王曉武

(北京全路通信信號研究設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，北京 100070)

1 概述

64D半自動閉塞（簡稱64D）于1964年鑒定定型之后逐步在全路推廣。根據(jù)《2013年鐵道年鑒》的數(shù)據(jù)，截止2012年底，國家鐵路半自動閉塞里程為3.4萬公里，約占國家鐵路總里程的48%。

64D是利用繼電器電路實(shí)現(xiàn)站間聯(lián)系，其辦理、復(fù)原、區(qū)間空閑的檢查、列車到達(dá)的完整性均由人工操作完成和保障。

2 64D電路的組成

64D繼電電路設(shè)有2個(gè)定型組合、19個(gè)繼電器，相應(yīng)組合中的繼電器設(shè)置如表1所示，其中繼電器內(nèi)容如下。

1) ZDJ和FDJ繼電器用于向鄰站發(fā)送正極性

表1 64D定型組合表Fig.1 Relays for the typical combination of 64D relay semi-automatic block

和負(fù)極性脈沖信號。

2) ZXJ和FXJ繼電器用于接收鄰站發(fā)送的閉塞信號脈沖。ZXJ接收閉塞信號正脈沖，F(xiàn)XJ接收閉塞信號負(fù)脈沖。

3) HDJ、TJJ、TCJ繼電器用于記錄接車站當(dāng)前的狀態(tài)，XZJ、ZKJ、KTJ繼電器用于記錄發(fā)車站當(dāng)前的狀態(tài)。

4) BSJ繼電器用于記錄閉塞機(jī)是否進(jìn)入?yún)^(qū)間閉塞狀態(tài)，F(xiàn)UJ繼電器用于復(fù)原閉塞電路，使閉塞機(jī)復(fù)原。

5) BSAJ、FUAJ、SGAJ繼電器用于記錄值班員的執(zhí)行操作意圖。JSBJ、FSBJ繼電器用于記錄接、發(fā)車進(jìn)路辦理狀態(tài)。GDJ用于檢查進(jìn)站內(nèi)方第一軌道區(qū)段占用情況。

6) 硅整流器（ZG）用于將電源屏提供的AC 220 V電源轉(zhuǎn)換成適用于閉塞電路用的直流電源。

7) 電鈴繼電器（DLJ）用于記錄接車時(shí)列車接近情況，并使電鈴振鈴，發(fā)出音響提示。

3 64D 繼電電路分析及與計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的結(jié)合

3.1 64D繼電電路關(guān)鍵點(diǎn)分析

64D繼電電路中，只有BSJ和 FSBJ常態(tài)為勵磁狀態(tài)，其余繼電器常態(tài)均為落下狀態(tài)。這主要是為了滿足“故障-安全”原則，確保繼電器發(fā)生故障時(shí)能導(dǎo)向安全側(cè)。

BSJ繼電器：監(jiān)督和反映閉塞機(jī)的狀態(tài)。BSJ吸起反映閉塞機(jī)在復(fù)原狀態(tài)，BSJ落下反映閉塞機(jī)處于區(qū)間閉塞狀態(tài)。

FSBJ繼電器：常態(tài)是吸起狀態(tài)，向發(fā)車口建立了發(fā)車進(jìn)路，且該發(fā)車進(jìn)路已處于鎖閉狀態(tài)后，F(xiàn)SBJ失磁落下。

JSBJ繼電器：常態(tài)是落下狀態(tài)，進(jìn)站信號開放后，列車駛?cè)肫浣咏鼌^(qū)段時(shí)勵磁吸起。

GDJ繼電器：反映進(jìn)站內(nèi)方第一個(gè)軌道區(qū)段的占用情況，其占用與發(fā)車站進(jìn)入閉塞狀態(tài)和接車站確定列車到達(dá)的檢查都有關(guān)聯(lián)。對于發(fā)車站來說，其占用為安全側(cè)，對于接車站來說，其占用為危險(xiǎn)側(cè)。

在64D電路中，GDJ常態(tài)是落下狀態(tài)，只有當(dāng)TCJ或ZKJ勵磁后，才可以勵磁吸起。用GDJ的落下→吸起→落下的狀態(tài)變化證明列車占用過該區(qū)段。GDJ常態(tài)落下，不符合故障—安全的要求,所以在64D電路中采用電路圖防護(hù)法。

對于發(fā)車，在KTJ的勵磁條件中串入GDJ32，如果GDJ因故不能吸起時(shí)，則KTJ不能吸起，無法使64D進(jìn)入發(fā)車閉塞狀態(tài)，從而可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)GDJ的故障。又用GDJ42控制BSJ，如果GDJ因故不能吸起時(shí)，不論列車出發(fā)與否，都會使BSJ提前失磁落下，使閉塞機(jī)從辦好閉塞時(shí)起就轉(zhuǎn)入?yún)^(qū)間閉塞狀態(tài)，將電路故障導(dǎo)向安全側(cè)。

