CTCS-2級列控系統(tǒng)車站補充發(fā)碼電路設計技巧

唐 強

(中鐵二院工程集團有限責任公司， 成都 610031)

鐵路車站電碼化技術是一項保證行車安全的信號技術。電碼化是站內(nèi)軌道電路采用一定的技術，保證列車在軌道上運行能夠接收到地面信號的各種電碼。隨著我國鐵路的高速發(fā)展，電碼化技術在鐵路運輸安全中發(fā)揮了至關重要的作用。由于行車方式的多元化，尤其是西南地區(qū)地形、地物復雜，區(qū)間信號布點也越來越復雜，導致了進站信號機外方軌道電路區(qū)段過短的情況更加突出。客貨共線鐵路采用CTCS-2級列控系統(tǒng)線路的復雜車站，站內(nèi)采用25 Hz相敏軌道電路，但側(cè)向發(fā)車進路沒有設計電碼化，該方案無法實現(xiàn)全進路發(fā)碼。動車組先在股道接收UU 碼或UUS 碼，之后列車進入道岔區(qū)段接收的軌道電路機車信號信息變?yōu)闊o信號時，列控車載設備將第一離去軌道區(qū)段(1LQG) 的終點作為列車停車目標點進行計算。為避免影響發(fā)車運行速度，根據(jù)TB 10007-2017《鐵路信號設計規(guī)范》規(guī)定，通過信號機或閉塞分區(qū)信號標志牌的接近發(fā)碼起點，應符合按設計速度運行的列車采用最大常用制動至本信號機或標志牌停車的要求。因此，對側(cè)向發(fā)車進路，當1LQG區(qū)段較短(即有碼區(qū)較短)時，需在站內(nèi)咽喉區(qū)做補充發(fā)碼設計，同時在列控系統(tǒng)工程數(shù)據(jù)編制的進路信息表中補充延長區(qū)段發(fā)碼的相關內(nèi)容，以滿足動車組發(fā)車后的正常運行5〗。

1 補充發(fā)碼電路設計

以蘭州至重慶鐵路武勝站XN口為例(如圖1所示)，介紹補充發(fā)碼電路設計。該站為CTCS-2級車站，站內(nèi)采用25 Hz相敏軌道電路，同時設計ZPW-2000(預)疊加電碼化，由列控中心實現(xiàn)電子編碼，列車進路上的道岔均為18號提速道岔7〗。

圖1 車站信號平面布置(局部)圖

1.1 室內(nèi)電路

根據(jù)現(xiàn)有電碼化技術，直向接車或直向發(fā)車時咽喉區(qū)才能實現(xiàn)電碼化，當辦理股道經(jīng)18號提速道岔的側(cè)向發(fā)車進路時不能實現(xiàn)站內(nèi)電碼化。當由該站SⅡ向XN口發(fā)車時，SⅡ至XN之間正線區(qū)段設計發(fā)碼電路，局部電路如圖2所示，該正線咽喉區(qū)的發(fā)碼信息與XN1LQG上的信息一致。當由股道IG、3G或4G向XN口側(cè)向發(fā)車時，發(fā)車進路上均為無碼，而XN1LQG區(qū)段長度僅為500 m，不滿足動車組以80 km/h速度制動到0的最大常用制動距離對有碼區(qū)長度(經(jīng)過行車綜合計算，該處需730 m)的要求，嚴重影響行車安全，降低了列車運行效率，為解決此類問題，需在站內(nèi)咽喉區(qū)做補充發(fā)碼設計來延長XN1LQG的發(fā)碼區(qū)范圍，以解決行車制動距離不足的缺陷來確保行車安全10〗。

圖2 正線區(qū)段發(fā)碼電路(局部)圖

辦理IG、3G向XN口側(cè)線發(fā)車進路時，XN1LQG區(qū)段的發(fā)碼區(qū)需延長至站內(nèi)3DG區(qū)段才能滿足730 m以上的有碼區(qū)長度要求，即需在站內(nèi)IIAG、1DG1、3DG1區(qū)段進行補充電碼化設計；而辦理側(cè)線4G向XN口發(fā)車進路時，XN1LQG區(qū)段的發(fā)碼區(qū)需延長至站內(nèi)1DG區(qū)段，即需在站內(nèi)IIAG、1DG區(qū)段進行補充發(fā)碼設計。經(jīng)過詳細的分析和研究，上述兩條發(fā)車進路的補充發(fā)碼電路可不必分開單獨進行電碼化電路設計，可在圖2的基礎上統(tǒng)籌設計，一次性解決兩條發(fā)車進路的補碼問題。補碼設計方案如下：

