基于短區間車站接車電碼化電路分析與改進

郭少雄，李延紅，孫蛟龍，張 銳

（1.中國鐵路蘭州局集團有限公司嘉峪關電務段，甘肅嘉峪關 735100；2.甘肅省工業交通自動化工程技術研究中心，蘭州 730070）

1 概述

車載信號作為列車運行的安全憑證，是確保行車安全和提高行車組織效率的列車運行控制系統關鍵車載技術裝備之一。自20世紀80年代推廣應用以來，車載信號已成為信號系統重要的組成部分[1-2]。在鐵路運營過程中，任何一個環節出現故障，都會對整體設備的正常運行帶來較大影響，尤其是車載信號的突變，很大程度上影響和制約了列車正常的運輸組織。

車載信號屬于安全信息，設計方面必須滿足“故障-安全”原則。然而，針對復雜場景車站，還存在設計考慮不足的問題，導致在一定特殊情況下出現丟碼、誤碼、錯碼等情況，進而引發列車緊急制動，嚴重影響列車運輸組織和安全運行。同時，由于該類故障具有偶然性、突發性和暫時性，日常檢修和聯鎖試驗時很難被發現和復現，這就要求現場人員應急處置能力相當精湛。因此，如何從設計源頭上解決該類隱患問題已迫在眉睫[3]。本文通過深度分析現場運營過程中發現的問題，找到車載信號突變的原因，闡述站間聯系電路的修改思路，為后續工程設計和應急處置提供參考。

2 場景說明

兩車站及區間平面示意如圖1所示。當某車次列車運行至短區間車站IG通過時，因機車接收綠碼轉綠黃碼再轉綠碼，信號顯示由綠燈轉綠黃燈再轉綠燈導致列車緊急停車，嚴重干擾了正常的運輸秩序。

圖1 兩車站及區間平面示意Fig.1 Schematic plan of two stations and sections

從圖1可看出，甲車站管轄區間設備為X1LQG、2517G、2522G和S1LQG，乙車站無區間管轄設備，且兩車站距離較近，上、下行區間各有一架通過信號機，兩車站之間的接近區段和離去區段相互重合[4-5]。甲車站第一離去區段為4DG、X1LQG，即X1LQG（甲）=4DG+X1LQG，對應繼電器為X1LQJ；第二離去區段為2517G，即X2LQG（甲）=2517G，對應繼電器為X2LQJ；第三離去區段為乙車站X進站信號機至XL19信號機之間的區段，即X3LQG（甲）=109DG+107DG+1-1 I-IIIWG，對應繼電器為X3LQJ；第四離去區段為乙車站XL19信號機至XL21信號機之間的區段，即X4LQG（甲）=1-3 I-IIIWG，對應繼電器為X4LQJ。

當乙車站X進站信號機開放黃、綠黃或綠燈時，甲車站IG車載信號顯示應為綠燈，機車接收到綠碼。由于兩車站之間的離去區段相互重合，因此甲車站接車電碼化電路條件受乙車站相關站間聯系條件控制[6]。

3 現狀分析

3.1 甲車站既有電路分析

1）甲車站接車電碼化電路如圖2所示。由圖2分析可知，IG發送綠碼的條件受X3LQJ控制。當X3LQJ吸起時，IG發送綠碼，機車接收綠碼、信號顯示綠燈。當X3LQJ落下時，IG發送綠黃碼，機車接收綠黃碼、信號顯示綠黃燈。

圖2 甲車站接車電碼化電路Fig.2 Schematic diagram of receiving route coding circuit of station A

2）甲車站X3LQJ的動作狀態由ZXJF（鄰）和LXJF（鄰）控制。當乙車站X進站信號開放正線停車或通過信號時，甲車站LXJF（鄰）吸起，從而X3LQJ吸起，IG發送綠碼；當乙車站X進站未開放時，LXJF（鄰）落下，X3LQJ落下，IG發送綠黃碼，如圖3所示。

圖3 甲車站X3LQJ勵磁電路Fig.3 Schematic diagram of X3LQJ energizing circuit of station A

3.2 兩車站間聯系電路分析

1）甲車站LXJF（鄰）的勵磁條件受乙車站X進站信號機的LXJF繼電器動作狀態控制。當乙車站X進站信號開放時，X-LXJF吸起，通過X-LXJF的第7、8組吸起接點和站間聯系電纜溝通甲車站LXJF（鄰）勵磁電路，LXJF（鄰）保持吸起。如圖4所示。

圖4 LXJF（鄰）站間聯系電路Fig.4 Schematic diagram of LXJF (adjacent) liaison circuit between stations

2）甲車站ZXJF（鄰）站間聯系電路示意如圖5所示。甲車站ZXJF（鄰）的勵磁條件受乙車站X進站信號機的TXJF繼電器動作狀態控制，且ZXJF（鄰）采用JWXC-1700型繼電器。當乙車站X進站開放通過信號時，X-TXJF吸起，通過X-TXJF和X-ZXJF的第7、8組吸起接點和站間聯系電纜溝通ZXJF（鄰）勵磁電路，ZXJF（鄰）保持吸起；當乙車站X進站通過信號未開放時，X-TXJF落下，通過X-TXJF第7、8組落下接點、X-ZXJF的第7、8組吸起接點和站間聯系電纜溝通ZXJF（鄰）勵磁電路，ZXJF（鄰）保持吸起。

圖5 ZXJF（鄰）站間聯系電路Fig.5 Schematic diagram of ZXJF (adjacent) liaison circuit between stations

