专用线DX3型道口电路设计方案分析与运用

代立疆

随着我国交通运输事业的不断发展，铁路道口处的行车密度不断提高，相应的交通协调压力也越来越大。铁路道口是铁路线路上铺面宽度≥2.5 m直接与道路贯通的平面交叉。新建线路及大部分改建线路均已取消平交道口，改为立交等形式，但出于经济和工程条件限制等方面的考虑，仍然有部分道口保留，相应设置了道口报警电路［1-2］。目前，我国道口多数利用DX3型道口电路进行设计，DX3型道口电路为定型电路，通过在室外接近通知点和到达点设置控制器，实现道口信号系统的自动报警。当道口邻近车站时，车列作业模式较复杂，无法通过在室外设置控制器来实现道口信号系统的自动报警功能，需计算机联锁根据具体的进路信息、区段占用情况等条件控制道口接近通知继电器和到达继电器的励磁，从而实现道口信号系统的报警功能［3-4］。

文献［5］针对道口位于车站站内场景，结合联锁驱动逻辑设计对应的道口电路；文献［6］针对道口位于车站的接近区段场景，结合道口报警时机设计道口电路；文献［7］针对道口位于区间且邻近车站场景，结合列车运行速度，实现道口电路设计。目前，还没有针对车站与专用线间的各种场景下道口电路设计的相关研究。与车站衔接的专用线多为单线，调车速度一般不大于40 km/h［8］。根据专用线上道口接近通知点与车站、区间的位置关系，有道口上下行通知点均在站内、分别在站内和区间、均在区间3种情况，其道口电路均需特殊设计。基于铁路道口信号系统的工作原理，本文以沈阳东站道口为例，对上述3种场景下的专用线道口电路进行设计。

1 铁路道口信号设备

1.1 设备概述

DX3型道口信号设备一般采用道口自动通知、道口自动信号、人工控制道口栏木等方式进行控制；对自动通知有困难的地点，大多采用人工（电话）通知。

专用线一般为单线，单线的标准DX3型道口信号设备由2个闭路式控制器、2个开路式控制器、室内逻辑控制电路、道口控制盘及室内音响器、室外报警设备等构成［9-10］，见图1。

图1 道口信号设备示意

1.2 道口接近通知时间

根据铁路站内和区间的道口系统技术条件，道口接近通知时间T［11-12］为

式中：t1为道路车辆以最低速度通过道口（在列车接近通知开始，保证使已经闯入道口的车辆能完全出清道口）的时间；t2为道口栏木关闭动作时间，按10 s取值；t3为司机采取紧急制动确认时间，按5 s取值；tF为可变量，根据道口的实际运用情况、繁忙程度适当增加；l1为两道口信号机之间或两停止线间的距离，需根据道口的实际情况取值；l2为道路车辆确认信号显示的距离，按5 m取值；l3为道路机动车车体长度，按22 m取值；vd为机动车通过道口的规定最低速度，按5 km/h取值。

1.3 道口接近区段长度

根据铁路站内和区间的道口系统技术条件，道口接近区段长度L为

式中：Vg为车列在接近区段内运行的最高速度，本专用线上的调车运行速度均按照最高为40 km/h考虑；L1为道口中心到遮断信号机的长度，需根据道口的实际情况进行取值；L2为调车的紧急制动长度，需根据道口所在线路的坡度、机车类型及编组情况进行测算。

2 道口电路设计

沈阳东站为计算机联锁车站，该站经1#和23#道岔与八家子（电厂）专用线衔接，专用线间有北海街、新煤建和大北3个道口，其道口示意见图2。

图2 沈阳东站与八家子（电厂）专用线间道口示意

2.1 道口上下行通知点均在站内

北海街道口位于沈阳站内的无岔轨道区段1/23G上。道口信号机间的距离为18.3 m，按照式（2）计算，t1约为32.62 s；道口调车作业较少，tF按0 s取值，按照式（1）计算，道口的接近通知时间T约为47.62 s；根据道口所在线路的实际坡度、机车类型等进行测算，调车的紧急制动距离L2按55 m取值；北海街道口位于站内，站内信号机可兼做遮断信号机，且经过北海街道口的调车作业速度较低，结合运营单位运维要求，北海街道口未设置遮断信号机，L1按0 m取值，按照式（3）计算，道口接近区段长度L约为585 m。根据上述计算结果，北海街道口的上行接近通知点位于1DG，下行接近通知点位于23DG。

