長大隧道計軸加ZPW-2000A軌道電路應用分析

易 波

(廣州鐵路（集團）公司，廣州 510088)

長大隧道計軸加ZPW-2000A軌道電路應用分析

易 波

(廣州鐵路（集團）公司，廣州 510088)

長大隧道道床電阻較低，無法滿足ZPW-2000A軌道電路最低道床電阻要求，使得此制式軌道電路不能正常應用。根據常見的實際問題，分析計軸加ZPW-2000A軌道電路應用模式，解決長大隧道占用檢查及機車信號問題。

長大隧道；ZPW-2000A軌道電路；計軸

我國幅員遼闊，地理形態復雜，因此，在鐵路建設過程中經常需要建設長大隧道，而長大隧道因滲透嚴重和通風不利等原因，導致道床漏泄大，道床電阻小，不能滿足ZPW-2000A軌道電路的最低道床電阻要求。采取道床清篩、軌道電路區段分割、加裝補償電容等措施亦不能解決根本問題。計軸系統不受道床電阻影響，且能完成列車占用檢查，但因其不能實現機車信號一體化，不能解決上述問題。因此，計軸加ZPW-2000A軌道電路模式應運而生。

1 長大隧道對道床電阻影響

長大隧道里無陽光照射，空氣溫度相對較低，水很容易凝結。山嶺隧道所在山體中含有地下水，隧道結構外圍處在地下水環境中，隧道壁經常布滿水珠。此外，隧道的排水系統實時蒸發水蒸氣，加之長大隧道通風條件差，致使長大隧道內濕度較大。

金屬粉塵、泥沙、列車遺撒等物質和大量水蒸氣形成電解液，使鋼軌扣件系統和軌底絕緣墊板漏泄增大，道床電阻降低，漏泄情況如圖1所示。

大瑤山隧道、南嶺隧道、獅子洋隧道道床電阻均較低，最小僅為0.2 Ω?km。

圖1 道床漏泄示意圖

2 系統介紹

2.1 AZL90型計軸系統

AZL90型計軸系統是阿爾卡特公司根據我國鐵路實際情況，在SIG-L90安全型計算機系統的基礎上研發的。該計軸系統的高可靠性和高穩定性與軌道電路一樣，已經成為鐵路信號的重要基礎設備。

AZL90計軸系統由室外設備EAK30C和室內設備計軸運輸器ACE組成，系統結構如圖2所示。

室外設備EAK30C具有2臺相同的計算機，它們獨立進行計算。每臺計算機同時與2個磁頭連接，通過磁頭讀取輪對脈沖和監視信號，再通過通信電纜與室內ACE通信，發送狀態報文和接收命令。

室內ACE計軸運算器接收室外EAK30C狀態報文，進行計算，確定出、入口間空閑、占用狀態，并驅動軌道繼電器。通過數據接口與相鄰的ACE及計算機聯鎖設備進行通信。

圖2 AZL90型計軸系統結構示意圖

2.2 ZPW-2000A軌道電路

ZPW-2000A軌道電路是在法國UM71無絕緣軌道電路技術引進并國產化基礎上，結合國情進行的技術再開發。前者較后者在軌道電路傳輸安全性、傳輸長度、系統可靠性、可維修性以及結合國情提高技術性能價格比、降低工程造價上都有顯著提高。ZPW-2000A軌道電路原理如圖3所示。

圖3 ZPW-2000A軌道電路系統示意圖

2.3 計軸加ZPW-2000A軌道電路

計軸加ZPW-2000A軌道電路模式是從功能角度出發，充分發揮計軸和ZPW-2000A軌道電路各自優勢，完成占用檢查，機車信號和聯鎖關系，原理如圖4所示。

計軸加ZPW-2000A軌道電路模式用計軸替代軌道電路的占用檢查功能，控制軌道繼電器，負責檢查該區段是否為空閑狀態，與既有站內聯鎖設備實現點燈，不負責斷軌檢查；用ZPW-2000A軌道電路向機車傳遞連續的機車信號信息，不負責占用檢查，接收器只驅動檢查繼電器，用以檢查機車信號傳輸的完好性。

圖4 計軸加ZPW-2000A軌道電路結構示意圖

3 計軸加ZPW-2000A軌道電路電路設計

計軸加ZPW-2000A軌道電路模式電路設計是把計軸系統和ZPW-2000A軌道電路系統疊加，完成外部電路、區間與區間、區間與站內等聯鎖關系的設計。

3.1 計軸軌道繼電器電路

計軸軌道繼電器電路是計軸系統與閉塞設備的接口。每個區段的入口和出口均設置軌道繼電器GF，當列車占用時，入口和出口GF落下，當列車出清后，入口和出口GF吸起。GF繼電器只有一組節點，因此增設JGJ1和JGJ2復示繼電器，每個區段設JGJ1和JGJ2一組計軸軌道繼電器，并以此納入聯鎖，邏輯如圖5所示。

