楊安玉,張志恒
(1.中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司,武漢 430063;2.中交城市軌道交通設(shè)計(jì)研究院有限公司,武漢 430056)
目前,在城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)改造調(diào)試期間,新設(shè)信號(hào)系統(tǒng)在調(diào)試過程中不能影響既有信號(hào)系統(tǒng)的運(yùn)行。一般對(duì)新設(shè)信號(hào)系統(tǒng)的設(shè)備調(diào)試都選擇在非運(yùn)營(yíng)時(shí)段進(jìn)行。由于新設(shè)信號(hào)系統(tǒng)與既有信號(hào)系統(tǒng)在改造調(diào)試期間共用室外設(shè)備,如信號(hào)機(jī)、轉(zhuǎn)轍機(jī)、軌道電路及其他信號(hào)設(shè)備等,如圖1所示。共用室外設(shè)備通過室外電纜在運(yùn)營(yíng)時(shí)段連通至既有信號(hào)系統(tǒng),在非運(yùn)營(yíng)時(shí)段設(shè)備調(diào)試時(shí),連通至新設(shè)信號(hào)系統(tǒng)。因此,在調(diào)試階段,需要將共用室外設(shè)備室外電纜在既有信號(hào)系統(tǒng)與新設(shè)信號(hào)系統(tǒng)間來回切換。在信號(hào)系統(tǒng)改造調(diào)試期間,這種切換每天都要來回很多次,調(diào)試期一般長(zhǎng)達(dá)幾個(gè)月或1年之久[1-9]。由于信號(hào)系統(tǒng)控制著列車的安全運(yùn)行,在信號(hào)系統(tǒng)改造調(diào)試期間,對(duì)新設(shè)、既有信號(hào)系統(tǒng)之間的倒切有很高的安全性和可靠性要求。
圖1 信號(hào)系統(tǒng)倒切示意
目前普遍應(yīng)用的信號(hào)系統(tǒng)倒切方式是:在非運(yùn)營(yíng)時(shí)段的調(diào)試時(shí)期通過人工將共用室外設(shè)備的室外電纜從既有信號(hào)系統(tǒng)的分線盤或分線架拔出,接入新設(shè)信號(hào)系統(tǒng)的分線盤或分線架。待調(diào)試完成后轉(zhuǎn)入運(yùn)營(yíng)時(shí)段時(shí),再手動(dòng)復(fù)原。
這種手工倒切的方式存在倒切速度慢、耗時(shí)長(zhǎng)、準(zhǔn)確性差等方面的缺點(diǎn),并且存在倒切過程中無法體現(xiàn)是否成功實(shí)現(xiàn)倒切,需要人工多次確認(rèn)的局限性。
本快速倒切電路的目的是能夠通過簡(jiǎn)單操作,自動(dòng)將新設(shè)信號(hào)系統(tǒng)和既有信號(hào)系統(tǒng)對(duì)共用室外設(shè)備的控制權(quán)進(jìn)行快速倒切的一種電路,能夠克服手動(dòng)倒切的弊端,達(dá)到倒切快速、操作方便、顯示清晰、安全可靠的目的。
為了保證信號(hào)系統(tǒng)的倒切安全,分析了信號(hào)系統(tǒng)倒切過程中存在影響倒切安全的因素,主要有2種:一種是信號(hào)系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)人員,一種是信號(hào)系統(tǒng)的施工人員。為此,本倒切電路需設(shè)置兩種權(quán)限,由2種不同工種的人員共同操作使用。一種權(quán)限屬于信號(hào)系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)人員,該權(quán)限在倒切電路的控制權(quán)限最高,一種權(quán)限屬于信號(hào)系統(tǒng)的施工人員,該權(quán)限在倒切電路中的控制權(quán)次之。
倒切電路的目的是為了2套信號(hào)系統(tǒng)分時(shí)控制共用室外設(shè)備,考慮到信號(hào)系統(tǒng)的安全性要求,在何種狀況下,同一時(shí)間只能由1套信號(hào)系統(tǒng)控制共用室外設(shè)備,不能在同一時(shí)間出現(xiàn)2套信號(hào)系統(tǒng)同時(shí)控制共用室外設(shè)備。為此,根據(jù)極性保持繼電器(下簡(jiǎn)稱繼電器)的特性設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)極電路,該繼電器是一種非對(duì)稱并聯(lián)磁路的安全型有極繼電器。