JZ1-H型微機(jī)計(jì)軸系統(tǒng)在內(nèi)宜線自動(dòng)閉塞的應(yīng)用

焦家林

0 前言

計(jì)軸設(shè)備代替軌道電路作為區(qū)段占用檢查設(shè)備的使用在國外已有近百年的歷史，采用計(jì)軸軌道電路徹底解決了軌道電路分路不良的問題。在我國，成都鐵路局以山區(qū)鐵路為主，是較早使用微機(jī)計(jì)軸設(shè)備的路局之一，1991年在馬角壩—成都開通了微機(jī)計(jì)軸自動(dòng)閉塞示范工程，2001年開通了川黔線重慶西至趕水段，2009年開通了內(nèi)宜線內(nèi)江至宜賓南段自動(dòng)閉塞改造工程，計(jì)軸系統(tǒng)在非自動(dòng)閉塞和自動(dòng)閉塞區(qū)段都已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。本文以內(nèi)宜線內(nèi)江至宜賓南段自動(dòng)閉塞改造工程為例，通過對計(jì)軸自動(dòng)站間閉塞改造為計(jì)軸自動(dòng)閉塞的具體工程改造，對計(jì)軸系統(tǒng)在自動(dòng)閉塞中的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)的分析。

1 計(jì)軸自動(dòng)閉塞改造方案

內(nèi)宜線內(nèi)江至宜賓南全線長124.5 km。該工程將內(nèi)宜線既有計(jì)軸自動(dòng)站間閉塞改造為計(jì)軸單線雙向自動(dòng)閉塞，涉及13個(gè)區(qū)間單線雙方向自動(dòng)閉塞新建及14個(gè)車站聯(lián)鎖改造。改造后的自動(dòng)閉塞區(qū)段由四線制方向電路、微機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)及6502電氣集中聯(lián)鎖系統(tǒng)與計(jì)軸設(shè)備結(jié)合電路、機(jī)車信號(hào)地面設(shè)備結(jié)合電路等構(gòu)成。室內(nèi)安裝計(jì)軸主機(jī)，室外車軸檢測設(shè)備采用車輪傳感器、電子檢測盒以及連接電纜。該工程在8個(gè)車站設(shè)計(jì)軸主機(jī)設(shè)備，分別管轄本站進(jìn)站至鄰站進(jìn)站之間區(qū)間軌道電路。站間按單線雙向自動(dòng)閉塞辦理行車（當(dāng)區(qū)間信號(hào)機(jī)故障或閉塞分區(qū)計(jì)軸設(shè)備故障時(shí)可按自動(dòng)站間辦理行車）。

2 計(jì)軸系統(tǒng)工作原理

2.1 系統(tǒng)構(gòu)成

JZ1-H型微機(jī)計(jì)軸系統(tǒng)由3部分構(gòu)成：

（1）室外設(shè)備。由安裝在鋼軌上的車輪檢測器（傳感器）和進(jìn)行現(xiàn)場信號(hào)采集處理并與室內(nèi)主機(jī)信息交流的軌旁電子檢測設(shè)備EAK構(gòu)成。其作用是檢測鋼軌上走行的列車輪對，并對其進(jìn)行計(jì)數(shù)，轉(zhuǎn)換后傳送到室內(nèi)計(jì)軸主機(jī)進(jìn)行運(yùn)算。

（2）室內(nèi)設(shè)備。由計(jì)軸主機(jī)（運(yùn)算單元）、計(jì)軸電源和防雷單元3部分構(gòu)成。其作用是對軌旁電子設(shè)備EAK傳送來的信息進(jìn)行運(yùn)算，給出相應(yīng)區(qū)段的占用條件或接收區(qū)段復(fù)位的條件。

（3）傳輸通道。傳輸通道是聯(lián)接室內(nèi)外設(shè)備和聯(lián)接二站間設(shè)備構(gòu)成系統(tǒng)的重要組成部分。

2.2 計(jì)軸工作原理

列車經(jīng)過計(jì)軸檢測點(diǎn)時(shí)，車輪傳感器就記錄下每一個(gè)車輪的輪軸信號(hào)，通過電子檢測器調(diào)制轉(zhuǎn)換處理后傳入室內(nèi)CPU處理器，CPU將接收到的信息，結(jié)合運(yùn)行方向記錄軸數(shù)，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析比較。當(dāng)結(jié)果滿足電路要求后，在控制臺(tái)上給出相應(yīng)區(qū)段占用或空閑的狀態(tài)表示。