(1)發(fā)碼電路修改圖(1)如圖3所示，粗虛線框內(nèi)為補充發(fā)碼所增加的電路，其中(XN1LQG)BMJ為補充發(fā)碼繼電器，該繼電器由列控中心軟件驅(qū)動，當辦理側(cè)向發(fā)車進路且信號開放時，驅(qū)動(XN1LQG)BMJ繼電器勵磁吸起，待列車出清該發(fā)車進路最后1個區(qū)段(IIAG)時(XN1LQG)BMJ繼電器失磁掉下。

圖3 發(fā)碼電路修改圖(1)

(2)將(XN1LQG)BMJ第7組前接點接入SIIFMJ第8組后接點，為側(cè)向發(fā)車補充發(fā)碼時給予軌道傳遞繼電器GCJ勵磁用的條件電源KZ，采用此種連接方式主要因為 (XN1LQG)BMJ是辦理側(cè)向發(fā)車時勵磁，SIIFMJ繼電器是辦理正線發(fā)車時勵磁，所以(XN1LQG)BMJ與SIIFMJ繼電器不會同時動作，同時這樣連接還可以起到相互檢查的作用。(XN1LQG)BMJ第8組后接點的作用是斷開(9DG)GCJ動作電源，因為側(cè)線4G向XN發(fā)車時只需對ⅡAG、1DG進行補充發(fā)碼就能滿足補充發(fā)碼長度的需求；由于3G、4G往XN口發(fā)車補充發(fā)碼時各傳遞繼電器GCJ轉(zhuǎn)移條件不同，圖3電路中增加1/3號道岔定位表示繼電器(1/3#DBJ)接點條件區(qū)分，為確保道岔條件檢查正確，在(3DG)GCJ勵磁條件中增加1/3號道岔反位表示繼電器(1/3#FBJ)前接點條件檢查。

(3)在辦理IG或3G向XN口側(cè)向發(fā)車進路時,動車組進入5DGJ區(qū)段后，電路時序為：KZ-BMJ～71-BMJ～72-SIIFMJ～83-SIIFMJ～81-IIAGJ～81-IIAGJ～82-1DGJ～81-1DGJ～82-1/3#DBJ～81-1/3#DBJ～83-3DGJ～81-3DGJ～82-5DGJ～81-5DGJ～83-(3DG)GCJ～3-(3DG)GCJ～4-KF，動車組進入3DG時，3DGJ↓，KZ電源經(jīng)過3DGJ～83、1/3#FBJ～81-1/3#FBJ～82接點使(3DG1)GCJ和(1DG)GCJ勵磁吸起，達到發(fā)碼與預發(fā)碼來完成補充發(fā)碼。

(4)在辦理4G向XN口側(cè)向發(fā)車進路時，動車組進入9DG后，電路時序為：KZ-BMJ～71-BMJ～72-SIIFMJ～83-SIIFMJ～81-IIAGJ～81-IIAGJ～82-1DGJ～81-1DGJ～82-1/3#DBJ～81-1/3#DBJ～82-9DGJ～81-9DGJ～83-(1DG)GCJ～3-(1DG)GCJ～4-KF，動車組進入1DG時，1DGJ↓，KZ電源經(jīng)過1DGJ～83接點使(1DG)GCJ和(IIAG)GCJ勵磁吸起，達到發(fā)碼與預發(fā)碼來完成補充發(fā)碼。

(5)這種上、下行跨線都需要補碼的關鍵點在于1/3號道岔定位繼電器、反位繼電器的運用，從而判斷發(fā)車進路所經(jīng)過的線路位置來進行補碼，滿足所需進路延長補碼的范圍。

(6)XN1LQG區(qū)段及站內(nèi)上行線為上行載頻(2000-2)，因此3DG側(cè)向發(fā)車位置補充發(fā)碼應為上行載頻(2000-2)，而3DG區(qū)段直向位置為下行載頻(1700-2)，由于列控中心僅能對一套移頻發(fā)送盒的一種載頻進行編碼，故3DG1補充發(fā)碼與3DG正線發(fā)碼不能合用一個移頻發(fā)送盒使用。

(7)由于IG、3G往XN口側(cè)向發(fā)車進路補充發(fā)碼與XN正線接車因故停在9DG區(qū)段時，9DG需要發(fā)碼可能會同時存在，故IG、3G、4G發(fā)車進路補充發(fā)碼與1DG正線發(fā)碼亦不能合用同一個移頻發(fā)送盒，因此補充發(fā)碼電路需要單獨設置一套移頻發(fā)送盒和相應傳遞信息的發(fā)碼電路，電路原理如圖4所示(虛線和虛線框內(nèi)為修改新增內(nèi)容)。

