淺談?dòng)?jì)軸設(shè)備在軌道交通信號(hào)領(lǐng)域的應(yīng)用

劉良玉

摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)實(shí)力的提升，國家基礎(chǔ)交通設(shè)施建設(shè)正進(jìn)入發(fā)展浪潮并逐步趨于成熟，交通運(yùn)輸事業(yè)得到了空前的發(fā)展。本文針對(duì)軌道交通信息系統(tǒng)的常用設(shè)備——計(jì)軸設(shè)備進(jìn)行了簡(jiǎn)要的介紹，并分析了其應(yīng)用方案，闡述國內(nèi)的計(jì)軸設(shè)備應(yīng)用狀況，最后對(duì)現(xiàn)有計(jì)軸設(shè)備存在的問題進(jìn)行了說明并提出具體做法。

關(guān)鍵詞：計(jì)軸設(shè)備;軌道交通電路;應(yīng)用方案

引言

隨著科學(xué)技術(shù)水平的發(fā)展，軌道交通技術(shù)也在不斷更新，各類專業(yè)軌道列車控制設(shè)備廣為人熟知。信號(hào)系統(tǒng)因其對(duì)列車獨(dú)到的保衛(wèi)功能在軌道交通中起到了舉足輕重的作用，在國內(nèi)與國外應(yīng)用日漸廣泛，因此掌握信號(hào)系統(tǒng)的工作原理，提出更高標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)成為當(dāng)下交通運(yùn)輸?shù)臒狳c(diǎn)之一。信號(hào)系統(tǒng)的相關(guān)專業(yè)設(shè)備與技術(shù)的提升，能夠有效改善列車運(yùn)營(yíng)效率，減少故障發(fā)生率，因此主要的計(jì)軸設(shè)備在軌道交通領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

一、軌道交通信號(hào)系統(tǒng)概述

現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展日趨成熟，在諸多領(lǐng)域也有了深入的應(yīng)用，其中在城市軌道交通中發(fā)揮著巨大的作用，能夠有效保障列車行駛，高效調(diào)度指揮運(yùn)營(yíng)。通用的信號(hào)系統(tǒng)一般由列車自控系統(tǒng)（ATC）組成，ATC是以信息交換網(wǎng)絡(luò)為通訊手段，以列車安全運(yùn)營(yíng)為目標(biāo)，統(tǒng)一調(diào)整指揮列車智能駕駛的自動(dòng)控制系統(tǒng)。當(dāng)前基于通信的列車控制系統(tǒng)（CBTC）以其先進(jìn)的驅(qū)動(dòng)設(shè)備與技術(shù)手段廣泛應(yīng)用于國內(nèi)外各交通軌道平臺(tái)中，它主要的站間閉塞功能就是依靠計(jì)軸設(shè)備來實(shí)現(xiàn)[1]。

二、計(jì)軸設(shè)備

（一）計(jì)軸設(shè)備的工作原理

上世紀(jì)初歐洲大部分鐵路因技術(shù)問題無法檢查軌道區(qū)段的列車占用情況，計(jì)軸設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生。經(jīng)過百年間的長(zhǎng)足發(fā)展與實(shí)踐應(yīng)用，計(jì)軸設(shè)備已在軌道鐵路中得到了廣泛的應(yīng)用，并針對(duì)不同狀況形成了多種實(shí)現(xiàn)手段。

其工作原理表現(xiàn)為當(dāng)列車駛?cè)雲(yún)^(qū)間時(shí)，處于上面電路相互獨(dú)立的傳感器先后輸出感應(yīng)到具有不同特征的車輪脈沖信號(hào)，從而使得車輪傳感器根據(jù)相關(guān)特征分布判斷列車占用區(qū)間的位置，并根據(jù)兩路脈沖信號(hào)的相關(guān)位置判斷列車行駛方向。在列車駛進(jìn)并駛離這一區(qū)段的完整過程中，一個(gè)計(jì)軸周期形成，軌道區(qū)段從占用狀態(tài)又恢復(fù)到了空閑狀態(tài)。

（二）計(jì)軸設(shè)備的特點(diǎn)

