孫浩洋

（中國(guó)鐵路設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司,天津 300300）

0 引言

站內(nèi)電碼化系統(tǒng)是為了保證行車安全、提高鐵路運(yùn)輸自動(dòng)化程度，從而提升鐵路的運(yùn)輸效率及安全性。站內(nèi)電碼化是機(jī)車信號(hào)系統(tǒng)及列控車載設(shè)備不可缺少的地面設(shè)備，25 Hz 相敏軌道電路疊加電碼化廣泛應(yīng)用于我國(guó)普速客運(yùn)鐵路及貨運(yùn)鐵路[1]。

1 25 Hz 相敏軌道電路站內(nèi)電碼化的運(yùn)行情況及問(wèn)題

1.1 25 Hz 相敏軌道電路站內(nèi)電碼化發(fā)碼故障分析

列車運(yùn)行至站內(nèi)區(qū)段，站內(nèi)電碼化區(qū)段發(fā)碼設(shè)備發(fā)送紅碼的情況如圖1 所示，此時(shí)列車處于站內(nèi)區(qū)段。

圖1 列車運(yùn)行至站內(nèi)電碼化區(qū)段示意圖

列車出清站內(nèi)區(qū)段，站內(nèi)電碼化區(qū)段發(fā)碼設(shè)備故障發(fā)送紅碼的情況如圖2 所示，此時(shí)列車出清站內(nèi)區(qū)段，駛?cè)腚x去區(qū)段。

圖2 列車出清站內(nèi)電碼化區(qū)段示意圖

25 Hz 相敏軌道區(qū)段的軌道電路站內(nèi)電碼化區(qū)段運(yùn)行狀況經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)列車出清站內(nèi)區(qū)段，駛?cè)胂乱粋€(gè)閉塞分區(qū)即離去區(qū)段時(shí)，站內(nèi)發(fā)碼設(shè)備錯(cuò)誤發(fā)碼，顯示紅光帶，下一列將要進(jìn)站的列車接收到站內(nèi)電碼化所發(fā)出的紅碼即禁止信號(hào)時(shí)，只能停留在站外軌道區(qū)段[2,3]。25 Hz 相敏軌道電路站內(nèi)電碼化電路原理圖如圖3 所示。

圖3 25 Hz 相敏軌道電路站內(nèi)電碼化電路原理圖

1.2 25 Hz 相敏軌道電路站內(nèi)電碼化發(fā)碼電路軌道復(fù)示繼電器參數(shù)

軌道復(fù)示繼電器：GJF；

繼電器型號(hào)：JWXC-H310；

動(dòng)作參數(shù)：緩吸0.4 s、緩放0.8 s。

站內(nèi)電碼化的電碼盒脈沖發(fā)碼之間的間隔時(shí)間平均為0.6 s，脈沖驅(qū)動(dòng)的時(shí)間平均為0.3 s，紅黃碼（HU）發(fā)碼周期平均為1.9 s。

1.3 故障原因分析

當(dāng)列車出清站內(nèi)軌道區(qū)段，駛?cè)胂乱卉壍绤^(qū)段即離去區(qū)段時(shí)，站內(nèi)電碼化應(yīng)通過(guò)發(fā)碼電路接通發(fā)碼繼電器（FMJ）的后接點(diǎn)，從而使發(fā)碼繼電器（FMJ）落下來(lái)切斷發(fā)碼電路[4]，接通軌道復(fù)示繼電器前接點(diǎn)（GJF↑）和軌道繼電器的前接點(diǎn)（GJ↑）。

原站內(nèi)電碼化切斷發(fā)碼電路如圖4 所示。

圖4 原站內(nèi)電碼化電路的切斷發(fā)碼原理電路圖

站內(nèi)電碼化電路切斷發(fā)碼電路的原理在于利用電碼化電路的紅黃碼（HU）脈沖驅(qū)動(dòng)時(shí)間來(lái)切斷發(fā)碼繼電器（FMJ），但是由于紅黃碼（HU）的脈沖時(shí)間平均為0.3 s，軌道復(fù)示繼電器（GJF）所采用的繼電器型號(hào)為JWXC-H310 型無(wú)極緩吸緩放繼電器，平均緩吸時(shí)間為0.4 s，所以若想驅(qū)動(dòng)軌道復(fù)示繼電器（GJF）則需要至少0.4 s的脈沖電流，而紅黃碼（HU）的脈沖驅(qū)動(dòng)時(shí)間無(wú)法達(dá)到平均0.4 s 的軌道復(fù)示繼電器（GJF）驅(qū)動(dòng)時(shí)間，而無(wú)法驅(qū)動(dòng)軌道繼電器（GJ）和軌道復(fù)示繼電器（GJF），也無(wú)法保證發(fā)碼繼電器（FMJ）的可靠落下。綜上所述，軌道電路無(wú)法通過(guò)自身繼電器電路切斷發(fā)碼電路進(jìn)而恢復(fù)正常無(wú)車占用時(shí)的工作狀態(tài)，只能通過(guò)按壓站內(nèi)發(fā)碼切斷復(fù)原按鈕來(lái)復(fù)原發(fā)碼電路。

具體電路如下所示：

FMJ1-4→GJF7↑→KF；

KZ→GJ3→KF；

KZ→GJ1↑→GJF1-4→KF；

KZ→GJ→KF；110V→GJ→25 Hz。

1.4 故障原因總結(jié)

