微機計軸在城市軌道交通中的應用

張明珠

（重慶鐵路運輸高級技工學校，重慶 400037）

一、概述

根據軌道交通的特性，從廣義上講，車輛運行在導軌上的交通都應稱之為軌道交通。但是，在軌道交通發展的歷史進程中，人們又把鐵路運輸稱之為大鐵路，與軌道交通區別開來。[1]城市軌道交通主要為解決城市交通擁擠而產生，其本身站多線路短，軌道電路在其并不適用。

長久以來，列車運行控制中依靠軌道電路監測列車位置，并向列車傳遞信息。軌道電路以絕緣節將整條線路劃分成區段，須向鋼軌送電，以確定列車位置傳遞信息。因此，軌道電路在國內鐵路上應用廣泛。

二十世紀初，歐洲誕生了微機計軸設備。國產計軸設備的研究開始于上世紀50年代，從分立元件、到集成電路、微處理器，歷經幾代，水平明顯提高。它因以下優點，在國內城市軌道交通中應用廣泛：

1.不需要絕緣節；

2.對軌道電路長度幾乎無要求；

3.受環境影響小；

4.對電氣化區段牽引回流無影響。

現以西門子公司Azs 350U 型計軸設備為例，探討其原理及應用。

二、Azs 350U 型計軸設備的構成及工作原理

Azs 350U 型計軸系統分為主要分為室外設備和室內設備。室外部分總體稱為ZP43 計軸點，室內部分總體稱為計軸主機機柜。

西門子Azs350U型微機計軸系統采用SIMIC安全型計算機為控制核心，配備完善的配套電路構成其運算單元，每個運算單元可以直接連接5個西門子ZP43V 型計軸點設備，同時具備檢查2個軌道區段的能力，并且通過多個運算單元的有機組合來構成一個整體系統，用以檢查不同規模形式的站場和區間軌道的空閑與占用狀態。

計軸運算單元由兩個配置相同的獨立的微機組成，只有在兩個計算機一致時，才允許將一個輸出給程序控制電路，由此可以避免輸出錯誤的信息運算單元對該信號進行處理，識別輪對、判斷輪對運行方向，對內部存儲器的軸數信息做相應的修改，并以此判斷相應軌道區段的空閑/占用狀態，判斷的結果經繼電器輸出。正常工作時，信號發生器將其產生的43 kHz 的正弦信號通過電纜發送至車輪傳感器的兩個發送線圈，帶通濾波器將從傳感器接收線圈接收的信號濾波、放大和整形處理后，將兩路信號調制成3.16 kHz、6.152kHz 的信號，然后將其耦合成一路信號傳送到計軸電纜上。

三、計軸點的設置

城市軌道交通的特點在于站間距離短，行駛速度低。較短的站間距離決定了區段的劃分不可太長，微機計軸的室外設備安裝簡便，距離控制靈活，適應城市軌道交通的特性。

計軸點在設置時，需考慮軌道線路狀況，其設置方式一般有以下幾種：

(一）兩個連續區段計軸點設置

兩個連續的計軸點需設置A、B、C 三個計軸點，其中B 點為兩個區段復用計軸點，如圖1。

圖1

（一）一送多受計軸點設置

一般的一送多受以道岔區段較為常見，舉例一個單開道岔，其計軸點設置如下圖2。

圖2

（二）雙動道岔區段計軸點設置

雙動道岔一般在渡線設置絕緣節，將兩個尖軌劃分至不同的軌道區段，以提高線路的效率。因此，在計軸點的設置上，也有所不同，其中C 點是判斷1DG 和3DG 兩個區段的復用計軸點，如圖3。[2]

圖3

四、計軸點的養護與檢修

軌道電路的維護分為日常保養、二級保養、小修、中修和大修，其養護與檢修過程相對復雜。計軸系統因設備原理相對簡單，故日常養護與檢修主要為日常保養、二級保養和小修。

日常保養主要有每日進行室內設備狀態檢查，觀察ACE 各面板指示燈應正常；每周進行室內設備衛生清掃。二級保養根據地面站和地下站的不同，保養周期也不相同。小修則每年進行一次。

五、結語

微機計軸的使用與車地間的雙向通信密不可分，其與無線車地通信設備相結合，才能保障列車的安全行駛。城市軌道交通一般采用較為先進的無線自由波通信、漏泄波導管或漏泄同軸電纜方式進行車地通信，結合車載定位方式，再輔以微機計軸監測列車位置。隨著城軌系統的不斷發展，國內已有多家公司研發了計軸設備，希望隨著微電子設備的發展，我國也能具備更加先進的微機計軸裝置，為軌道交通專業的發展增光添彩。