ZPW-2000A側線電碼化設計

南寧軌道交通集團有限責任公司 寧遞杰

ZPW-2000A側線電碼化設計

南寧軌道交通集團有限責任公司 寧遞杰

電碼化主要是用于車站，電碼化是車站、線路所內軌道電路在采用一定的技術，保證列車在軌道上運行能夠接收到復示地面信號的各種電碼。該電碼化技術主要使用在車站、線路所、中間站，它能保證車站、線路所、中間站軌道電路收到連續的、可靠的電碼化信息，從而保證列車在運行中可以收到前方信號的顯示。近幾年，我國電碼化設備得到了迅速的發展，已經和計算機聯鎖、區間自動閉塞等設備列入行車指揮系統的一部分，也是列車運行控制系統的一部分；同時是鐵路信號技術發展主要方向。目前我國電碼化技術的應用已經成熟，所以對電碼化技術提出了更高的要求，對推進鐵路快速發展具有至關重要的意義。疊加電碼化按照發碼可以分成占用疊加發碼和預疊加發碼兩種，列車經過六次大提速后，占用疊加發碼CJ有0．6s的繼電器轉換時間出現瞬間“掉碼”，所以不能保證機車信號連續發碼，具有安全隱患；所以后續為了改進瞬間“掉碼”有提出預疊加電碼化。本論文主要介紹了ZPW-2000側線電碼化設計和實現以及電路原理。

鐵路信號；側線電碼化；電碼化設計；ZPW-2000；機車信號信息

1.電碼化的發展與現狀

我國鐵路電碼化從20世紀50年代開始由最開始的50Hz交流計數電碼化軌道電路、70年代發展“移頻電碼化”、80年代的25Hz交流計數電碼化和后面的4信息、8信息、18信息；到了1999年鐵路大提速，當列車車速達到140Km/h之后，機車信號嚴重掉碼。因此出現了“預疊加”電碼化技術。

經過了多年的研究和改進，為滿足列車的運行需要，發展到現在廣泛使用的ZPW-2000A一體化軌道電路。

2.研究的目的

隨著鐵路高速發展，電碼化技術已經作為行車指揮系統的一部分了。在鐵路運輸安全中發揮了至關重要的作用，同時也給鐵路運輸帶來了更高的效率。目前我國已經有幾千個車站使用了電碼化技術，但是電碼化技術僅限在正線和股道，在側線接發列車還是不能保證機車能夠收到連續的機車信號，目前使用ZPW-2000A一體化軌道電路的線路也只有客運專線以及新建線路。所以既有幾千個車站的電碼化技術急需進行技術更新。本論文介紹了電碼化的發展史、電碼化的技術要求以及側線電碼化提出設計思路。

3.側線進路電碼化的研究意義

所謂側線電碼化進路，就是當機車在道岔側線運行時能夠正常接收到電碼化，“股道電碼化”和“側線進路電碼化”的區別在于：前者在列車越過進站信號機后到進入側線股道前的時間段，機車會出現短時間掉碼，直到列車越過反方向進站信號機后（進入相應的股道時）才能收到移頻碼后者則不論在道岔區段還是股道都能正常收到機車碼。

近幾年我國鐵路發展迅速，大量高鐵、既有鐵路改造升級，鐵路網絡系統經過幾次提速，列車速度不斷刷新。經過幾次提速后，信號設備性能得到很大的提升，站內電碼化設備由最開始的4信息發展到現在的ZPW-2000A型。地面信號已經逐步被機車信號取代。站內電碼化技術歷經多年的演變，97型 25Hz疊加ZPW-2000電碼化得到了廣泛使用，為實現側線進路電碼化奠定了良好的技術基礎。

