25 Hz相敏轨道电路与ZPW-2000A结合处的逻辑检查故障分析

贾 鸿，马 樱，张 祺

(卡斯柯信号有限公司，北京 100070）

轨道电路设备实现列车占用检查功能，是国内列车运行控制系统的基础。从25 Hz 相敏轨道电路到ZPW-2000 系列无绝缘轨道电路，轨道电路设备有了巨大的技术进步。当前，国内区间普遍采用ZPW-2000A 无绝缘轨道电路，既有线站内普遍采用25 Hz 相敏轨道电路，高速铁路站内主要采用一体化ZPW-2000A 型无绝缘轨道电路系统。但在自动闭塞及站内电码化改造过程中，由于成本、改造难度等原因，普遍采用25 Hz 相敏轨道电路与ZPW-2000A 轨道电路相结合的方案。轨道电路占用检查结合行车过程实现的逻辑检查功能在国内广泛应用，来防护轨道电路分路不良等原因造成的占用丢失。

ZPW-2000A 轨道电路由于接收器特性，轨道继电器吸起有2.3 ～2.8 s 延时。而25 Hz 相敏轨道电路轨道继电器吸起仅有0.3 ～0.5 s 延时(在本文分析中忽略不计)。这意味着利用两种制式轨道电路进行占用检查时，出清时间有2 ～3 s 的误差。同时，较短的吸起时间导致25 Hz 相敏轨道电路对于干扰更加敏感，尤其对于不频繁走车的站内区段，钢轨形成的铁锈使轮轨接触电阻增大，容易发生失去分路故障。两种轨道电路的上述差异，在结合应用时对逻辑检查条件判断造成干扰。

1 结合处在站内

在改造工程中，新旧两个停车场可能会部署不同制式轨道电路。联锁设备进行进路区段顺序占用/出清的走车逻辑检查，对于场间联系进路，会存在进路无法正常解锁的可能。

1.1 场联进路无法正常解锁

如图1 所示，II 场使用ZPW-2000A 轨道电路，I 场使用25 Hz 相敏轨道电路。8/202G 长度较短仅有50 m。

图1 结合处在站内Fig.1 Junction inside station

当列车经由II 场8DG、I 场8/202G 接至I 场7G 过程中，由于8DG 使用的ZPW-2000A 轨道电路的缓吸特性，列车驶离8DG 约3 s 后，联锁才采集到8DG 轨道继电器的吸起。以80 km/h 车速行驶，列车完全进入到出清8/202G 仅需2.25 s。列车驶离8/202G 后联锁采集到相应轨道继电器先于8DG 轨道继电器吸起，进而判断8/202G 先于8DG出清，不满足进路正常解锁条件，II 场进路无法正常解锁。

1.2 解决方案讨论

对于上述场联进路无法正常解锁的故障，可考虑改变8/202G 轨道继电器的吸起时机。使用JSBXC-850 型时间继电器，延时3 s 吸起。当列车经由II 场8DG、I 场8/202G 接至I 场7G 过程中，进路区段会按正常顺序出清，进路正常解锁。

当使用此方案时，需充分考虑8/202G 前方区段长度。当前方区段同样长度较短，则应同步更改其吸起延时。

2 结合处在进站口

对于进站过程的占用逻辑检查，通常应检查两个条件，区段的占用/出清顺序，以及进站信号机的开放关闭时机。

站内部署25 Hz 相敏轨道电路，区间部署ZPW-2000A 轨道电路是常见的工程设计方案。对于自动闭塞线路的区间占用逻辑检查功能，两种轨道电路的特性差异可能造成在3JG 处的逻辑检查失败，在3JG 遗留失去分路。

2.1 3JG及站内首区段占用/出清顺序异常

逻辑检查功能在两种制式轨道电路结合部的处理逻辑如下所示。

区间2700G、2714G 为ZPW-2000A 轨道电路，IIBG 为25 Hz 相敏轨道电路。IIBG 长度为100 m，如图2 所示。

图2 结合处在进站口Fig.2 Junction at station entry

高速铁路通常利用列控中心实现区间占用逻辑检查。如图3 所示，T3-T2 为列车出清2714G 后IIBG出清且IIBG-QGJ 吸起的时间，时速200 km 的高速列车正线通过，仅需约2 s。T4-T3 为列车出清2714G 后2714G-QGJ 吸起时间，至少2.3 s。对于列控中心系统，会采集到IIBG 先于1 274G 出清，不满足逻辑检查的顺序占用/出清检查条件。

图3 进站过程Fig.3 Station entry process

对于普速自动闭塞线路，利用继电电路或区间综合监控系统实现区间占用逻辑检查。以80 km 速度列车正线通过，T3-T2 约为4.5 s。但2714G 有A/B 轨多区段分割，对于 2714G 轨道继电器电路，普速铁路与高速铁路有较大差异。

如图4 所示，当列车出清2714BG 完全进入2714AG 后，因2714BG 的发送器电路中检查2714AG 的GJ 状态，此时2714BG-QGJ 无法吸起。而2714AG 的GJ 因为RC 电路，在QGJ 吸起约3 s 后才会吸起。

图4 区间轨道电路原理Fig.4 Principles of section track circuit

当列车完全进入站内出清2714AG 后，2714AGQGJ 因其轨道电路特性延时2.3 ～2.8 s 吸起；2714AG-QGJ 吸起后，2714AG-GJ 因RC 电路缓吸特性延时2.3 ～2.8 s 后吸起；当2714AG-GJ 吸起后，2714BG 接收器收到低频信息，延时2.3 ～2.8 s 后，2714BG-QGJ 吸起。综上所述，当列车完全进入站内出清2 714AG 延时6.9 ～8.4 s 后，2714BG-QGJ 才能吸起。

