计轴自动站间闭塞实现方式的研究与探讨

2011-05-14吴笔

铁道通信信号 2011年4期

吴笔

随着铁路现代化的发展，我国铁路经历了多次大提速，列车的运行时间在不断地缩短，确认线路是否被占用是保证行车高速、安全运行的条件。特别是CTC(调度集中)建设进程的日益加快，对单线半自动闭塞区段实现占用检查的需求越来越迫切。在铁科技〔2004〕78号文件发布的《铁道部主要技术政策》中就已明确指出:“单线半自动闭塞区段，应完善区间列车占用安全检查设备，实现自动站间闭塞”。

目前，我国单线铁路有4万多公里，约占全路营业里程的50%，其闭塞制式大多采用的是64D继电半自动闭塞。由于该制式需要人工确认区间空闲，存在安全隐患，而且随着CTC系统的推广，半自动闭塞区段均需要增加区间空闲检查设备，实现自动站间闭塞。

1 单线区段实现站间区间检查的方案比选

区间轨道检查装置主要有计轴设备和轨道电路2种。计轴设备是检查线路、道岔、平面交叉和道口区段占用或空闲状态的安全设备，其作用与轨道电路等效。

目前，用于区间检查的轨道电路设备是ZPW-2000系列的无绝缘轨道电路系统。它主要用于将站间区间分成若干个闭塞分区的占用空闲检查，并构成自动闭塞系统。对于单线线路，站间区间若采用此设备检查，就需要增加多个中继点来实现，这样既增加工程造价，又增加了后期维护费用。对于超长区间来说，轨道电路设备难以满足要求。而计轴设备在站间通道满足条件的情况下，站间距离长度不受限制，而且不受道床电阻影响，在钢轨轨面生锈条件下仍能正常工作。

2 利用计轴设备实现自动站间闭塞

单线半自动闭塞区段，在原有继电半自动闭塞基础上增加计轴区间检查设备，构成计轴自动站间闭塞，它能够利用计轴设备不间断检查区间空闲，随着办理发车进路自动构成站间闭塞，待列车出清区间后，自动解除闭塞。这种方式即为“基于64D的计轴自动站间闭塞系统”。

此外，越来越多新建单线铁路实现自动站间闭塞功能不以64D为基础，而是利用计轴设备通过其站间通道传递站间闭塞安全信息，通过结合电路将计轴的区间检查输出条件和它所传递的闭塞条件直接与车站联锁设备相结合，从而实现“一体化的计轴自动站间闭塞系统”。

2.1 基于64D的计轴自动站间闭塞系统的实现

基于64D的计轴自动站间闭塞系统保留64D半自动闭塞的所有条件，利用计轴完成区间空闲检查，通过结合电路将原人工办理过程中的“同意接车”和“到达复原”自动化。当发车站办理发车进路时，站间自动构成闭塞状态;列车到达接车站，经计轴检查区间空闲后，自动解除闭塞。当计轴设备故障后，可切换回原继电半自动闭塞。基于64D的计轴自动站间闭塞系统的实现方式有5种，见表1所示。

目前，应用最广泛的是方式一，见图1所示。在成熟的64D半自动闭塞基础上叠加计轴设备，即使用64D实现闭塞的办理过程，用计轴设备完成对列车完整到达的检查，从而构成自动站间闭塞电路。这种构成方式需要2个不同的通道分别用于计轴及闭塞过程的办理。

表1 基于64D的计轴自动站间闭塞系统实现方式分类表

图1 基于64D的计轴自动站间闭塞系统方式一结构图

方式二和方式三则是取消了半自动闭塞外线，增加闭塞信息传输设备，改由光纤通道 (2 Mb/s数字通道或独立光纤通道)传递半自动闭塞站间信息，具体结构框图见图2所示。

图2 基于64D的计轴自动站间闭塞系统方式二和方式三结构图

方式四和方式五是一种新型应用方式。随着铁道部(运基信号［2010］537号)《基于光通信的站间安全信息传输系统应用技术条件(暂行)》正式颁布，该标准适用于线路速度160 km/h及以下普速铁路的64D半自动闭塞区段、自动站间闭塞区段、站间或场间联系的安全信息传输。计轴设备软件和硬件满足该标准规定的要求。因此，将64D半自动闭塞站间传输通道由架空明线(或电缆)改为光纤通道，并和计轴设备通道合二为一变为可能。计轴除了完成基本功能外，还可以完成半自动闭塞信息光电转换传输功能。见图3所示，将计轴设备作为安全信息传输的硬件平台，在站间传递64D的正负电条件，从而保证64D半自动闭塞系统在采用数字通道时的继电逻辑和时序关系保持不变。

2.2 一体化计轴自动站间闭塞系统的实现

图3 基于64D的计轴自动站间闭塞系统方式四和方式五结构图

在越来越多的新建单线线路 (如乌鲁木齐局的奎北线、乌准线、喀和线)中，由于地理环境较差，地广人稀、站间距离长、设备维护难度大，拟选用的闭塞制式为自动站间闭塞，且自动站间闭塞功能的实现不以64D为基础。针对这些工程特点和需求，提出了一体化的计轴自动站间闭塞系统解决方案。

该方案中，站间闭塞信息和计轴信息共用一条传输通道，传输通道采用2芯独立光纤或2 Mb/s通道，利用计轴设备传递计轴信息的同时，还传递自动站间闭塞信息，通过结合电路将计轴的区间检查输出条件和它所传递的闭塞条件直接与车站联锁设备相结合，自动检查区间空闲，随着办理发车进路自动办理闭塞，待列车出清区间后自动解除闭塞，从而实现一体化的计轴自动站间闭塞。当计轴自动站间闭塞系统故障停用后，作业程序改用电话闭塞法行车。

根据铁道部 (运基信号［2010］537号)《基于光通信的站间安全信息传输系统应用技术条件 (暂行)》中的规定及要求，自动站间闭塞信息作为站间安全信息传输的一部分，利用计轴设备进行站间信息传递，计轴设备必须满足该标准中规定的功能、设备组成、技术要求、工作环境及通信接口协议的所有要求，因此保证了自动站间闭塞信息进行站间传输的安全性。一体化的计轴自动站间闭塞系统实现方式有2种。见表2所示。

目前，方式一应用最广泛，见图4所示。自动站间闭塞电路、站内联锁条件、计轴设备之间采用继电器结合电路，由计轴设备传递站间闭塞信息，构成一体化的计轴自动站间闭塞系统。

表2 一体化计轴自动站间闭塞系统实现方式分类表

方式二的应用作为未来发展方向，它提供了一体化的计轴自动站间闭塞系统的新型先进应用思路，见图5所示。在信号机械室取消所有继电器，继电器逻辑电路由全电子执行设备通过软件逻辑来实现。计轴设备与全电子执行设备之间采用标准RS-422串行通信接口，计算机联锁与全电子执行设备间也采用通信接口。自动站间闭塞电路由全电子执行设备软件逻辑实现，本站和邻站站间闭塞信息、站间区间占用空闲信息、计轴设备状态信息及计轴复零信息都是通过通信接口在计算机联锁设备、全电子执行设备、计轴设备间交换。