將繼電器的定位接點(diǎn)、反位接點(diǎn)分別接至既有、新設(shè)信號(hào)系統(tǒng),可以保證繼電器轉(zhuǎn)極后同一時(shí)間只有1套信號(hào)系統(tǒng)控制共用室外設(shè)備,并且可以通過轉(zhuǎn)極電路在2套系統(tǒng)間來回切換。該繼電器的每組接點(diǎn)由定位接點(diǎn)、中接點(diǎn)、反位接點(diǎn)組成。一般可選擇的繼電器有JYJXC-160/260、JYJXC-135/220、JYXC-660、JYXC-270[10,11]。繼電器可以并聯(lián)使用,這樣可以實(shí)現(xiàn)任意數(shù)量的共用室外設(shè)備室外電纜的倒切。繼電器的個(gè)數(shù)由需要倒切的共用室外設(shè)備室外電纜數(shù)量決定。
為了2套信號(hào)系統(tǒng)能分時(shí)控制共用室外設(shè)備,設(shè)計(jì)繼電器在初始狀態(tài)下,定位接點(diǎn)接至既有信號(hào)系統(tǒng)。設(shè)計(jì)1個(gè)倒切允許按鈕,并具有運(yùn)營(yíng)人員操作權(quán)限,2組動(dòng)合接點(diǎn)串接在倒切電路的正電、負(fù)電回路上,按下時(shí),連通輸入電源與倒切按鈕之間的電路,松開時(shí),斷開輸入電源與倒切按鈕之間的電路??梢杂删哂性摍?quán)限的人員控制是否可以倒切。
設(shè)計(jì)2個(gè)倒切按鈕1和2,倒切按鈕1為“倒切到新設(shè)信號(hào)系統(tǒng)的按鈕”,倒切按鈕2為“倒切到既有信號(hào)系統(tǒng)的按鈕”。這2個(gè)倒切按鈕具有施工人員操作權(quán)限,2組動(dòng)合接點(diǎn)分別串接在繼電器的前、后勵(lì)磁線圈上。可以由具有該權(quán)限的人員控制共用室外設(shè)備室外電纜倒切到既有信號(hào)系統(tǒng)或新設(shè)信號(hào)系統(tǒng)。按下倒切按鈕1時(shí),連通倒切允許按鈕與繼電器的后線圈之間的電路,倒切到新設(shè)信號(hào)系統(tǒng);按下倒切按鈕2時(shí),連通倒切允許按鈕與繼電器的前線圈之間的電路,倒切到既有信號(hào)系統(tǒng)。松開倒切按鈕1或2時(shí),斷開倒切允許按鈕與繼電器線圈之間的電路,繼電器接點(diǎn)保持。
為了保證安全,倒切允許按鈕、倒切按鈕1和2采用帶鉛封的自復(fù)式按鈕[12]。
轉(zhuǎn)極電路如圖2所示。
圖2 轉(zhuǎn)極電路
繼電器一般均有4組接點(diǎn)可以采用,第1組、第2組接點(diǎn)用作系統(tǒng)工作指示燈,其余2組接點(diǎn)可以用作倒切共用室外設(shè)備室外電纜至新設(shè)或既有信號(hào)系統(tǒng),如圖3所示。繼電器的中接點(diǎn)連接共用室外設(shè)備室外電纜,定位接點(diǎn)、反位接點(diǎn)分別連接既有信號(hào)系統(tǒng)、新設(shè)信號(hào)系統(tǒng)。隨著繼電器的后線圈、前線圈的分別勵(lì)磁,中接點(diǎn)分別接通定位接點(diǎn)、反位接點(diǎn),共用室外設(shè)備室外電纜分別連接至既有信號(hào)系統(tǒng)、新設(shè)信號(hào)系統(tǒng)。該倒切電路可以實(shí)現(xiàn)2套信號(hào)系統(tǒng)分時(shí)控制共用室外設(shè)備,并對(duì)2套系統(tǒng)的控制權(quán)進(jìn)行倒切。
圖3 倒切電路
繼電器的第1組中接點(diǎn)、反位接點(diǎn)串聯(lián)作為新設(shè)信號(hào)系統(tǒng)工作指示的表示電路;第2組中接點(diǎn)、定位接點(diǎn)串聯(lián)作為既有信號(hào)系統(tǒng)工作指示的表示電路,如圖4所示。采用串聯(lián)的方式可以確保:只有當(dāng)所有繼電器的接點(diǎn)在反位接點(diǎn)時(shí),新設(shè)信號(hào)系統(tǒng)工作指示燈才點(diǎn)亮;只有當(dāng)所有繼電器的接點(diǎn)在定位接點(diǎn)時(shí),既有信號(hào)系統(tǒng)工作指示燈才點(diǎn)亮,確保了系統(tǒng)表示電路工作的正確性。
圖4 表示電路
倒切電路工作流程如圖5所示。
圖5 倒切電路工作流程