計(jì)軸設(shè)備的車輪傳感器由發(fā)送傳感器和接收傳感器（發(fā)送和接收磁頭）構(gòu)成，對應(yīng)安裝在鋼軌旁。車輪經(jīng)過時(shí)切割發(fā)送磁頭產(chǎn)生的磁力線。接收磁頭端根據(jù)感應(yīng)到的磁力線分布變化情況判斷是否有輪軸經(jīng)過。

每個(gè)計(jì)軸檢測點(diǎn)都由2組磁頭構(gòu)成。列車運(yùn)行時(shí)，車輪先經(jīng)過的磁頭系統(tǒng)判斷為從該磁頭方向駛?cè)耄蠼?jīng)過的磁頭系統(tǒng)判斷為從該磁頭駛出，以此確定列車的運(yùn)行方向。當(dāng)計(jì)軸軌道電路區(qū)段兩端計(jì)軸檢測點(diǎn)記錄判斷駛?cè)牒婉偝鐾粎^(qū)段的車軸數(shù)一致時(shí)，完成一次占用/出清的過程。

計(jì)軸自動(dòng)站間閉塞計(jì)軸點(diǎn)的工作原理與計(jì)軸自動(dòng)閉塞原理相同，所不同的是：采用計(jì)軸自動(dòng)站間閉塞方式，2車站之間完成一次發(fā)車、接車作業(yè)計(jì)軸系統(tǒng)只需檢測大區(qū)間的占用/出清。采用計(jì)軸自動(dòng)閉塞方式，2車站之間完成一次發(fā)車、接車作業(yè)計(jì)軸系統(tǒng)需檢測多個(gè)閉塞分區(qū)的占用/出清。

3 計(jì)軸系統(tǒng)在自動(dòng)閉塞的應(yīng)用

JZ1-H型微機(jī)計(jì)軸設(shè)備采用音頻軌道電路模式，著重考慮軌道區(qū)段的獨(dú)立處理、軌旁檢測單元的抗干擾傳輸及減少電纜芯線的使用量。因此在運(yùn)用方案中，采用分散式“2取2”計(jì)算機(jī)（運(yùn)算單元）處理，由硬件疊加的方式組成連續(xù)軌道區(qū)段的處理，每個(gè)運(yùn)算單元負(fù)責(zé)處理1個(gè)軌道區(qū)段，室外電子檢測盒電源采用主機(jī)柜內(nèi) 220 V交流電源集中供電，每個(gè)計(jì)軸檢測點(diǎn)采用1對通信線，將檢測信號(hào)傳送至室內(nèi)主機(jī)柜中各相應(yīng)運(yùn)算單元，各檢測點(diǎn)信息單獨(dú)傳送，保證了閉塞分區(qū)的相對獨(dú)立。

系統(tǒng)具有抗干擾能力。各閉塞分區(qū)在大區(qū)間空閑的情況下，通過對部分外部軌道條件的采集可實(shí)現(xiàn)“±1”軸冗余。閉塞分區(qū)故障或因干擾（≥“±1”軸）顯示占用，則故障修復(fù)或干擾排除后，按壓相應(yīng)閉塞區(qū)段復(fù)零按鈕，可對區(qū)段立即復(fù)零。

4 計(jì)軸自動(dòng)閉塞相關(guān)改造

為滿足計(jì)軸自動(dòng)閉塞工程的改造要求，特對既有信號(hào)系統(tǒng)一些電路進(jìn)行了改造，現(xiàn)將改造后部分電路介紹如下。

4.1 計(jì)軸主機(jī)與閉塞設(shè)備接口電路

每個(gè)檢測區(qū)段設(shè)有一個(gè)區(qū)軌繼電器輸出條件，當(dāng)區(qū)段占用或設(shè)備故障時(shí)，相應(yīng)軌道繼電器均落下；當(dāng)區(qū)段空閑時(shí)，相應(yīng)軌道繼電器均吸起。區(qū)軌繼電器（QGJ）代表各自區(qū)段的軌道狀態(tài)，設(shè)備還提供了一個(gè)大區(qū)軌繼電器（SDQGJ XDQGJ）用以表示大區(qū)段的軌道狀態(tài)。

每個(gè)閉塞分區(qū)均設(shè)置相應(yīng)的復(fù)零繼電器（QGYFLJ SDQGYFLJ XDQGYFLJ），其條件作為區(qū)段復(fù)零的依據(jù)。由于磁頭損壞、計(jì)軸設(shè)備故障等特殊原因，導(dǎo)致計(jì)軸設(shè)備不能正常工作，軌道繼電器落下，故障修復(fù)后必須進(jìn)行系統(tǒng)復(fù)位。

