李亞蘭

（杭州鐵路設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司，杭州 310004）

1 概述

鐵路作為新時(shí)代交通強(qiáng)國(guó)的骨干力量，其運(yùn)行效率及行車安全顯得尤為重要，機(jī)車信號(hào)主體化的概念也越來(lái)越具體。列車在自動(dòng)閉塞區(qū)間運(yùn)行時(shí)，機(jī)車信號(hào)能夠連續(xù)接收地面信號(hào)，不間斷的復(fù)示前方信號(hào)機(jī)的顯示，當(dāng)列車進(jìn)入車站站內(nèi)時(shí)，通過對(duì)軌道電路實(shí)施電碼化設(shè)計(jì)使得機(jī)車信號(hào)連續(xù)。但是對(duì)于一些處在幾條線路交叉點(diǎn)的車站，會(huì)存在車站一端為復(fù)線自動(dòng)閉塞區(qū)間，另一端為單線雙向自動(dòng)閉塞區(qū)間的情況，如圖1 所示，車站1 至車站2 區(qū)間為復(fù)線自動(dòng)閉塞區(qū)間，車站1 至車站A 與車站C均為單線自動(dòng)閉塞區(qū)間。此時(shí)復(fù)線區(qū)間可向任意一條單線區(qū)間運(yùn)行，即列車由上（下）行線轉(zhuǎn)下（上）行線，采用ZPW-2000A 預(yù)疊加電碼化(以下簡(jiǎn)稱開環(huán)電碼化)設(shè)備的車站往往都是由司機(jī)利用開關(guān)進(jìn)行人工載頻切換。人工切換操作頻率高且復(fù)雜，而且切換的時(shí)間和地點(diǎn)都由司機(jī)人工掌握，存在難掌握和不明確等問題。本文通過對(duì)車站1 電碼化電路的優(yōu)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)載頻自動(dòng)切換。

圖1 示例車站Fig.1 Example station

2 載頻自動(dòng)切換邏輯

預(yù)疊加電碼化是目前應(yīng)用比較廣泛的電碼化技術(shù)，“預(yù)”就是當(dāng)列車占用某一區(qū)段時(shí)，其列車運(yùn)行前方與該區(qū)段相鄰的下一個(gè)區(qū)段也開始發(fā)碼；“疊加”就是軌道電路信息與機(jī)車信號(hào)信息在傳輸通道內(nèi)同時(shí)存在。電碼化設(shè)備作為機(jī)車信號(hào)的地面設(shè)備，可通過優(yōu)化電碼化電路，實(shí)現(xiàn)機(jī)車信號(hào)上（下）、下（上）行線載頻自動(dòng)切換功能。機(jī)車信號(hào)設(shè)備載頻切換的時(shí)機(jī)和原理如下。

當(dāng)機(jī)車信號(hào)接收到1700-1 ＋25.7 Hz 時(shí)，機(jī)車信號(hào)則自動(dòng)切換至僅接收1700-1 Hz 載頻。

當(dāng)機(jī)車信號(hào)接收到2300-1 ＋25.7 Hz 時(shí)，機(jī)車信號(hào)則自動(dòng)切換至僅接收2300-1 Hz 載頻。

當(dāng)機(jī)車信號(hào)接收到2000-1 ＋25.7 Hz 時(shí)，機(jī)車信號(hào)則自動(dòng)切換至僅接收2000-1 Hz 載頻。

當(dāng)機(jī)車信號(hào)接收到2600-1 ＋25.7 Hz 時(shí)，機(jī)車信號(hào)則自動(dòng)切換至僅接收2600-1 Hz 載頻。

當(dāng)機(jī)車信號(hào)接收到1700-2 ＋25.7 Hz 或2300-2＋25.7 Hz 時(shí)，機(jī)車信號(hào)則自動(dòng)切換至僅接收1700/2300 Hz 載頻。

當(dāng)機(jī)車信號(hào)接收到2000-2＋25.7 Hz 或2600-2＋25.7 Hz 時(shí)，機(jī)車信號(hào)則自動(dòng)切換至僅接收2000/2600 Hz 載頻。