当1DG（或23DG）上有车占用时，需计算机联锁根据调车进路判断车列是否会前往北海街道口：当排列以D1（D27）为终端的调车进路时，表示办理由沈阳东站开往专用线（专用线开往沈阳东站）的调车进路。

由于道口上行接近通知继电器STJ和道口下行接近通知继电器XTJ由沈阳东站计算机联锁通过与道口设备的结合电路驱动，与常规DX3型电路中室外控制器的逻辑不同，需根据道口位置和信号设备位置，分析STJ、XTJ的驱动逻辑。STJ、XTJ的驱动电路见图3，驱动逻辑如下。

图3 STJ、XTJ的驱动电路

1）STJ动作条件由车站联锁结合控制电路送出，STJ常态吸起。当办理以D1为终端的调车进路，且1DG有车占用时，通知继电器D1TJ落下、STJ落下，发出道口报警信息；当调车进路解锁且车列出清1/23G时，表示车列已通过道口，D1TJ吸起、STJ吸起，解除道口报警信息。

2）XTJ动作条件由车站联锁结合控制电路送出，XTJ常态吸起。当办理以D27为终端的调车进路，且23DG有车占用时，通知继电器D27TJ落下、XTJ落下，发出道口报警信息；当调车进路解锁且车列出清1/23G时，表示车列已通过道口，D27TJ吸起、XTJ吸起，解除道口报警信息。

3）当STJ或XTJ落下时，道口报警继电器BJ落下，道口发出报警通知；当STJ和XTJ吸起时，BJ恢复励磁，解除报警信息。接近通知继电器、到达通知继电器、调车运行方向逻辑等均由计算机联锁驱动实现，道口电路中无方向继电器、到达继电器等。道口报警电路见图4。

图4 北海街道口报警电路

2.2 道口上下行通知点分别在区间和站内

新煤建道口位于沈阳东站联锁区尽头接近轨上。道口信号机间的距离为19.5 m，按照式（2）计算，t1为33.48 s；经过道口的调车作业较少，tF按0 s取值，根据式（1）计算，道口的接近通知时间T约为48.48 s；根据道口所在线路的实际坡度、机车类型等进行测算，调车的紧急制动距离L2按45 m取值；新煤建口位于站内，站内信号机可兼做遮断信号机，且经过新煤建道口的调车作业速度较低，结合运营单位运维要求，新煤建道口未设置遮断信号机，L1按0 m取值，按照式（3）计算，道口接近区段长度L约为584 m。根据上述结算结果，新煤建道口的上行接近通知点位于1/23G，下行接近通知点位于区间。

2.2.1 报警时机分析

1）当1/23G上有车占用时，需计算机联锁系统根据调车进路判断车列是否会前往新煤建道口：当排列以D29为终端的调车进路时，表示车列将由1/23G开往专用线，D27距离道口中心110 m，当调车以40 km/h运行时，从D27运行到道口约10 s，因此，D27信号机需延时约40 s开放。

2）当1/23G空闲时，排列以D29为终端的调车进路且进路锁闭，D27调车信号机开放，当车列占用1/23G时发出道口报警通知。

3）当车列通过位于区间的下行通知点时，道口发出报警通知。

2.2.2 道口电路逻辑分析

道口上行接近通知继电器STJ由沈阳东站计算机联锁系统通过与道口设备的结合电路进行驱动，STJ驱动电路见图5。根据道口和信号设备的相对位置，STJ的驱动逻辑为：①STJ动作条件由车站联锁结合控制电路送出，STJ常态吸起，当办理以D29为终端的调车进路，且1/23G有车占用时，D29TJ落下、STJ落下；②当STJ落下时，BJ落下，道口发出报警通知，当STJ吸起时，BJ恢复励磁，解除报警信息。

图5 STJ驱动电路

经过专用线方向道口的调车无追踪列车，道口电路中无追踪继电器ZUJ和记录继电器JJ，因此，需对DX3定型电路进行修改，修改后的电路见图6，动作逻辑如下。

图6 新煤建道口报警电路

1）当调车驶入道口接近通知点时，STJ或XTJ落下，BJ励磁电路切断，BJ落下；当调车通过道口到达通知点时，到达通知继电器DTJ落下，随着调车的驶离，DTJ吸起，BJ恢复励磁，切断报警电路，停止声、光报警。