25 Hz 相敏軌道電路站內(nèi)電碼化在列車出清站內(nèi)區(qū)段駛?cè)腚x去區(qū)段之后錯(cuò)誤發(fā)碼的原因主要是因?yàn)榧t黃碼（HU）的驅(qū)動(dòng)時(shí)間無(wú)法滿足軌道繼電器（GJ）的緩吸時(shí)間，無(wú)法驅(qū)動(dòng)軌道繼電器（GJ）和軌道復(fù)示繼電器（GJF），軌道繼電器（GJ）和軌道復(fù)示繼電器（GJF）無(wú)法正常吸起就無(wú)法使發(fā)碼繼電器（FMJ）可靠落下來(lái)切斷發(fā)碼電路[5]。

1.5 故障改進(jìn)

25 Hz 相敏軌道電路站內(nèi)電碼化原電路中采用的是通過(guò)軌道繼電器復(fù)示繼電器（GJF）的第七組后接點(diǎn)來(lái)落下發(fā)碼繼電器（FMJ），現(xiàn)在原電路中增設(shè)一個(gè)無(wú)極繼電器（無(wú)緩吸緩放時(shí)間，型號(hào)為JWXC-1700）作為軌道復(fù)示繼電器（GJF1），通過(guò)軌道復(fù)示繼電器1（GJF1）的第一組后接點(diǎn)代替軌道復(fù)示繼電器（GJF）的第一組后接點(diǎn)。具體電路如圖5 所示。

圖5 改進(jìn)后站內(nèi)電碼化切斷發(fā)碼電路原理圖

當(dāng)站內(nèi)列車出清站內(nèi)軌道區(qū)段駛?cè)腚x去區(qū)段時(shí)，軌道繼電器（GJ）、軌道復(fù)示繼電器（GJF）和軌道復(fù)示繼電器1（GJF1）都可以被紅黃碼（HU）的作用時(shí)間所驅(qū)動(dòng)，接通軌道復(fù)示繼電器1（GJF1）的第一組前接點(diǎn)，從而發(fā)碼電路的發(fā)碼繼電器（FMJ）勵(lì)磁電路就被軌道復(fù)示繼電器1（GJF1）的第一組后接點(diǎn)切斷，切斷了站內(nèi)軌道區(qū)段的發(fā)碼電路，從而使站內(nèi)軌道電路復(fù)原，恢復(fù)到正常無(wú)車占用時(shí)的狀態(tài)。

具體電路如下所示：

FMJ1-4→GJF11↑→KF；

KZ→GJF11-4→GJ3→KF；

KZ→GJ1↑→GJF16↑→GJF1-4→KF；

KZ→GJ→KF；110V→GJ→25 Hz。

2 改進(jìn)后的站內(nèi)電碼化發(fā)碼情況分析

在進(jìn)行了切斷發(fā)碼電路的改進(jìn)之后，軌道電路站內(nèi)電碼化區(qū)段在列車出清站內(nèi)區(qū)段駛?cè)腚x去區(qū)段時(shí)，可以通過(guò)該線路的切斷發(fā)碼繼電器電路切斷發(fā)碼繼電器，進(jìn)而切斷發(fā)碼，使得站內(nèi)區(qū)段在列車出清之后即可立刻復(fù)原。

3 仿真情況分析

故障發(fā)碼電路及改進(jìn)后的發(fā)碼電路均采用Simulink來(lái)進(jìn)行仿真試驗(yàn)，其中緩吸繼電器模塊即軌道復(fù)示繼電器緩0.4 s 吸起、緩0.8 s 落下，采用延時(shí)電路與繼電器結(jié)合的方式來(lái)滿足緩吸緩放繼電器的工作條件，緩吸緩放繼電器仿真模塊如圖6 所示。

圖6 緩吸繼電器模塊

紅黃碼脈沖周期約為1.9 s，高電平持續(xù)時(shí)間約為0.3 s，發(fā)碼間隔時(shí)間約為0.6 s，仿真結(jié)果如圖7 所示。

圖7 紅黃碼脈沖圖像

在紅黃碼驅(qū)動(dòng)JWXC-H310 型繼電器即軌道復(fù)示繼電器時(shí)，繼電器仿真輸出結(jié)果為0，表示軌道復(fù)示繼電器無(wú)法可靠吸起。此為故障發(fā)碼電路的仿真試驗(yàn)。仿真模塊圖如圖8 所示。

圖8 故障情況下切斷發(fā)碼繼電器電路

在改進(jìn)后的仿真試驗(yàn)中，由于采用無(wú)極繼電器JWXC-1700 軌道復(fù)示繼電器1 代替原電路中的軌道復(fù)示繼電器（型號(hào)為JWXC-H310），無(wú)緩動(dòng)情況，改進(jìn)后的切斷發(fā)碼繼電器勵(lì)磁電路如圖9 所示。

圖9 改進(jìn)后的切斷發(fā)碼繼電器電路

在接收到紅黃碼高電平脈沖時(shí)，即可通過(guò)軌道復(fù)示繼電器1 的后接點(diǎn)切斷發(fā)碼繼電器的勵(lì)磁電路從而切斷發(fā)碼，完成列車出清后的復(fù)原工作。

4 總結(jié)

該文通過(guò)對(duì)軌道電路繼電器類型及其特性進(jìn)行仿真分析研究，利用無(wú)極繼電器自身特性串入軌道電路勵(lì)磁電路，當(dāng)列車出清軌道區(qū)段后，通過(guò)無(wú)極繼電器斷開(kāi)軌道電路勵(lì)磁電路，防止在列車出清軌道區(qū)段后錯(cuò)誤發(fā)碼情況的發(fā)生，運(yùn)用改進(jìn)之后的站內(nèi)電碼化切斷發(fā)碼電路，可以在列車出清站內(nèi)區(qū)段全部駛?cè)腚x去區(qū)段的瞬間切斷發(fā)碼電路，進(jìn)而使軌道電路恢復(fù)到無(wú)車占用的狀態(tài)，有效地提高運(yùn)輸效率并降低運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。