對于接車，用GDJ53控制HDJ，又用GDJ13控制TJJ的自閉電路，如果GDJ因故不能吸起而TJJ已吸起，則TJJ會一直保持自閉狀態(tài)，使HDJ無法勵磁，從而不能確定列車到達(dá)的條件。用GDJ22控制FDJ，如果GDJ因故不能勵磁，即使操作員按下復(fù)原按鈕，也無法使FDJ勵磁，無法向?qū)Ψ秸景l(fā)送取消復(fù)原信號，而不能復(fù)原區(qū)間閉塞狀態(tài)，不準(zhǔn)取消閉塞。

3.2 64D與聯(lián)鎖的接口分析

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在大多數(shù)車站都采用計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)，兩站間的區(qū)間也增加了軌道電路檢查，這樣在保障安全的基礎(chǔ)上不僅改善了作業(yè)環(huán)境、提高了運(yùn)輸效率，還降低了值班人員的勞動強(qiáng)度。為此，也相應(yīng)研發(fā)了計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)與區(qū)間設(shè)置計(jì)軸軌道電路的64D電路相結(jié)合的接口電路。對于不同型號的聯(lián)鎖系統(tǒng)，其接口電路略有不同。本文以北京全路通信信號研究設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司DS6-K5B型聯(lián)鎖系統(tǒng)與64D北京全路通信信號研究設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司電路結(jié)合的一種接口電路為例進(jìn)行闡述。

3.2.1 控顯設(shè)置的按鈕

1) 閉塞按鈕（BSA）、復(fù)原按鈕（FUA）、事故按鈕（SGA）：按鈕的類型、技術(shù)要求與一般64D電路完全相同。

2) 計(jì)軸使用按鈕(JSYA)、計(jì)軸復(fù)零按鈕(JFLA)、計(jì)軸停用按鈕(JTZA)： 鉛封自復(fù)式。3.2.2 控顯設(shè)置的表示信息

1) 既有64D電路的表示：保持原64D半自動電路的相應(yīng)內(nèi)容不變。

2) 新增加的表示信息：

區(qū)間軌道狀態(tài)燈白燈（JSYJ吸起、JZTJ落下、QGJ吸起）、區(qū)間軌道狀態(tài)燈紅燈（JSYJ吸起、JZTJ落下、QGJ落下）、區(qū)間軌道狀態(tài)燈空圈（JSYJ、JZTJ、QGJ為白燈和紅燈外的其他狀態(tài)）。

計(jì)軸使用燈白燈（JSYJ吸起、JZTJ落下）、計(jì)軸使用燈空圈（JSYJ、JZTJ為白燈外的其他狀態(tài)）。

計(jì)軸停用燈紅燈（JSYJ落下、JZTJ吸起、QGJ落下）、計(jì)軸停用燈紅閃燈（JSYJ落下、JZTJ吸起、QGJ吸起）、計(jì)軸停用燈空圈（JSYJ、JZTJ、QGJ為紅燈和紅閃燈外的其他狀態(tài)）。

計(jì)軸復(fù)零燈白燈（JFLJ吸起）、計(jì)軸復(fù)零燈空圈（JFLJ白燈外的其他狀態(tài)）。

3.2.3 聯(lián)鎖系統(tǒng)驅(qū)動的繼電器

聯(lián)鎖系統(tǒng)驅(qū)動的繼電器有：JSBJ、FSBJ、BSAJ1、SGAJ1、FUAJ1、LFZJ、JTZAJ、JSYAJ、JFLAJ。

1）接車鎖閉繼電器（JSBJ）：常態(tài)落下。接車進(jìn)路鎖閉并在進(jìn)站信號機(jī)（含引導(dǎo)信號）開放且接近區(qū)段有車占用時(shí)勵磁吸起。進(jìn)站信號機(jī)內(nèi)方第一個(gè)區(qū)段解鎖后恢復(fù)落下。

2）發(fā)車鎖閉繼電器（FSBJ）：常態(tài)吸起。向發(fā)車站口排列發(fā)車進(jìn)路，進(jìn)路鎖閉后采集到LFZJ吸起，聯(lián)鎖機(jī)驅(qū)動該繼電器落下，發(fā)車進(jìn)路最后一個(gè)區(qū)段解鎖后恢復(fù)吸起。

3）列車發(fā)車終端繼電器（LFZJ）：常態(tài)落下。向發(fā)車口排列發(fā)車進(jìn)路，進(jìn)路鎖閉后，聯(lián)鎖機(jī)驅(qū)動該繼電器吸起，當(dāng)列車壓入發(fā)車進(jìn)路內(nèi)方第一個(gè)區(qū)段時(shí)恢復(fù)落下。

4）JTZAJ、JSYAJ、JFLAJ：常態(tài)落下。按鈕按下后吸起，按鈕抬起后落下。

5）BSAJ1、SGAJ1、FUAJ1：常態(tài)落下。繼電器的驅(qū)動時(shí)機(jī)保持與既有64D電路相應(yīng)勵磁時(shí)機(jī)不變。