2）第一、二到达继电器1DJ、2DJ电路：当调车从沈阳东站开往专用线，调车先驶入第一到达点时，第一到达点继电器XDTJ吸起，1DJ吸起并自闭；当调车出清第一到达点并占用第二到达点时，第二到达点继电器SDTJ吸起，2DJ吸起，原电路由JJ后接点构成自闭电路使2DJ保持吸起；列车出清第二到达点时，原电路JJ励磁吸起，切断2DJ自闭电路，使2DJ断电后落下。由于调车专用线上同时仅有一辆车列作业，无JJ继电器，因此需将BJ接入2DJ自闭电路中，当调车从第二到达点开往上行或下行接近通知点时，BJ励磁电路接通，BJ吸起，切断2DJ的自闭电路。

3）方向继电器FJ电路：当调车驶入下行接近通知点XJ时，XTJ落下、下行方向继电器XFJ吸起，XFJ依靠前接点保持自闭吸起，当列车继续行驶过到达通知点后又驶入反方向上行接近通知点SJ时，STJ落下、XFJ电源被切断。当调车由专用线开往沈阳北站时，由于室外无SJ闭路控制器，方向继电器XFJ电路中的STJ将保持吸起状态不变，为减少电路中故障点，需删除STJ接点。

4）方向复原继电器FFJ电路：当调车由专用线开往沈阳北站时，由于此时BJ吸起，XFJ吸起，FFJ被STJ切断电源后缓慢落下。由于室外无SJ闭路控制器，当调车驶入下行接近通知点后，STJ仍然保持吸起，无法切断FFJ电源，因此FFJ的励磁电路中需拆除STJ接点，使FFJ的励磁电路能被正常切断。

5）控制器监督继电器KJJ电路：一个KJJ监督一条线路上的控制器，新煤建道口所在线路为单线，单线道口需设置一个KJJ用于监督控制器的故障情况。KJJ常态吸起，当调车从沈阳东站开往专用线，并到达专用线方向的接近通知点时，XTJ落下、KJJ落下，当车列驶离接近通知点后，XTJ吸起、KJJ吸起。当调车从专用线方向开往沈阳东站，并到达沈阳东站方向的接近通知点后，由于STJ由计算机联锁根据进路及区段占压等信息驱动，此时STJ、KJJ将保持吸起条件不变，KJJ无法判断车列运行是否存在问题，为减少电路故障点，需删除STJ的接点。

2.3 道口上下行通知点均在区间

大北道口位于沈阳东站至专用线区间上，经计算，道口上下行接近通知点均在区间，无需将沈阳东站站内联锁条件纳入到道口报警电路中。大北道口的上下行接近通知点和到达点均设置控制器，通过控制器实现道口的自动防护功能。大北道口的STJ、XTJ、SDT和XDT均通过室外控制器进行动作，结合道口实际情况修改DX3型电路中的道口报警继电器、方向继电器、第一/二到达继电器、控制器监督和方向复原继电器等电路，大北道口报警电路见图7。

图7 大北道口报警电路

3 结论

由于车站与专用线间的道口情况具备特殊性，需根据道口与车站、区间的相对位置，针对性地设计道口电路。

1）当与专用线衔接线路上道口的接近通知点均在站内时，道口的接近通知点继电器和到达继电器均由计算机联锁来驱动。

2）当与专用线衔接线路上道口的上行接近通知点在站内时，道口的上行通知继电器由计算机联锁来驱动，其余的继电器均通过设置室外控制器来驱动。

3）当与专用线衔接线路上道口的接近通知点及到达点均在站外区间时，室外需设置上下行通知控制器和到达控制器。

目前，沈阳北站的3个道口均已开通运营，现场使用情况良好。本文通过分析道口报警信息与联锁条件之间的逻辑，结合具体的调车运行场景，对DX3型道口报警系统电路设计进行改进，实现车站与专用线间道口的自动报警防护功能，以确保专用线上的道口交通安全，可为其他类似场景的电路设计提供参考。同时，部分含有道口控制的境外项目，例如匈塞铁路匈牙利段，也可结合当地实际情况参考本文中的电路进行道口电路设计。