圖5 計軸軌道繼電器邏輯示意圖

3.2 ZPW-2000A檢查表示燈電路

ZPW-2000A檢查表示燈電路用于檢查機車信號傳輸通道完好性。當列車占用區段，JGJ1落下，不亮燈，無車站用時，JGJ1吸起，機車信號傳輸通道有故障，G11JCJ落下，點亮白燈。每一個白燈電路都要檢查本區段和前方區段空閑。電路邏輯如圖6所示。

3.3 計軸與ZPW-2000A軌道電路切換電路

計軸與ZPW-2000A軌道電路切換電路實現“紅光帶”情況下的切換。正常情況下，AGGGJ、BGGGJ、CGGGJ單獨進行占用檢查表示，當軌道

圖6 ZPW-2000A檢查表示燈邏輯示意圖

電路GGJ落下，出現“紅光帶”時，確認軌道區段空閑，線路無斷軌，人工按下切換按鈕，QHJ吸起，此時，由AGGJG、BGGJG、CGGJG來判斷區段空閑、占用情況。當軌道電路“紅光帶”恢復，由JGJ和GGJ并聯使用判斷區段空閑、占用情況，電路如圖7所示。

圖7 計軸與ZPW-2000A軌道電路切換電路圖

3.4 狀態不一致報警電路

計軸加ZPW-2000A軌道電路存在占用狀態不一致情況，即當計軸軌道電路為占用狀態而ZPW-2000A軌道電路為調整狀態，因此，增設狀態不一致報警電路，如圖8所示。

圖8 狀態不一致報警電路

狀態不一致報警電路保證兩種制式不一致時準確報警，并將報警繼電器的前接點條件納入到控制臺的移頻報警，給車站值班員以文字和聲音報警提示，便于發生異常情況下的及時分析和處理。

4 計軸與ZPW-2000A軌道電路應用

京廣線良田—太平里區段問南嶺隧道6 km，羅家渡—張灘間大瑤山隧道14 km，因滲透嚴重，道床電阻小于0.6 Ω?km，最小為0.15 Ω?km。由于軌道電路不能適用，經常發生“紅光帶”故障，嚴重影響運輸安全及效率。

針對武廣線UM71軌道電路雨季多處“紅光帶”，圍繞“低道碴電阻道床雨季紅光帶”問題，鐵總和廣鐵集團公司及各參與單位的共同開發、研制、探索出了切合實際的方案,并設計出“計軸+雙軌條傳輸ZPW-2000A型機車信號信息的無絕緣移頻軌道電路自動閉塞系統”，良田—太平里低道碴電阻區段的區間按此系統進行設計施工，于2004年3月開通使用。該系統在軌道電路的傳輸安全性、傳輸長度、系統可靠性、可維修性等方面使系統性能和性價比大幅度提高。并徹底解決“低道碴電阻道床雨季紅光帶”和“傳輸機車信號”的問題。

2011年廣鐵集團在波羅坑—連江口、張灘—土嶺間又實施了計軸加ZPW-2000A軌道電路自動閉塞改造施工，系統運行穩定。

5 總結

計軸加ZPW-2000A軌道電路模式結合計軸系統和ZPW-2000A軌道電路優勢，從根本解決因長大隧道道床電阻低導致的“紅光帶”問題，且有成熟運用經驗，該模式的成功運用對提高運輸效率和保證安全發揮積極的作用。

[1]宋利.計軸加軌道電路解決自動閉塞“紅光帶”的應用[J]. 鐵路通信信號工程技術，2010（6）：6-9.

[2]李志先.計軸+雙軌條無絕緣自動閉塞設計[D].成都：西南交通大學，2005.

ZPW-2000A track circuit is the main track circuit system applied in Chinese railways. But it cannot be used normally in a long tunnel because the low ballast resistance of the tunnel fails to meet its requirement for the minimum ballast resistance. The paper analyzes the application mode of axles overlapping ZPW-2000A track circuits to solve the problems of long tunnel occupancy inspection and locomotive signal.

long tunnel; ZPW?-2000A track circuit; axle

10.3969/j.issn.1673-4440.2016.06.026

2016-04-26）