3.3 乙車站既有電路分析

1）乙車站X進站復示繼電器包含X-LXJF、X-ZXJF、X-TXJF，其勵磁電路分別通過X進站主體繼電器X-LXJ、X-ZXJ、X-TXJ的第1組接點溝通，如圖6所示。

圖6 乙車站X進站復示繼電器勵磁電路Fig.6 Schematic diagram of repeating relay energizing circuit of home signal X of station B

2）TXJ用來區分進站信號點綠燈還是點黃燈、綠黃燈。在《6502電氣集中電路（修訂本）》中，TXJ的勵磁條件是建立正線接車進路，進站信號機的LXJ和ZXJ均吸起，同時又建立了該正線的發車進路，即出站信號機的LXJ吸起，即構成TXJ的勵磁電路。TXJ吸起，表示辦理好通過進路，進站信號機應給出綠燈顯示。如圖7所示，在計算機聯鎖系統中，TXJ的勵磁條件由聯鎖機驅動。

根據圖1和圖7綜合分析，當滿足107#和109#道岔在定位、X進站開放正線接車信號、X2LQG（甲）空閑、XL19開放信號時，聯鎖機驅動乙車站X-TXJ勵磁吸起，X進站信號機顯示綠燈。

圖7 X-TXJ驅動電路Fig.7 Schematic diagram of X-TXJ drive circuit

3.4 現場問題分析

正常情況下，甲車站ZXJ（鄰）常態吸起，LXJF（鄰）常態落下，X3LQJ常態落下；乙車站X-ZXJF常態吸起，X-LXJF和X-TXJF常態落下。

當乙車站X進站開放黃燈或綠黃燈時，甲車站ZXJ（鄰）吸起，LXJF（鄰）吸起，X3LQJ吸起；乙車站X-ZXJF吸起，X-LXJF吸起，X-TXJF落下。

當乙車站X進站由黃燈或綠黃燈直接轉點為綠燈時，甲車站ZXJ（鄰）吸起，LXJF（鄰）吸起，X3LQJ吸起；乙車站X-ZXJF吸起，X-LXJF吸起，X-TXJF吸起。但是，在乙車站X-TXJF由落下到吸起的過程中，甲車站ZXJ（鄰）出現瞬間的落下又吸起，導致X3LQJ瞬間落下又吸起。

綜合分析，當乙車站X進站信號機開放黃燈或綠黃燈時，區間2517信號機顯示綠黃燈或綠燈，甲車站IG開放通過信號，XI開放綠燈，I道發送綠碼。當機車壓入甲車站IG時，若此時乙車站X進站信號機由黃燈或綠黃燈直接轉點為通過信號綠燈時，存在甲車站X3LQJ瞬間落下又吸起的現象，造成甲車站I道機車接收綠碼轉綠黃碼再轉綠碼、信號顯示由綠燈轉綠黃燈再轉綠燈的隱患。

4 解決方案及結果

4.1 解決方案

根據綜合分析結果，為有效解決甲車站X3LQJ瞬間落下又吸起造成的IG機車接收綠碼轉綠黃碼再轉綠碼、信號顯示由綠燈轉綠黃燈再轉綠燈隱患，特提出以下解決方案。

方案一：分別并聯阻容元件。通過并聯阻容元件增加ZXJ（鄰）或X3LQJ繼電器的緩放時間。其中，阻容取R=51 Ω，C=1 000 μF，緩放時間大概為0.2 s。當并聯至X3LQJ繼電器1、4端時，緩放時長不夠，當并聯至ZXJ（鄰）繼電器1、4端，且X-TXJF吸起時，緩放時長不夠，若X-TXJF落下時，阻容元件安裝為反方向，達不到緩放的作用。

方案二：更換繼電器型號。分別將ZXJ（鄰）和X3LQJ繼電器由JWXC-1700型更換為JWXC-H340型，然后進行現場試驗[7]。經試驗，問題隱患未徹底解決。

方案三：從源頭修改站間聯系電路。由圖5可知，ZXJF（鄰）的站間聯系電路受X進站X-TXJF的第7、8組接點控制，且ZXJF（鄰）采用JWXC-1700型繼電器。在現場車站內將ZXJF（鄰）和TXJF（鄰）的站間聯系電路分開設置，并將ZXJF（鄰）更換為JPXC-1000型繼電器，然后進行現場試驗。修改后的站間聯系電路如圖8所示[8]。

圖8 修改后的ZXJF（鄰）和TXJF（鄰）站間聯系電路Fig.8 Schematic diagram of modified ZXJF (adjacent) and TXJF (adjacent) liaison circuit between stations

4.2 解決結果

根據現場試驗，方案一由于緩放作用未達到要求，問題無法解決；方案二中更換ZXJ（鄰）繼電器型號，現場試驗后，隱患未解決，更換X3LQJ繼電器型號后隱患雖然得到解決，但同時又暴露出其他的設備隱患，問題解決不徹底；方案三通過分開設置ZXJF（鄰）和TXJF（鄰）站間聯系電路和更換ZXJF（鄰）繼電器型號，不僅從源頭上有效解決了隱患，而且未產生其他問題。實踐證明，第三種方案切實可行、運用良好。

5 結論

存在問題的相關車站已通過以上方案進行整改，從現場反饋的信息分析，設備運行良好，原問題已解決的同時并未發生其他類型設備故障。鐵路現場電碼化信息跳變等問題雖然不常見，但是一旦發生將會導致列車緊急制動等不良影響，存在較大安全隱患。因此，在以上同類車站中需特別注意特殊情況下的設計方案，此外，該問題主要針對普速鐵路線路，未發現以上問題的車站應維持原狀，無需修改。