设置需结合设备厂家的意见，因不同的联锁设备，其内部的处理逻辑会有差异，比如有的联锁电路中的逻辑判断，可能需同时输入某一继电器前接点与后接点的状态，在进行采集端子设计时，应提前与该联锁设备供应厂家进行细节确认。

3.4 组合及内部配线

车站计算机联锁系统的上位机，通过接口柜与室内组合架上的继电器组合相连，继电器组合通过分线柜与室外设备相连，故继电器组合在联锁系统中有着承上启下的作用。从6502电气集中联锁开始，常用的继电器组合都在朝着定型化、模块化的方向发展，如信号机组合、道岔组合、轨道电路组合；但站间联系组合不同，它属于零散组合，需根据功能需求，由设计人员进行专项设计。

3.4.1 组合排列

根据站间联系（简称站联）电路图，接轨站站联组合中需要设置的继电器有：SLZJ、SLZCJ、XLZCJ（邻）、XLDTJ（邻）、XLLXJ（邻）、XLDXJ（邻）、XLYXJ（邻）、6/201WGJ（邻）、XLZXJ（邻）、XLJGJ、SLJGJ（邻），共计11个；其中XLZCJ（邻）与XLDTJ（邻）采用JPXC-1000型偏极继电器，其余均可采用JWXC-1700型无极继电器。继电器组合的排列没有顺序性要求，室内组合架上每层最多摆放10个，所以本接轨站需采用2个站联组合来实现本站功能［9］。

3.4.2 内部配线

内部配线中包括组合侧面端子的配线与继电器之间的配线。

1）继电器与侧面端子之间的配线宜先配置线圈。继电器励磁是线圈通电完成的，线圈为必配项；前、后线圈的使用根据站间联系电路图进行。其次配置接点，站联组合中继电器均为新设，8组接点均处于空余状态，可自由分配；提前规划好接点的用途可以避免配线过程中出现混乱，也便于后期功能的扩展。比如定义第1组接点用于采集，第2组、第3组用于驱动，第8组用于复示，在后续进行其他组合内部配线时，即便第1、2、3、8组接点处于空闲，也宜选择其他组接点。如纵列场站联组合中，选择SLLXJ（邻）与SLYXJ（邻）的第5组用于移频柜的发送器，第6组用于综合柜的发码继电器。

2）继电器之间的配线同样是依据站间联系电路图，如果所有继电器同处于站联组合内，则不需要选择侧面端子与外部连接，比如ZJ与ZCJ之间的连接。

3）电源线的配置中，需配置继电器控制正电（KZ）与控制负电（KF）、站联正电（Z2）与负电（F2）、采集板正电（DY24），这3路电是由电源屏分开供电的，在零层电源端子上也是分开走线的，不能混淆。同样是为继电器动作供电，KZ电压只为DC24 V，但Z2，因需通过近2 km的电缆驱动邻站继电器动作，其电压选择为DC20～120 V。此处设计需要注意的是，如果接入同一电源的接点较多，施工的压线工艺无法保证所有线头都能插入侧面端子之中，焊接工艺无法避免焊锡松动、脱落的隐患时，应当采用“环线法”串接。

4）除了站联组合，还需对信号继电器组合及轨道继电器组合增加配线，增加站联正电与负电。这2个组合为定型组合，配线时根据空余接点的位置进行配置。此处需要注意的是，如果某个继电器仅剩1组接点空余，应当在该定型组合或者站联组合中增加复示继电器，用空余的这组接点连接复示继电器的1—4线圈，用复示继电器驱动邻站的采集继电器，如图2中XLLXJF励磁电路的示例，避免后续再无接点可用的情况发生。

3.5 特殊信息说明

根据图1两站的界限划分，可以确定接轨站联锁界面上需要复示纵列场XL信号机及6/201WG的状态；而纵列场联锁界面上仅需复示接轨站SL信号机状态，不需复示SL信号机内方6DG的状态。需要明确的是：接轨站传往纵列场的6DGJ信息不是为纵列场计算机联锁使用的，纵列场计算机联锁不需要设置6DGJ（邻）的采集端子［10］。

在技术方案设计中纵列场设置电码化时，6/201WG区段双端发码。如图3所示，在SL的发码继电器电路中，接轨站SL信号机与纵列场出站信号机同时开放后，SLFMJ的励磁电路接通；在列车压入发车进路内方第一区段后，出站信号机关闭，SLFMJ通过轨道复示继电器（GJF）接通自保电路；列车进入SL信号机内方后用1LQJ切断SLFMJ的自保电路，切断SL发码，此处的1LQJ应该采用6DGJ（邻）［11］。

图3 SL发码继电器局部电路

假设接轨站传往纵列场驱动的信息中没有6DGJ，SL发码继电器电路去掉1LQJ，只用SLLXJ（邻）与SLYXJ（邻）的落下来切断自保电路，从功能上也是可以实现的［12］。

对于接轨站SL列车接车进路，当车列压入SL信号机内方第一区段时，SLLXJ就会立刻落下，纵列场SLLXJ（邻）相应落下，SLFMJ自保电路被切断，SL发码器停止发码。但是对于引导进路，引导信号在联锁系统上是强制开启及强制关闭的，需要人工确认进路内的道岔位置及区段占压状态，在列车头部越过信号机后即可在调度台进行信号的手动关闭或者取消；而实际操作中，室内调度员可能存在等到列车完全进入信号内方或者等待列车在股道上停稳后才去关闭引导信号，甚至出现忘记关闭信号的情况，这会导致纵列场SLYXJ（邻）持续吸起，SLFMJ自保电路无法被切断，SL发码器持续发码的情况存在。目前无法论证SL持续发码在什么样的极端条件下会带来怎样的后果，但对于设计而言，应该从一开始就全面考虑两站之间相互传递的信息，保证各个信号设备能够正常工作，避免不可预见的情况发生。

4 结束语

本文从设计的角度，结合已竣工后的专用线项目，根据站前工程技术条件，联锁内部逻辑等要素，对站间联系电路、组合及其内部配线进行了分析与介绍。经验表明：技术条件不同，联锁内部逻辑不同，设计过程中需要考虑的问题细节就会不同；设计作为工程项目的关键环节，提前将问题考虑全面，可以更大限度地保证工程的质量与安全。本文将站联电路设计过程中的思路与经验进行归纳总结，可供同行设计者进行借鉴。