根據(jù)《鐵路車站電碼化技術(shù)條件》（TB/T 2465-2010）對(duì)車站實(shí)施預(yù)疊加電碼化的范圍要求，機(jī)車信號(hào)載頻自動(dòng)切換功能的實(shí)現(xiàn)需根據(jù)車站電碼化范圍的不同，視情況具體分析設(shè)計(jì)。

3 開環(huán)電碼化載頻切換電路設(shè)計(jì)

本文以實(shí)際工程設(shè)計(jì)車站過渡版站型為例，如圖2 所示，對(duì)其開環(huán)電碼化電路加以優(yōu)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)載頻自動(dòng)切換。車站1 下行進(jìn)站信號(hào)機(jī)外方為復(fù)線自動(dòng)閉塞區(qū)間，上行進(jìn)站信號(hào)機(jī)外方為單線自動(dòng)閉塞區(qū)間。當(dāng)列車從下行線進(jìn)入上行線（如圖2中③、④、⑥路徑）或從上行線進(jìn)入下行線（如圖2 中①、②、⑤徑路）時(shí)，機(jī)車信號(hào)載頻需從下行（上行）載頻切換到上行（下行）載頻。機(jī)車信號(hào)載頻自動(dòng)切換需在電碼化電路中設(shè)置轉(zhuǎn)頻繼電器（ZPJ），利用ZPJ 和低頻轉(zhuǎn)頻信息，對(duì)電碼化電路進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)載頻自動(dòng)切換。

圖2 實(shí)例車站Fig.2 Instance of station

3.1 徑路?的列車轉(zhuǎn)線作業(yè)載頻切換設(shè)計(jì)

徑路①的列車轉(zhuǎn)線作業(yè)，需要機(jī)車信號(hào)由上行載頻切換成下行載頻?！惰F路車站電碼化技術(shù)條件》要求股道占用時(shí)，不終止發(fā)碼。以此為切入點(diǎn)，利用下行正線IG 接車的電碼化編碼電路，當(dāng)列車從5/7#道岔反位壓入IG 時(shí)，在股道實(shí)現(xiàn)載頻自動(dòng)切換。下行正線IG 接車電碼化載頻為1700-2，此時(shí)需設(shè)計(jì)IG 的轉(zhuǎn)頻繼電器（IGZPJ）和轉(zhuǎn)頻復(fù)示繼電器（IGZPJF），當(dāng)5/7#道岔在定位時(shí)，不影響下行正線IG 接車電碼化電路，電路發(fā)送正常下行正線接車低頻信息；當(dāng)5/7#道岔在反位時(shí)，列車沿徑路①壓入IG 時(shí)，其軌道繼電器落下，設(shè)置的2 s 緩吸轉(zhuǎn)頻繼電器還未吸起，利用緩吸時(shí)間（2 s）發(fā)送轉(zhuǎn)頻信息，待轉(zhuǎn)頻繼電器吸起后，股道繼續(xù)發(fā)送低頻信息。滿足《鐵路車站電碼化技術(shù)條件》中對(duì)股道占用時(shí)，不終止發(fā)碼的要求。

電碼化電路自動(dòng)轉(zhuǎn)頻優(yōu)化如圖3 所示。當(dāng)列車經(jīng)由5/7#道岔反位壓入IG 時(shí)，IGDGJ ↓→IGZPJ ↑（延時(shí)2 s）→IGZPJF ↑，在IGZPJ 緩吸時(shí)間內(nèi)，機(jī)車信號(hào)接收到1700-2 ＋ZP（轉(zhuǎn)頻碼25.7 Hz）頻率，頻率由上行載頻自動(dòng)切換到下行載頻。

圖3 下行正線ⅠG接車電碼化編碼電路優(yōu)化Fig.3 Optimization of the coding circuit for downlink positive receiving to IG

3.2 徑路?的列車轉(zhuǎn)線作業(yè)載頻切換設(shè)計(jì)