圖4 發(fā)碼電路修改圖(2)

1.2 室外設備及電纜

從室內(nèi)電路工程設計方面分析滿足安全和使用需求后，室外同樣需要進行處理。為使列車側(cè)向發(fā)車越過D3信號機壓入3DG時，3DG1受電端能將補充發(fā)碼信息有效送至軌道，此時需特別在1/3號道岔渡線3DG1受電端絕緣處增加室外箱盒XB1(含室外隔離防雷)，XB1箱盒至信號樓機械室分線柜間增加2芯實際使用的信號電纜，如圖5所示。

圖5 室外增加設備及電纜圖

2 列控工程數(shù)據(jù)表補充內(nèi)容

武勝站在站內(nèi)增加補碼設計后，站內(nèi)由IG、3G向XN口辦理發(fā)車進路時，進路上的3DG1、1DG、IIAG區(qū)段載頻需保持與XN1LQG區(qū)段一致(2000-2)，在列控工程數(shù)據(jù)表的進路信息表中軌道區(qū)段欄需要增加2000-2的載頻信息。同理，由4G向XN口辦理發(fā)車進路時，進路上的1DG、IIAG區(qū)段載頻需保持與XN1LQG區(qū)段一致(2000-2)，在列控工程數(shù)據(jù)表的進路信息表中軌道區(qū)段欄需要增加2000-2的載頻信息。

需注意的是，在站內(nèi)聯(lián)鎖增加補碼電路設計后，很容易遺漏相應列控工程數(shù)據(jù)表的補充修改，從而造成現(xiàn)場設計文件出現(xiàn)缺漏情況，進而影響工程實施，此方面需引起重視。

3 方案建議

在現(xiàn)實很多需要補碼設計的車站中，只需增加站內(nèi)第一個區(qū)段的補碼設計就能滿足行車制動距離，本文以武勝站為例進行簡單分析并提出兩個方案建議，可為以后在進行信號平面圖設計時提供參考，同時提前將該問題在初期階段解決，可為后期工程設計節(jié)省投資和降低施工難度。

(1)將武勝站XN口區(qū)間軌道電路進行局部調(diào)整，把XN1LQG區(qū)段長度調(diào)整為大于620 m，站內(nèi)就只需補充ⅡAG、1DG區(qū)段的發(fā)碼就能滿足730 m的行車制動距離，不僅避免了跨上、下行線補碼設計，還減少了3DG1區(qū)段的補碼設計及室外增加的箱盒和電纜，降低了工程難度和投資。

(2)在武勝站信號平面圖設計時，增加ⅡAG區(qū)段長度取值，比如取300 m，此時XN1LQG區(qū)段長度剩下250 m，再將XN口區(qū)間其它軌道電路延長，將XN1LQG剩下的250 m進行分批消耗掉，這樣減少了區(qū)間區(qū)段數(shù)量和電纜，也降低室內(nèi)軌道電路設備及電路的設計，同時還避免了站內(nèi)增加補碼發(fā)碼電路。

上述兩個方案是基于行車布點允許調(diào)整的情況下，若無法實現(xiàn)，還是應該在設計信號平面布置圖時，充分考慮側(cè)向進路發(fā)碼長度不足的情況，在設計之初即進行補碼電路設計，而不是事后修改。

補充發(fā)碼電路作為一種特殊的結合電路，在設計時應注意BMJ補充發(fā)碼繼電器勵磁與失磁時機，在設計資料中應進行詳細的說明，以免出現(xiàn)軟件與實際使用出現(xiàn)不一致的現(xiàn)象發(fā)生從而導致行車事故。

4 結束語

本文提出的電碼化補碼設計方案，是在既有電碼化電路基礎上完成，既統(tǒng)籌兼顧了跨上、下行線與不跨上、下行線辦理側(cè)向發(fā)車進路的補充發(fā)碼需求，又做到了電路結構簡單，易于施工，且經(jīng)過了現(xiàn)場實踐檢驗，證明切實可行，可為其他類似線路對站內(nèi)側(cè)向發(fā)車進路需要補碼的工程設計提供參考。同時在前期工程設計中，可要求行車檢算時盡量為1LQG區(qū)段預留足夠的長度，減少出現(xiàn)補充發(fā)碼這類非常規(guī)情況。