與傳統(tǒng)的軌道電路相比，計(jì)軸設(shè)備有著如下的特點(diǎn)：1）計(jì)軸設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，因此安裝修復(fù)也較為方便;2）受條件影響因素較小，與鋼軌表面無關(guān);3）計(jì)軸設(shè)備部分組成要求高，造成整體造價(jià)高;4）在信號(hào)傳輸過程中需要依托外部設(shè)備，例如借用軌道電路傳輸;5）設(shè)備的安裝位置與軌道區(qū)段的設(shè)置參數(shù)無關(guān)，雙方不受制約;6）計(jì)軸設(shè)備接收與傳播信號(hào)是容易受到金屬介質(zhì)的影響;7）在停止工作并重新恢復(fù)運(yùn)行后，計(jì)軸設(shè)備無法連續(xù)運(yùn)行，需重新進(jìn)行人工操作。

三、計(jì)軸設(shè)備的應(yīng)用

從計(jì)軸設(shè)備初步應(yīng)用于軌道交通領(lǐng)域開始，在逐步適應(yīng)軌道的發(fā)展先后形成了自己獨(dú)特的發(fā)展階段，模式從機(jī)械式、電子管再到集成電路與晶體管，技術(shù)模式也逐步發(fā)展為先進(jìn)的微處理器技術(shù)，從而全方面提升信息系統(tǒng)在軌道交通應(yīng)用上的安全性、可靠性與高效性。JZ型計(jì)軸設(shè)備是當(dāng)前應(yīng)用主流的一款應(yīng)用設(shè)備，下面將以它為例介紹計(jì)軸設(shè)備在不同功能上的應(yīng)用[2]。

（一）閉塞分區(qū)占用檢查

信號(hào)系統(tǒng)單線自動(dòng)閉塞控制用到了計(jì)軸設(shè)備的這類功能，檢查的目的為增強(qiáng)軌道運(yùn)營(yíng)區(qū)段的運(yùn)輸能力，其主要實(shí)現(xiàn)過程為以當(dāng)前主流的JZ容錯(cuò)型微機(jī)計(jì)軸設(shè)備為基礎(chǔ)，采用分批次處理、硬件疊加的方式，對(duì)閉塞分區(qū)進(jìn)行占用檢查。計(jì)軸設(shè)備的投入應(yīng)用能夠有效地增加系統(tǒng)整體的工作性能。

（二）軌道區(qū)段占用檢查

對(duì)于一般的低道床電阻，加入計(jì)軸軌道電路系統(tǒng)，通過傳感器感應(yīng)檢查電路可以有效地防止道床的各種缺陷造成的危害，保障軌道電路的安全性，并提高相關(guān)設(shè)備的可靠性，從而確保從列車行駛再到統(tǒng)一調(diào)度指揮這一過程系統(tǒng)能夠高效運(yùn)行。除此之外，計(jì)軸設(shè)備的應(yīng)用還能延伸到停車場(chǎng)、公路上，因此其具有的獨(dú)立性可以控制計(jì)軸設(shè)備不受環(huán)境條件影響，因此在停車場(chǎng)與公路軌道電路中應(yīng)用計(jì)軸設(shè)備，可以解決由于雨雪等氣象條件帶來的“紅光帶”、“白光帶”等各種問題，以行車安全為目的提升行車效率。

（三）區(qū)間占用檢查

對(duì)于自動(dòng)站間閉塞方式以區(qū)間占用檢查為手段最為高效。目前的軌道交通大多采用64D繼電半自動(dòng)閉塞，它能夠在區(qū)段空閑時(shí)跟閉塞設(shè)備自動(dòng)組合成自動(dòng)站間閉塞，實(shí)現(xiàn)通過計(jì)軸設(shè)備檢查區(qū)段空閑。但由于傳統(tǒng)的設(shè)備不具有連續(xù)性需要采用人工進(jìn)行檢查，安全性會(huì)稍低于其他的設(shè)備。在JZ型微機(jī)計(jì)軸設(shè)備對(duì)區(qū)間進(jìn)行檢查時(shí)，首先會(huì)自動(dòng)與64D繼電半自動(dòng)閉塞組合疊加，檢查過程采用全自動(dòng)模式因此不需要人工手動(dòng)操作，原有設(shè)備的安全隱患也將會(huì)一一排除。

四、計(jì)軸設(shè)備在我國的應(yīng)用

計(jì)軸設(shè)備發(fā)源于歐洲，應(yīng)軌道電路需要而誕生，并推廣至全球。就目前而言，全球多個(gè)地區(qū)的計(jì)軸設(shè)備安全性能水平都達(dá)到了4級(jí)，在歐洲、亞洲等地區(qū)有著廣泛的應(yīng)用[3]。