假定初始狀態(tài)為既有信號(hào)系統(tǒng)控制共用室外設(shè)備,當(dāng)需要倒切為新設(shè)信號(hào)系統(tǒng)控制共用室外設(shè)備時(shí),則需由具有信號(hào)系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)權(quán)限的人員按下倒切允許按鈕,接通輸入電源。再由具有信號(hào)系統(tǒng)施工權(quán)限的人員按下倒切按鈕1,繼電器前線圈之間有24 V的壓差,勵(lì)磁轉(zhuǎn)極,接點(diǎn) 111-113、121-123、131-133、141-143接通。新設(shè)信號(hào)系統(tǒng)工作指示燈點(diǎn)亮,表示共用室外設(shè)備室外電纜已連接至新設(shè)信號(hào)系統(tǒng),由新設(shè)信號(hào)系統(tǒng)對(duì)共用室外設(shè)備進(jìn)行控制。此時(shí)由具有運(yùn)營(yíng)權(quán)限的人員松開倒切允許按鈕,繼電器接點(diǎn)永久保持在斷電前的狀態(tài),倒切完成。
當(dāng)需要切換為既有信號(hào)系統(tǒng)控制共用室外設(shè)備時(shí),同樣先需要由具有信號(hào)系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)權(quán)限的人員按下倒切允許按鈕,接通輸入電源。再由具有信號(hào)系統(tǒng)施工權(quán)限的人員按下倒切按鈕2,繼電器后線圈之間有24 V 的壓差,勵(lì)磁轉(zhuǎn)極,接點(diǎn) 111-112、121-122、131-132、141-142接通。新設(shè)信號(hào)系統(tǒng)工作指示燈點(diǎn)亮,表示共用室外設(shè)備室外電纜已連接至既有信號(hào)系統(tǒng),由既有信號(hào)系統(tǒng)對(duì)共用室外設(shè)備進(jìn)行控制。此時(shí)由具有運(yùn)營(yíng)權(quán)限的人員松開倒切允許按鈕,繼電器接點(diǎn)永久保持在斷電前的狀態(tài),倒切完成。
城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)的倒切電路在信號(hào)系統(tǒng)改造調(diào)試工程中具有廣泛的應(yīng)用前景,能給信號(hào)系統(tǒng)改造調(diào)試工程帶來極大的便利,能有效地縮短倒切時(shí)間,提高倒切效率,安全準(zhǔn)確,并具有明確的狀態(tài)表示,大大提高了倒切裝置的安全性、可靠性、可用性、可維護(hù)性,有效避免倒切錯(cuò)誤或倒切不徹底,為信號(hào)系統(tǒng)改造調(diào)試贏得更多的時(shí)間,縮短信號(hào)系統(tǒng)改造調(diào)試工期,節(jié)省工程投資。
[1]梁玉成.計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖改造過渡工程施工技術(shù)[J].鐵路通信信號(hào)工程技術(shù),2008(3):58-60.
[2]文仁廣.北京地鐵8號(hào)線信號(hào)系統(tǒng)不停運(yùn)切換設(shè)計(jì)[J].鐵路技術(shù)創(chuàng)新,2012(6):14-16.
[3]文躍飛.“臨時(shí)端子條”施工法在信號(hào)改造施工中的應(yīng)用[J].鐵道通信信號(hào),2003(7):26-27.
[4]鄭勇,馬占亞,劉鳳元,徐春元.京廣線聯(lián)鎖改造工程開通方案的創(chuàng)新[J].鐵道通信信號(hào),2012(11):32-34.
[5]張群.既有線技術(shù)改造中信號(hào)過渡的一種方案[J].鐵路通信信號(hào)設(shè)計(jì),1997(3):9-11.
[6]張國(guó)伍,方世錞,葉慶余,潘秀,張億貴,王莉,張于心,項(xiàng)在中.關(guān)于既有鐵路線技術(shù)改造幾個(gè)問題的探討[J].北方交通大學(xué)學(xué)報(bào),1982(1):55-63.
[7]王瑋.既有線站改過渡信號(hào)方案研究[J].鐵道通信信號(hào),2012(3):24-26.
[8]李明華.既有線改造的過渡與撥接施工[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),2000(1):40-42.
[9]宋丹.長(zhǎng)春輕軌3號(hào)線東延線過渡段信號(hào)改造方案分析[J].現(xiàn)代城市軌道交通,2012(6):43-45
[10]黃荒蘭.JYJXC-160/260繼電器拉桿材料的選擇和分析[J].鐵道通信信號(hào),2008(11):22-23.
[11]國(guó)家質(zhì)檢總局.GB/T 7417—2010 鐵路信號(hào)AX系列繼電器[S].
[12]國(guó)家質(zhì)檢總局.GB/T 16514—1996 電子設(shè)備用機(jī)電開關(guān)(第5部分):按鈕開關(guān)分規(guī)范[S].