本設計以97型25Hz疊加ZPW-2000電碼化既有設備進行改進，來設計二線制25Hz相敏軌道電路疊加ZPW-2000電碼化。

4.主要技術標準

側線進路電碼化的設計除應滿足以下技術標準。

（1）《鐵路信號設計規范》、《鐵路信號站內聯鎖設計規范》、《鐵路車站電碼化技術條件》、《ZPW-2000無絕緣軌道電路自動閉塞技術條件》、《機車信號信息定義》。

（2）適用于非電氣化、電氣化牽引車站；有需要側線發碼的線路所、中間站以及側向通過進路上的所有區段等。

（3）側線進路發碼電路的主要技術條件和標準與型正線發碼電路保持一致、側線進路發碼與正線發碼電路的發送設備相同，設備相互獨立、互不干擾。

（4）相關電路設計應該符合TB/T3060-2002《機車信號信息定義及分配》的標準。

（5）側線的發碼軌道區段應該保證機車信號和地面信號顯示含義一樣。相關的顯示應有相對應的速度含義。

（6）實施電碼化時，不能改變原有軌道電路的相關參數，相關的技術參數應該符合維規要求。

（7）發碼設備可按N+1或1+1雙套設置。當主用設備故障是，達到無縫轉換，保證設備正常工作。

5.設計原則與關鍵技術

側線進路電碼化的設計應符合以下原則：

（1）必須滿足“故障—安全”的原則。

（2）設計電路時間，應充分保證與既有設備、既有制式的一致型。

（3）電碼化應采取機車信號相鄰線路以及區段預防干擾的措施。

（4）在最不利條件下，機車入口電流應滿足維規的要求。

（5）對于電碼化的區段，當區段無車占用后，軌道電路必須恢復到空閑狀態。

（6）對于電氣化抗干擾的能力應符合電氣化軌道電路要求。

（7）側線進路電碼化應該保證原有軌道電路的技術性能。

（8）電碼化需保證機車信號接收的連續性。

（9）電纜的使用滿足同頻干擾的原則。

（10）機車信號顯示含義應符合TB/T3060-2002標準。

（11）電碼化設備應符合防雷和電磁兼容的要求。

（12）為降低改造升級成本，本設計使用的設備需應與既有車站的電碼化設備相同或相匹配。

6.設備設置

在保證既有電碼化系統不改變的情況下，重新增加一套ZPW-2000型移頻電碼化側線系統。為了實現側線電碼化的實施，設備應按以下方式進行設置。

（1）為了減輕維護人員的工作量，新設計的側線電碼化，與正線電碼化系統采用相同的設備，且必須滿足于既有ZPW-2000型正線電碼化系統在同一車站使用的要求。

（2）為保證既有電碼化的發碼設備正常使用，每一條進路對應增設一套移頻發送設備，發車進路和接車發送設備可以共用。

（3）對應每一條進路，設彎一個X彎JMJ，在辦理側線接發列車時，X彎MJ繼電器↑，當列車接近時，將移頻信息疊加預發碼到相對應的軌道區段。

（4）部分區段可以利用既有發送設備，只需增加CJ、MJ電路。

（5）在既有XFMJ自閉電路中加入X彎MJ一組接點，使正線和側線不能同時向同一區段發不一樣的移頻碼。

（6）室外不改變聯鎖關系,室內增加電路，實現列車在道岔側線運行時能夠收到正確、連讀的電碼信息。

（7）側線移頻電碼化載頻配置，應與既有保持一致。

7.室內電路設計

7.1 載頻設計

站場載頻的頻率配置均采用既有頻率進行配置，下行采用1700和2300進行配置，保證既有設備和新增設備互通性，減少既有設備的廢棄。

載頻配置圖見圖1：

圖1 載頻配置圖

7.2 X側JMJ電路設計

新設計一個X側JMJ電路，在勵磁和自閉電路中串入既有XJMJ接點，在既有XJMJ勵磁和自閉電路中串入既有XJMJ接點，確保X側JMJ和既有XJMJ電路不能同時吸起，確保電路可以達到互鎖和“故障——安全”的目的。

以X接車到3G為例：當X信號機開放信號LXJ↑；7#FBJ↑（檢測該進路是否開通側線）；3G股道空閑；X正線接車JMJ↓（正線發碼電路未建立）；X彎JMJ↑；當列車越過進站信號機進入3DG時，3DG占用3DGJ↓，X彎JMJ使用第一組接點以及3DGJ第五組后接點自閉，保證X彎JMJ繼續發碼；當列車運行進入7DG時，7DG占用7DGJ↓，X彎JMJ使用第一組接電以及7DGJ第五組后接點繼續保持自閉，保證X彎JMJ繼續發碼；當列車運行進入3G時，3G占用3GJ↓，X彎JMJ自閉電路切斷，3GJ轉換成占用發碼。