徑路②的列車轉(zhuǎn)線作業(yè)，需要機(jī)車信號(hào)由上行載頻切換成下行載頻，借鑒《鐵路車站電碼化技術(shù)條件》對(duì)閉環(huán)電碼化的范圍：“自動(dòng)閉塞區(qū)段，經(jīng)道岔直向的發(fā)車進(jìn)路，為該進(jìn)路中的所有區(qū)段；經(jīng)道岔側(cè)向的發(fā)車進(jìn)路，為該進(jìn)路的最末一個(gè)區(qū)段”，利用下行正線發(fā)車的電碼化電路，可在發(fā)車進(jìn)路最后一個(gè)區(qū)段實(shí)現(xiàn)載頻自動(dòng)切換。此規(guī)范對(duì)預(yù)疊加電碼化經(jīng)道岔直向的發(fā)車進(jìn)路要求同閉環(huán)電碼化，只是取消經(jīng)道岔側(cè)向的發(fā)車進(jìn)路要求。下行正線發(fā)車電碼化載頻為1700-2，設(shè)計(jì)切頻繼電器（SNQPJ）和改頻繼電器（SNFGPJ）。往SN 口發(fā)車時(shí)，發(fā)車鎖閉繼電器（FSJ）落下，直通繼電器（ZTJ）的吸起和落下，說(shuō)明發(fā)車進(jìn)路是直股還是彎股。當(dāng)6/8#道岔在反位發(fā)車時(shí)，直通繼電器（XIZTJ）落下，當(dāng)?shù)谝浑x去區(qū)間空閑時(shí)，設(shè)置的切頻繼電器（SNQPJ）勵(lì)磁吸起，同時(shí)自保電路也構(gòu)成。當(dāng)列車由徑路②壓入IBG 時(shí)，對(duì)應(yīng)的軌道繼電器落下，在IBG 實(shí)現(xiàn)載頻的轉(zhuǎn)換。為不影響下行正線發(fā)車電碼化電路，還需將SNFGPJ 的前節(jié)點(diǎn)并入電碼化電路傳輸改頻碼。

電碼化電路自動(dòng)轉(zhuǎn)頻優(yōu)化電路如圖4 所示。辦理經(jīng)6/8#道岔反位發(fā)車進(jìn)路，發(fā)車進(jìn)路鎖閉以后，SNFSJF ↓→X1LQGJ ↑→XIZTJ ↓→SNQPJ ↑，當(dāng)列車經(jīng)由6/8#道岔反位壓入IBG 時(shí)，IBGDGJ ↓→SNQPJ ↑→SNFGPJ ↑→機(jī)車信號(hào)收到1700-2 ＋ZP（轉(zhuǎn)頻碼25.7 Hz）頻率，頻率由上行載頻自動(dòng)切換到下行載頻。在不影響原電碼化電路的前提下，實(shí)現(xiàn)頻率轉(zhuǎn)換，且滿足規(guī)范要求。

圖4 下行正線發(fā)車電碼化電路優(yōu)化Fig.4 Optimization of the coding circuit for downlink positive departure line

3.3 徑路?～?的列車轉(zhuǎn)線作業(yè)載頻切換設(shè)計(jì)

綜上所述，徑路③、⑤、⑥的列車轉(zhuǎn)線作業(yè)，其電路設(shè)計(jì)思路同徑路①，均在壓入股道的2 s 內(nèi)發(fā)送轉(zhuǎn)頻信息，實(shí)現(xiàn)載頻的自動(dòng)轉(zhuǎn)換。徑路④的列車轉(zhuǎn)線作業(yè)，其電路設(shè)計(jì)思路同徑路②，在發(fā)車進(jìn)路最末一個(gè)區(qū)段實(shí)現(xiàn)載頻自動(dòng)切換。

4 結(jié)論

本文對(duì)工程設(shè)計(jì)中實(shí)例車站過渡站型的電碼化電路進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)列車進(jìn)行上、下行線轉(zhuǎn)線作業(yè)時(shí)的載頻自動(dòng)轉(zhuǎn)換，解決了人工切換載頻的操作頻繁復(fù)雜、切換地點(diǎn)和時(shí)間不明確的問題。電路設(shè)計(jì)在實(shí)際車站過渡的應(yīng)用期間，未發(fā)現(xiàn)問題。本文的研究方案為載頻切換電路的進(jìn)一步優(yōu)化提供參考。