軌道電路并行區段鄰線同頻干擾解決方案研究設計

鄒昕洋

關鍵詞： 并行區段 同頻干擾 軌道電路 雙線并行

在新車站設計時若規劃合理極少數出現頻率交叉不開以及同頻干擾問題。該文將以既有車站為基礎，當既有車站站場發生變化時，該站接發車進路以及軌道電路也隨之增加。新增電碼化軌道電路與既有站內電碼化軌道區段多采用ZPW-2000 制式時，所需要考慮的是接發車頻率如何設置，當兩線線間距一定的情況下線路之間頻率是否構成干擾[1]。如何將新增部分同既有部分相結合便是設計的重中之重。列車運行安全作為鐵路運輸中的首要條件，當相鄰線路存在相同載頻或相同基準載頻的問題出現時，正在行駛的列車上的機車信號無法區分是該區段還是并行線路相鄰區段信號，容易造成列車誤認最終導致信號顯示升級，影響列車運行效率，嚴重的情況則危及行車安全[2]。因此，對ZPW-2000 制式軌道電路同頻干擾等問題的研究和分析是必要的。

1 案例分析

線路并行情況下當線間距小于10 m 時配置接發車頻率時則容易出現同頻干擾問題，例如：1700-1 與鄰線1700-1 為相同載頻，1700-1 與鄰線1700-2 屬于相同基準載頻，為不同載頻。

該文以既有范屯站改造工程為基礎，此次設計在既有范屯站上行沙崗方向基礎上新增體育公園方向范屯站接車。體育公園與范屯站區間采用自動閉塞方式辦理，新增設ST 進站，針對工程設計過程中所遇到的問題整理成兩個案例進行分析。案例1：在新增體育公園至范屯站線路，區間Y18G 與既有II-IIG 線間距約8.9 m，所屬上行頻率分別為2000-1 和2000-2，為相同基準載頻，當同時辦理向范屯站接車任務時，也容易發生同頻干擾。案例2：既有II-IG2 與II-3G2 線間距6 m，兩線同為下行頻率1700-2，當同時辦理發車任務時，容易發生同頻干擾。范屯站信號設備平面布置圖如圖1 所示。

2 ZPW-2000A 軌道電路干擾問題分析

隨著軌道電路的發展，ZPW-2000A 型軌道電路在我國信號系統中起著關鍵的作用，ZPW-2000A 軌道電路繼承和延續法國UM71 技術的結構上的優勢[3]，針對軌道電路中調諧區處斷軌檢查問題，實現全軌道電路斷軌檢查連續化。相應減少軌道電路調諧區分路死區段[4]。顯著提升了軌道電路的傳輸長度以及傳輸能力，具有良好的監測功能。當軌道電路發生故障時，具有高效精準的報警能力。

ZPW-2000A 軌道電路載頻區分為“-1”和“-2”共有8 種載頻。采用此種頻率的設置既檢查了軌道區段中是否存在有車占用情況，也同時起到向迎面列車傳輸該區段和前方區段占用和空閑的信息[5-6]。這不僅顯著提升了鐵路信號的傳輸功能，也在多線路并行的條件下，為每個軌道區段頻率之間能錯開提供了保障。ZPW-2000A 型軌道電路通過鋼軌作為媒介進行傳輸發送信息，在接收端接收發送信息并進行處理，因此軌道電路的正常使用關系到鐵路的安全運輸。

ZPW-2000A 軌道電路并行數量最多不超過4 條，并當出現接發車同運行方向且相同頻率的情況下線間距<10 m 時需嚴格按照相同載頻下所需滿足的并行長度執行，當線間距>10 m 時無特殊要求。并行區段及并行長度示意圖如圖2 所示，圖中的2 條線路存在并行，4G/5G 及5G/6G 的并行長度如標出所示，即上述區段出現同頻則出現并行干擾問題。

ZPW-2000A 軌道電路信息通過鋼軌為載體進行傳輸，通過發送端向接收端進行傳輸，接收端接收到信息后進行解調和處理繼而執行相應功能[7-8]。針對普通復線車站，根據列車上下行運行方向不同，需設置不同載頻，故不存在干擾問題。同方向運行時則會出現同頻干擾問題，當忽略并行區段同頻干擾問題時，相鄰線路的軌道區段同頻信號會同該區段的信號難以區分，若車載信號接收到的不是該區段信號而是運行同方向相鄰區段的信號時則會導致機車信號顯示誤認，從而危及列車行車安全[9-10]。因此，針對車站信號設計時需要對ZPW-2000A 型軌道電路的設計時應考慮可能存在的并行線路同頻干擾問題，并提出相應解決方法以及防護措施進行改善，減少并行線路之間的耦合能力。