3.2.4 聯(lián)鎖系統(tǒng)采集的繼電器

聯(lián)鎖系統(tǒng)采集的繼電器有：QGJ_Q、QGJ_H、JSYJ、JFLJ、JTZJ、LFZJ、JSBJ、FSBJ、KTXZ_Q、KTXZ_H、JBH、JBU、JBL、FBH、FBU和FBL。

其 中：KTXZ、JBH、JBU、JBL、FBH、FBU和FBL為對應(yīng)的繼電器組合采集。

3.2.5 聯(lián)鎖系統(tǒng)驅(qū)動、采集繼電器電路

聯(lián)鎖系統(tǒng)驅(qū)動、采集繼電器電路示意如圖1、2所示。

4 64D 的發(fā)展趨勢

4.1 光通信實(shí)現(xiàn)信號脈沖傳輸

在64D既有電路的設(shè)計(jì)中，由于兩站間需要互相傳送辦理閉塞的信息，因此要在半自動閉塞區(qū)間敷設(shè)電纜或架空明線，既增加工程投資也增加室外工程量，同時(shí)還需考慮防雷、維護(hù)以及電纜老化等問題。由于光纜通信能有效解決64D站間通道電磁干擾、防雷等因素的制約，且價(jià)格遠(yuǎn)低于信號電纜，并在站間信息傳遞上有很大應(yīng)用空間，所以近年來使用光纖代替站間電纜或架空明線成為了一個(gè)發(fā)展方向。下面分析64D與光纜通信的結(jié)合方案。

站間安全信息傳輸系統(tǒng)框如圖3所示，傳輸設(shè)備通過接口電路采集64D的ZDJ和FDJ的條件，編碼后通過通信接口發(fā)送到鄰站，同時(shí)接收鄰站編碼的信息，解碼后通過接口電路驅(qū)動ZXJ和FXJ。在實(shí)際應(yīng)用中，為了提高半自動閉塞的可靠性，工程設(shè)計(jì)往往保留了既有的站間電纜，并通過如圖4所示的閉塞結(jié)合電路，確保64D的正、負(fù)脈沖信息可以在既有電纜和光通信間切換。

目前看來，使用基于光通信的站間安全信息傳輸系統(tǒng)來傳輸64D的信號脈沖方法，既沒有取消既有站間電纜，又增加了大量傳輸設(shè)備和閉塞切換箱，這不僅并未節(jié)約成本，反而提高了工程造價(jià)，增加了故障點(diǎn)和維護(hù)難度。傳輸設(shè)備通常采用的是通用傳輸模塊，但是64D只有正負(fù)兩種信號脈沖，這樣使模塊的性價(jià)比不高。

圖1 聯(lián)鎖系統(tǒng)驅(qū)動的繼電器電路示意圖Fig.1 Relay circuit driven by the interlock system

圖2 聯(lián)鎖系統(tǒng)采集的繼電器電路示意圖Fig.2 Relay circuit collected by the interlock system

圖3 站間安全信息傳輸系統(tǒng)框圖Fig.3 Inter-station security information transmission system

4.2 電子模塊取代繼電電路

目前國內(nèi)多家鐵路信號相關(guān)企業(yè)都在研發(fā)全電子聯(lián)鎖系統(tǒng)。從長遠(yuǎn)計(jì)劃來看，全電子模塊取代繼電器電路是信號領(lǐng)域的一個(gè)發(fā)展趨勢。

現(xiàn)在的64D全電子模塊尚不成熟，還是基于采用通用輸入輸出模塊并外搭繼電電路的方式來實(shí)現(xiàn)64D的功能，與現(xiàn)有計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖加64D繼電電路的方式差別不大。此外，也有單位在研發(fā)微機(jī)型半自動閉塞方式，例如通號的WBS-1型，但目前還處于起步階段。同時(shí)現(xiàn)在除了考慮64D電子化的安全性與可靠性難外點(diǎn)，還需要考慮各聯(lián)鎖廠家驅(qū)采條件有所不同的情況，以及與計(jì)軸設(shè)備等軌道電路結(jié)合的問題。

5 總結(jié)

64D單線半自動閉塞是我國單線站間閉塞常用的行車閉塞制式，在我國單線區(qū)段實(shí)現(xiàn)區(qū)間閉塞中發(fā)揮了重要的作用。

本文簡要分析了64D的電路構(gòu)成和64D電路中的幾個(gè)關(guān)鍵問題、故障-安全原則以及與計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的接口，并在此基礎(chǔ)上分析了64D的發(fā)展趨勢，包括使用光通信替代站間線纜通信、64D與計(jì)軸設(shè)備結(jié)合實(shí)現(xiàn)站間自動閉塞、以及使用電子模塊替代繼電電路等，同時(shí)也探討了這些發(fā)展趨勢的優(yōu)缺點(diǎn)。

圖4 閉塞結(jié)合電路
Fig.4 Block combined circuit

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