逻辑检查串采2714AG 和2714BG 的QGJ，作为2714G 闭塞分区的QGJ 状态，故列车完全出清2714G 延时6.9 ～8.4 s 后，才能判定2714G-QGJ吸起。对于普速自动闭塞线路，同样会采集到IIBG先于2714G 出清，不满足逻辑检查的顺序占用/出清检查条件。

2.2 进站信号开放关闭时机异常

25 Hz 相敏轨道电路轨道继电器吸起延时很短，对于干扰较为敏感，可能在列车途经进站信号机内方首区段过程中，轨道继电器一直抖动。

计算机联锁为防止故障导致的错误关闭信号，信号的关闭会有1 ～2 s 的延时，即IIBG 轨道继电器落下持续1 ～2 s 后，进站信号才会关闭。

当列车跨入IIBG 时，由于轨道电路分路不良，轨道继电器抖动，无法保持落下状态。故进站信号无法正常关闭。当列车进入2DG 后，2DG 稳定占用，进站信号关闭。

若IIBG 轨道继电器落下过并被采集到，判断列车驶入站内，但并没有获取到进站信号正常关闭的信息，不满足逻辑检查对于列车正常进站的检查条件。当2714G 设备状态从占用变为空闲时，将其判断为失去分路。

2.3 解决方案讨论

依据《列控中心区间占用逻辑检查暂行技术条件》（TJ/DW 176-2015）规定，逻辑状态为正常占用的进站信号机外方第一个闭塞分区，设备状态由占用变为空闲时，且同时满足如下条件则判断为空闲。否则判定为失去分路。

1）条件1：列车进入站内，进站信号机正常关闭。

2）条件2：进站信号机内方第一区段保持占用或占用变为空闲。

如图3 所示，T3-T1 过程中列控中心采集到2714G、IIBG 均占用。在T4，采集到2714G 出清时，也采集到IIBG 为空闲。满足条件2。

对于条件2，不严格要求进站信号机外方、内方闭塞分区的轨道继电器吸起顺序，只要采集到跨压占用，很大程度上避免了两种制式轨道电路轨道继电器吸起延时差异造成的3JG 遗留失去分路故障。

《列控中心技术条件》（Q/CR 817-2021）规定:逻辑状态为正常占用的进站信号机外方第一个闭塞分区，设备状态由占用变为空闲时，且同时满足如下条件则判断为空闲。否则判定为失去分路。

1）条件1：列车驶入站内，跨压进站。

2）条件2：进站信号机内方第一区段保持占用或占用变为空闲。

很大程度上避免了进站信号机关闭的时机异常造成的进站过程逻辑检查失效。

《铁路信号区间综合监控系统暂行技术条件》（TJ/DW 210-2018）规定：进站信号机外方第一个闭塞分区的逻辑状态为正常占用，列车正常进站（进站信号机开放后，内方第一区段占用，进站信号机关闭），设备状态由占用变为空闲，逻辑状态判定为空闲。否则判定为占用丢失。

3JG 的逻辑检查条件为列车正常进站，但并未对区段的占用/出清顺序，以及进站信号机的开放关闭时机做明确规定。区间综合监控系统应充分考虑此场景。

用继电电路实现区间占用逻辑检查功能时，对于3JG 正常出清逻辑判断也只检查跨压进站且进站信号机内方第一区段保持占用或占用变为空闲，如图5 所示。

图5 继电逻辑检查3JG原理Fig.5 Principle diagram of 3JG for relay logic check

1）列车压入2714G 后，2714G-QGJF 落下，JLJ 继电器落下。

2）进站信号开放，LXJ/YXJF 吸起。

3）列车压入IIBG 后约1 s 内，IIBG 落下，但LXJ/YXJ 仍吸起。S-JZJ 励磁。

4）列车此时跨压2714G、IIBG，S-JZJ 自保。

5）待列车驶离2714G 后，2714G-QGJF 吸起，JLJ 吸起。

6）2714G-JLJ、2714G-QGJ 吸起后，GJ 延时吸起，2714G 正常出清。

综上所述，无论靠列控中心系统、区间综合监控系统还是继电电路实现逻辑检查，对于进站过程中3JG 正常出清的判断均可以统一方法，避免ZPW-2000A 与25 Hz 相敏轨道电路特性不同造成的3JG 遗留失去分路故障。

3 总结

25 Hz 相敏轨道电路和ZPW-2000A 型无绝缘轨道电路的出清判断时间存在差异， 应用场景不同、结合系统不同，故障表现也不尽相同。在工程设计及应用设计时，应充分考虑其特性差异的影响，避免当两种制式轨道电路结合应用时发生逻辑检查失效故障。

结合处在站内时，可选用时间继电器延迟25 Hz 轨道电路继电器吸起时间，以满足联锁进路解锁的逻辑检查要求。

当结合处在进站口时，存在逻辑检查设备多样、接近闭塞分区存在分割等客观条件，进站过程中区段占用时序、信号机关闭时序复杂。无论靠列控中心系统、区间综合监控系统还是继电电路实现逻辑检查，应明确系统边界。在判定3JG 正常出清时，检查条件应在保证安全前提下合理放宽，避免不同制式轨道电路特性造成的干扰。