我國應(yīng)用計(jì)軸設(shè)備始于上世紀(jì)80年代，最早是因區(qū)間空閑檢查設(shè)備的缺乏而引入的，隨后逐漸發(fā)展到自動(dòng)站間閉塞。前期由于計(jì)軸設(shè)備的造價(jià)過高，無法均衡其與軌道電路的配置比，再加上使用經(jīng)驗(yàn)缺乏，相關(guān)人才配備不充分，計(jì)軸設(shè)備的發(fā)展以及應(yīng)用在我國有將近10年的停滯期。自21世紀(jì)CBTC系統(tǒng)在我國上線以來，并隨著國內(nèi)在這上面的投入資金變大，計(jì)軸設(shè)備的發(fā)展又進(jìn)入了一個(gè)新的紀(jì)元，其中自動(dòng)站間閉塞、站內(nèi)軌道電路得到廣泛的應(yīng)用，表1展示了國內(nèi)主要的計(jì)軸設(shè)備技術(shù)特點(diǎn)并進(jìn)行了簡(jiǎn)單的比較。

五、計(jì)軸設(shè)備存在的關(guān)鍵問題

雖然目前計(jì)軸設(shè)備的應(yīng)用趨于成熟，但還是存在一定的缺陷值得我們注意，尤其在實(shí)際應(yīng)用過程中要加以防范。

首先是人工干擾的問題。傳統(tǒng)的計(jì)軸設(shè)備存在不連續(xù)性，大多數(shù)情況下需要人工干預(yù)，在這個(gè)過程中就加入了很多不確定因素誘發(fā)潛在的危險(xiǎn)。因此從軌道交通的建立、到計(jì)軸設(shè)備的加入、再到列車投入運(yùn)營(yíng)計(jì)軸設(shè)備開始檢查空閑區(qū)段這一過程中，應(yīng)積極組織好流程，控制差錯(cuò)的出現(xiàn)，例如可以完善施工過程，組織不同部門進(jìn)行溝通協(xié)作，讓設(shè)備更加穩(wěn)定、可靠。

其次是計(jì)軸設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境問題。計(jì)軸設(shè)備的傳感器受環(huán)境影響因素很大，尤其是在極端惡劣天氣下，強(qiáng)降水、降雪會(huì)給計(jì)軸設(shè)備帶來很大的影響，雖然當(dāng)前投入軌道電路使用的設(shè)備都具有防水功能，但是會(huì)帶來不同程度的影響。同時(shí)夏季高溫的影響也是一個(gè)很大的問題，靈敏度高的傳感器不具有高強(qiáng)度的耐熱能力，因此在投入使用過程中應(yīng)加以防范。最后是特殊環(huán)境的影響，例如周圍開設(shè)化工廠產(chǎn)出的氣體、液體都會(huì)對(duì)設(shè)備造成不同程度的影響，因此需要在設(shè)備生產(chǎn)時(shí)進(jìn)行特殊處理，讓設(shè)備有效運(yùn)行，保證整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行正常。

最后是計(jì)軸設(shè)備的安裝問題。計(jì)軸設(shè)備的安裝精度要求較高，因此要嚴(yán)格按照安裝手冊(cè)上的說明進(jìn)行使用。

結(jié)束語：

計(jì)軸設(shè)備是用來檢測(cè)軌道空閑區(qū)段的重要工具。本文對(duì)城市軌道交通進(jìn)行了簡(jiǎn)要概況，并引入計(jì)軸設(shè)備。隨后介紹計(jì)軸設(shè)備的工作原理與通用特點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上深入分析從計(jì)軸設(shè)備產(chǎn)生到現(xiàn)在的各種應(yīng)用實(shí)例，列舉了一些具有代表性的國內(nèi)設(shè)備型號(hào)與發(fā)展?fàn)顩r，最后對(duì)其現(xiàn)有問題進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析與說明。

參考文獻(xiàn)：

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[2]吳宏松，張燕.JZ型微機(jī)計(jì)軸在軌道交通信號(hào)領(lǐng)域的應(yīng)用前景[J].鐵路通信信號(hào)工程技術(shù)，2011，8（03）：66-68.

[3]王力.計(jì)軸設(shè)備在軌道交通信號(hào)領(lǐng)域的應(yīng)用[J].鐵道通信信號(hào)，2011，47（01）：20-22.