利用计轴设备提高非自动闭塞区段通过能力的解决方案

于利　董世伟

摘 要：计轴自动所间闭塞系统是在非自动闭塞区段基于计轴和自动闭塞方向电路的原理研制的一种闭塞制式，是解决非自动闭塞区段运输能力紧张的有效技术措施和方案。该方案投资少、建设周期短、见效快，能够有效地缓解通过能力紧张状况。

关键词：计轴设备；半自动区段；自动所间闭塞；方案

目前，我国铁路单线区段约占50%，其区间大多采用64D型继电半自动闭塞。这种闭塞设备适应于我国单线铁路站间距离短、列车成对运行和追踪系数小的运营线路，在保证行车安全、提高运输效率、改善劳动条件等方面发挥了显著作用。但是对于有些单线区段长度在15km以上，甚至达到40km～50km，采用64D型继电半自动闭塞组织行车，已不能满足当前的运量需求。

2007年，哈尔滨铁路局运输处对富嫩线、嫩林线进行了多次现场调研，提出了《关于对能力限制点进行扩能改造的调研报告》，报告认为目前富嫩线、嫩林线区段通过能力已经饱和，设备能力急需加强，应尽快解决限制区间的问题。

针对上述需求，我们提出了“计轴自动所间闭塞系统”（以下简称“自动所间闭塞”）提高运能的解决方案。该方案是在非自动闭塞区段基于计轴和自动闭塞方向电路的原理研制的一种闭塞制式，是解决非自动闭塞区段运输能力紧张的有效技术措施。

1 解决方案的比选

1.1 总体方案

解决单线半自动区段限制区间的运能问题，方案不止一种，可选的方案还有：单线双方向自动闭塞、区间增加车站或区间增设无人无配线线路所等。

从经济性角度看，采用自动闭塞或增加车站，都需要较大的投入和较长的建设周期，而且增加车站还需增加行车作业人员。以富西线老莱～伊拉哈限制区间为例，采用计轴自动所间闭塞系统（区间增设无人无配线线路所）的工程投资为240万左右；建设周期约为2个月。若采用单线自动闭塞解决方案，工程投资应在1000万元以上，建设周期约为2年。

从技术角度看，采用自动闭塞方式，当站间距离超过30公里时，目前的轨道电路设备、信号点灯设备都难以满足要求。若区间不增设无人无配线线路所，而采用集中控制方式的计轴自动所间闭塞，同样面临计轴和信号设备长距离信号传输问题，还需要敷设大量的电缆。

从可维护性的角度看，“自动所间闭塞”将分界点的设备集中放置在工作房中，确实存在设备维护不便的问题。因此，本系统在采取措施提高设备可靠性的同时，还使用了远程监测技术，提前预警、准确诊断。

通过以上综合分析来看：采用计轴自动所间闭塞系统，在区间增设无人无配线线路所的方案投资少、建设周期短、见效快。

1.2 线路所通过信号机

按照技规第341条的规定：采用半自动闭塞区段通过信号机，在分界点设置绿、红二显示机构通过信号机，进行站间区间分割，信号机显示红灯为定位。当发车方向建立后，与发车方向一致的线路所通过信号机点绿灯，而反向的线路所通过信号机点红灯；信号机显示红灯时，列车不得越过该信号机。因设备故障信号机显示红灯或灭灯时，可在两端站值班员确认区间空闲后，司机凭调度命令进入区间。此方案需路局制定办法，解决系统故障后，线路所无人情况下，如何通过绝对禁止信号的问题。

1.3 改变运行方向电路实现方案

自动所间闭塞是基于计轴和自动闭塞方向电路的原理研制的一种闭塞制式。运行方向电路的实现方式有三种方案：

方案一是采用标准定型的四线制方向电路，该方案成熟且已经过大量的工程运用验证，但该方案需要在站间敷设电缆，工程造价高。

方案二是采用与计轴一体化的基于光缆传输的方向电路，安全逻辑通过软件来实现。该方案设备简单，集成度高，但研发工作量较大，还存在一个认证周期的问题。

方案三是在原标准定型的四线制方向电路基础上，利用计轴设备的安全信息传输功能，解决方向电源条件在光缆通道上的转换问题。该方案基本上不改变原方向电路的原理和结构，实现简便，安全逻辑透明度高，本系统即采用了此方案。

综上所述，系统结构图见图1。该系统通过在站间增设线路所作为分界点，将其分割成两个所间区间，在线路所处上、下行设并置线路所通过信号机，并在线路所通过信号机处设置计轴车轮传感器，利用计轴设备检查各所间区间的占用和空闲状态。在线路所通过信号机外方设置接近连续式机车信号及预告信号机，接近轨道区段采用自动闭塞轨道电路设备，为机车信号提供电码化信息，并能作为计轴去除±1轴干扰的判断依据，防止系统提前解锁，机车信号有效工作距离不小于1200m；分界点确定为无人无配线线路所，在线路所设置设备工作房，用于安放计轴、轨道电路及电源等设备；两个车站与区间分界点之间设置贯通光缆，用于传递计轴信息和方向电路安全信息等；车站设继电结合电路，实现方向电路、信号控制切换等功能。自动所间闭塞为基本闭塞法，原64D停用。计轴闭塞故障后，改用电话闭塞法。

2 系统构成与原理

2.1 计轴自动所间闭塞共分为六个子系统。包括计轴子系统、方向电路子系统、线路所信号显示子系统、线路所轨道电路子系统、线路所电源子系统和监测子系统。

2.2 计轴子系统除完成区间占用或空闲检查外，还要实现站间安全信息传输功能。

2.3 站间、车站与线路所间敷设专用光缆，用于传递计轴、站间透明等安全信息。

2.4 计轴自动所间闭塞独立工作，不依赖于64D半自动闭塞设备。原64D半自动闭塞系统停用。当计轴自动所间闭塞发生故障时直接改用电话闭塞法行车。

2.5 在分界点增设工作房，用于安置系统室内设备。工作电源采用AC220V供电，取自站间贯通电源。

2.6 在分界点并置两架信号机，分别对应上、下行，用以防护运行方向前方区段。该信号机采用二显示信号机构。

2.7 分界点设置轨道电路，为机车信号提供电码化信息，并能作为计轴去除干扰的判断依据，防止系统提前解锁。

3 结束语

“计轴自动所间闭塞系统”的试验工程选在哈局富嫩线老莱站至伊拉哈站之间，该工程于2009年4月27日正式开通投入运用，系统运行安全稳定。根据运输部门统计数据，该系统投入使用后，运输能力日均提高3.5列。2010年7月，该系统又在哈局滨洲线昂昂溪至红旗营间投入运用，有效地缓解了这一线段的通过能力紧张状况。