綜上可以看出，并行線路線間距以及軌道區段之間并行長度是決定ZPW-2000A 軌道電路同頻干擾成都主要因素。

（1）當并行線路線間距越大，兩線間所產生的耦合能力越小，相同頻率下干擾能力則越弱。反之當線間距越小，線路線間距縮小，則頻率耦合能力越強。

（2）當軌道區段并行長度距離越長，兩線同頻的情況下干擾時間也越長，該區段的傳輸受干擾能力越強。所以當兩并行線路線間距一定時，若現場不能根據調整兩線路線間距來滿足同頻干擾的要求時，則需要考慮縮小線路并行時軌道區段長度。

3 解決方案

依照北京全路通信信號研究設計院《ZPW-2000A軌道電路工程設計說明書》當存在同方向載頻兩線路軌道區段5 m

案例1：針對范屯站新增體育公園接車方面（ST），區間Y18G 軌道區段長度為1 350 m，接車頻率為2000-1，相鄰沙鲅正線軌道區段為II-IIG 軌道區段長度為816 m 和II-G2 軌道區段長度為1 066 m，范屯站上行接車頻率為2000-2，由于線間約8.9 m，該案例屬于并行兩線路線間距一定，當ST 進站信號機和S 進站信號機同時辦理向范屯站接車作業時，兩線路并行軌道區段存在并行同頻干擾問題。

綜上針對該案例進行分析，該次設計方案將對既有II-IIG 和II-IIG2 軌道區段之間的絕緣節移設25 m。設計后II-IIG 軌道區段長度為841 m（既有816 m），IIIIG2軌道區段長度為1 041 m（既有1 066 m），鄰線區間軌道電路Y18G 軌道區段長度不變保持1 350 m。

調整后并行長度經計算后Y18G與II-IIG軌道區段并行長度677 m（L <7.7 m 約635 m，L >7.7 m 約42 m），Y18G 與II-IIG2 的軌道區段并行長度為673 m（7 m

案例2：針對沙鲅正線正向發車頻率為1700-2，既有鞍鋼交接場的II-3G1 和II-3G2 的發車頻率為1700-2，II-IG2 軌道區段長度為782 m，II-3G2 軌道區段長度為962 m，兩條并行線路線間距在總出站信號機XII-1和XII-3 處為約6 m，該案例屬于并行線路發車頻率同頻，當同時辦理發車作業時在總出站信號機XII-1 和XII-3 處的機車機車信號容易被干擾。

綜上針對該案例進行分析，根據站場平面圖線間距總出站信號機XII-1 和XII-3 處最小約6 m，越靠近站內線間距越大，平均線間距約為11 m。同為1 700 頻率時并行區段長度最大為560 m。因此，當線間距不足10 m 時兩線同時發車則容易出現同頻干擾，根據站場平面圖線間距同頻干擾軌道區段約為580 m（大于560 m）。因為兩線路為既有線路，線間距不能改變，因此只能對既有車站的發車頻率做出調整，將頻率進行修改。

此次設計方案將既有鞍鋼交接場XIII-II 發車頻率修改為1700-1（既有頻率為1700-2），并修改鞍鋼交接場電碼化電路，而根據設計要求1700-1 與1700-2 頻率載頻區段并行長度不超過700 m，此次設計調整既保證與鄰線頻率為相同基準載頻，又保證并行干擾區段滿足小于700 m。這樣設計既合理減少修改難度，也相應解決了并行區段的干擾問題，案例2 修改示意圖如圖4 所示。

4 結語

該文針對并行雙線路通過設計中遇到的實際案例1 和2 進行分析，提出了兩種線路并行干擾下的解決方案。首先，可以調整本軌道區段或相鄰軌道區段長度來減少并行長度，使雙線并行干擾長度滿足要求；其次，可以通過對雙線并行區段的頻率進行調整，可對該軌道區段或相鄰軌道區段進行調整，將相同載頻換成相同基準載頻滿足長度要求。通過該次設計減少了并行線路存在同頻干擾的風險，提高了行車安全及效率。