每個(gè)閉塞分區(qū)及大區(qū)段都設(shè)有相應(yīng)的復(fù)零按鈕，以對區(qū)段進(jìn)行復(fù)零操作。計(jì)軸主機(jī)對相應(yīng)的復(fù)零條件進(jìn)行采集，實(shí)現(xiàn)區(qū)段復(fù)零。

4.2 信號(hào)控制網(wǎng)絡(luò)的完善

以每個(gè)信號(hào)點(diǎn)為單元，設(shè)置1組LJ、UJ、DJ作為區(qū)間并置信號(hào)點(diǎn)上下行通過信號(hào)機(jī)點(diǎn)燈條件。

4.3 機(jī)車信號(hào)發(fā)碼控制電路的改進(jìn)

在自動(dòng)閉塞區(qū)段要求全部區(qū)段均有連續(xù)式機(jī)車信號(hào)，為此，對應(yīng)每個(gè)區(qū)段專設(shè)1臺(tái)發(fā)碼繼電器（FMJ），用于控制該區(qū)段移頻信息發(fā)送及切斷的時(shí)機(jī)。站間為自動(dòng)閉塞方式時(shí)，F(xiàn)MJ吸起，向軌道發(fā)碼；站間為非自動(dòng)閉塞方式時(shí)，F(xiàn)MJ落下，切斷向區(qū)間軌道電路的發(fā)碼電路。作為進(jìn)站信號(hào)機(jī)的接近區(qū)段，不論何種閉塞方式，發(fā)碼電路都不被切斷而一直發(fā)碼，為此，在進(jìn)站信號(hào)機(jī)的接近區(qū)段設(shè)自動(dòng)閉塞反模式發(fā)碼繼電器（ZBFJ）和 FMJ，向接近區(qū)段發(fā)碼，發(fā)碼繼電器電路如圖 1所示（其中12QG為接近區(qū)段）。

圖1 發(fā)碼繼電器電路圖

4.4 四線制方向電路的改進(jìn)

電路增加本站和鄰站自動(dòng)站間閉塞繼電器條件。2車站之間按自動(dòng)站間閉塞方式辦理接、發(fā)車作業(yè)時(shí)，2車站值班員均按下自動(dòng)站間閉塞按鈕，本站和鄰站的計(jì)軸閉塞繼電器（JZBJ1 LZJZBJ）落下，計(jì)軸自動(dòng)閉塞反模式繼電器（JZBFJ）吸起，使監(jiān)督區(qū)間繼電器（JQJ）吸起，車站值班員辦理發(fā)車進(jìn)路后，方向電路可以改變運(yùn)行方向。2車站之間按自動(dòng)閉塞方式辦理接、發(fā)車作業(yè)時(shí)，本站和鄰站的計(jì)軸閉塞繼電器（JZBJ1 LZJZBJ）吸起，區(qū)間各閉塞分區(qū)空閑，各閉塞分區(qū)區(qū)軌繼電器（QGJ1 QGJ2）均吸起，使監(jiān)督區(qū)間繼電器（JQJ）吸起，車站值班員辦理發(fā)車進(jìn)路后，方向電路可以改變運(yùn)行方向。監(jiān)督區(qū)間繼電器電路如圖2所示。

圖2 監(jiān)督區(qū)間繼電器電路圖

5 結(jié)束語

內(nèi)宜線采用微機(jī)計(jì)軸自動(dòng)閉塞改造方案，從2009年7月開通運(yùn)營以來，大大提高了運(yùn)輸效率，保證了行車安全，深受運(yùn)輸部門的歡迎和好評(píng)。

隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，交通大動(dòng)脈在國民經(jīng)濟(jì)中的地位愈加重要，社會(huì)經(jīng)濟(jì)生活對鐵路的安全和高效不斷提出新的要求，合理選擇技術(shù)裝備顯得尤為重要。計(jì)軸系統(tǒng)不受道床、軌道狀態(tài)及氣候條件的影響，區(qū)間不需要加裝鋼軌絕緣設(shè)施，從而具有更高的可靠性和穩(wěn)定性。

[1]紀(jì)英杰，黃富明.單線計(jì)軸閉塞冗余半自動(dòng)閉塞電路的研究[J].鐵道通信信號(hào)，2006，（9）：42.

[2]何樸珈.應(yīng)用計(jì)軸技術(shù)解決軌道電路分路不良問題[J].鐵道運(yùn)營技術(shù)，2009，（1）：15.