圖2 X側JMJ電路

7.3 CJ電路設計

以X接車到3G為例在既有電路上進行修改：

圖3 CJ傳輸繼電器電路

CJ傳輸繼電器電路在原來CJ電路上增加分別增加7DG CJ和3G CJ繼電器，同時利用7#FBJ條件來進行篩選進路方向和進路終端，利用X彎JMJ條件與既有JMJ電路進行互鎖，保證傳輸電路不產生誤動以及串碼。當X信號機開放信號，進路通過7#道岔反位到3G，X彎JMJ↑；當列車進入接近區段XJGJ↓給3DG CJ提供吸起條件，3DG CJ↑后給3DG提供預發碼條件；當列車越過X進站信號機進入3DG，3DGJ↓給3DG CJ繼續保持吸起提供占用發碼；同時通過檢查道岔7#FBJ↑條件給7DG1 CJ提供吸起條件，7DG1 CJ↑后給7DG側線提供預發碼條件；當列車進入7DG，7DGJ↓給7DG1 CJ繼續保持吸起提供占用發碼；同時給3G CJ提供吸起條件，3G CJ↑后給3G提供預發碼條件；當列車進入3G，3GJ↓給3G CJ繼續保持吸起提供占用發碼；同時3GJ↓切斷X彎JMJ自閉電路。

7.4 發碼電路設計（如圖4所示）

利用在既有3G股道發碼設備，增加7DG1J發碼電路，在既有3DGJ增加一對發碼線并增加一組既有XJMJ接電，保證正線發碼和側線發碼不收干擾。

當X信號機信號開放，列車占用XJG，3DG CJ↑后通過3DG CJ↑和X彎JMJ前接點向隔離盒預疊加發碼。

當列車占用3DG后，3DGJ↓給3DG CJ↑保持吸起，保證3DG可以占用疊加發碼；同時3DGJ↓給7DG1 CJ↑，通過7DG CJ前接點向隔離盒給7DG1區段預疊加發碼。

當列車進入7DG后，7DGJ↓給7DG1 CJ↑保持吸起，保證7DG1可以占用疊加發碼；同時7DGJ↓給3G CJ↑，通過3G CJ前接點向隔離盒給3G區段預疊加發碼；

當列車進入3G后，3G CJ繼續保持吸起，通過3G CJ前接點向隔離盒給3G區段保持占用發碼；列車占用3G，X彎JMJ自閉電路被切斷，X彎JMJ↓切斷后方3DG、7DG1發碼電路。

圖4 發碼電路

7.5 編碼電路

向側線發碼的發送器利用既有3G股道發送器，當X3信號機未開放信號，S3LXJ↓給發送器編出一個HU碼，當S3信號機開放，S3LXJ↑給發送器編出一個L碼,此時當列車進入X接近軌，通過修改后的發碼電路，7DG就可以接收到來自于側線發送過來的碼位信息。

圖5 編碼電路

8.室外傳輸電路設計

機車信號接收到的電碼化信息必須是連續的，而且要求電流值達到機車接收相關規范，為此，要實現側線進路電碼化，必須解決在道岔區段電碼化信息的連續性。

室外道岔區段跳線設計：

雙動道岔設計：單動道岔設計：

圖6 雙動道岔室外道岔跳線圖

圖7 單動道岔室外道岔跳線圖

在道岔區段，由于既有的車站戰場，道岔絕緣節設置是按照正線發碼來設計，使用道岔區段內的絕緣一般都設置在側線上，側線的電碼信息就會由于絕緣節的問題而中斷傳送。所以道岔跳線需要按照圖6和圖7來實施，方可保證側線電碼化傳送線路不被切斷，從而保證了側線電碼的連續性。

當機車輪對在到達絕緣節前，移頻信息利用A-B跳線以及C-D跳線進行傳遞，保證機車可以收到連續的移頻信息；

9.結束語

本文對側線電碼化技術提出新的解決思路，經過模型搭建，上述方案可解決側線進路發碼，并同時滿足電碼化的相關技術標準。方案實施后，對于提高列車運行的安全性和運輸效率，降低司機工作強度將發揮著重要作用。

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寧遞杰（1988－），男，助理工程師，現供職于南寧軌道交通集團有限責任公司。