TAZⅡ／S295计轴系统在广州环岛新型有轨电车试验段的应用

焦侦丰

根据我国相关政策，要积极发展多种形式的大容量公共交通运输网络，提高线网密度和站点覆盖率，构建安全可靠、方便快捷、经济适用的公共交通系统。根据不同城市规模和特点，制定差别化的轨道交通发展目标，有序推进轻轨、地铁、有轨电车等城市轨道交通网络建设。与传统的老式有轨电车相比，经过大量科技化改造后的新型现代有轨电车，不但具有容量大、方便快捷、低碳环保、乘座舒适等特点，还具有较低的建设成本，以及较短的建设工期，正逐步成为一线城市的城乡结合部大容量交通运输网络的主要形式，也成为我国二、三线城市交通运输行业的发展重点。目前，北京、上海、广州、深圳、南京、珠海、大连、成都、苏州、宁波等多个城市，已相继开通或正在建设新型的现代有轨电车。

1 新型有轨电车试验段概况

海珠区位于广州市中部，由珠江水系广州河段前后航道所环绕。海珠区环岛新型有轨电车位于海珠区环岛路和新港东路上，途径海珠区商贸旅游景观岸线、高尚住宅生活岸线、科技产业工作岸线等。这条线路对解决琶洲区域，特别是临江地区的出行问题，及配合琶洲CBD城区规划、支持会展区和总部经济区的建设和发展将有重大意义。

试验段为海珠区环岛新型有轨电车的一部分，位于其东北端。线路始于万胜围，止于广州塔，线路全长约7．8km；共设置11座车站，均为地面站，平均站间距0．725km；其中最小站间距476m，最大站间距904m；设置停车场1处，调度中心1处 （位于停车场内）。

2 计轴系统在有轨电车项目中发挥的作用

TAZⅡ／S295计轴系统基于列车轮缘探测原理，具有安装调试和维护简单、探测范围小，受外界干扰机率小、按区段模块化设计等一系列特点，先后服务于广州、深圳、武汉、北京、南京、杭州等多个区域的城市轨道交通建设。

服务于海珠区环岛新型有轨电车试验段的TAZⅡ／S295计轴系统，主要设在道岔区段。其中：正线39个计轴点，18个计轴区段；停车场设7个计轴点，7个计轴区段，为列车在道岔区段的安全通行提供了有力保障。

此外，还在培训中心设置了2个计轴点，1个计轴区段，为提高有轨电车信号、运营人员的岗位业务水平、增强一线人员的技术素质和整体技能发挥了重要作用。

2．1 计轴轨旁设备

2．1．1 安装方案

与铁路、地铁、轻轨等采用传统的 “工”形钢轨不同，有轨电车多采用槽形轨。在完美解决了线路平交问题，最大限度方便社会车辆通行舒适性的同时，也实现了耐磨防脱的一体化设计。

海珠区环岛新型有轨电车正线及辅助线采用60R2槽型轨，钢轨材质为U75V。有轨电车在轨道上行驶时，车辆轮缘是沿着槽形钢轨移动，以达到车辆的导向和防脱目的。

TAZⅡ／S295计轴系统轨旁设备包括车轮传感器和电缆终端盒。其中，车轮传感器在安装时要对其位置做适应性调整。如图1所示，海珠区有轨电车项目在安装车轮传感器时，参照了国外的应用方式，即切除了约300mm槽体，并进行了倒角设计，不但有效防止了车轮轮缘与未切除部分的槽体发生冲突的可能，也保证了有轨电车在行驶过程中的乘座舒适性。

图1 传感器安装示意图

此外，车轮传感器还采用埋地式终端盒。室内电缆直接在埋地式终端盒内与车轮传感器构成电气连接，无其他转接设备，从而保证了线路的整体景观效果。在埋地式终端盒内部，还设有一个连接室内外电缆的小盒子，采用复盒材料密封设计，电缆出入口也进行了防水设计，使盒子整体防水、防尘等级为IP67。即使由于恶劣天气而发生短时浸水，也不会影响设备的正常工作。

2．1．2 排水方案

广州地处南亚热带，春夏季雷雨台风频繁，雨量充沛，而包括计轴系统在内的轨道交通信号设备，大部分位于室外轨行区，因此，对线路进行合理的排水设计，尽可能减小降水对设备的影响显得尤其重要。下面以正线排水系统设计为例，介绍海珠区有轨电车计轴轨旁排水系统设计方案。

如图2所示，在钢轨底部布置排水管道，并接至转辙机的基坑，将转辙机的基坑与有轨电车线路的综合排水系统相连。这样，发生降水时，雨水从车轮传感器的安装位置，直接汇集在转辙机基坑，然后通过有轨电车线路的排水系统排走，就不会在计轴设备传感器的安装位置形成积水。

图2 计轴轨旁设备排水设计示意图

2．2 计轴系统主机设计

新型有轨电车计轴系统将计轴防雷部分、冗余电源部分、主设备部分和监测诊断部分安装于同一个计轴机柜，有效节约了信号系统整体空间。

计轴系统的防雷设备包括电源防雷和计轴通道防雷。试验段计轴主机将电源和计轴通道防雷保安器，安装于机柜背面的安装板上，打开机柜后门和安装板，即可方便地进行设备维护。此外，还配置了 “1＋1”的冗余电源，当任一块电源模块故障或维护时，都不会影响计轴系统的正常运行。

2．3 计轴系统复位

2．3．1 复位方式

1．直接复位：在设备无故障且车轮传感器上方轮缘探测范围内无金属干扰物时，执行复位操作后，可使计轴系统立即输出区段空闲状态。

2．预复位：当采用预复位方式执行复位操作时，计轴区段轴数被清零，但仍处于占用状态。只有当下一次计轴过程中，计入和计出轴数相等时，才能给出区段空闲状态，从而保障列车运行安全。

3．条件复位：复位操作之前，若计轴区段记录的最后一轴是计出 （区段轴数是递减）时，执行复位操作，将立即输出空闲状态；若计轴区段记录的最后一轴是计入 （区段轴数是递增），则执行复位操作后，计轴区段的轴数不会清零，也不会输出空闲状态。其他情况下，执行复位操作后，计轴系统将立即输出空闲状态。

考虑到计轴复位操作的安全性，本试验段采用预复位。安全完整度等级达到SIL4级。

2．3．2 复位原理

如图3所示，当通过外部的继电器接点或按钮，把计轴机柜内部的24V电源加到继电器ACR1．1和ACR1．2的线圈上，则继电器ACR1．1和ACR1．2将励磁吸起，计轴内部将执行复位操作。在ACR1．1和ACR1．2吸起时间保证不低于2s的情况下，计轴系统内部将完成复位操作。

图3 计轴系统复位原理

由于海珠区环岛新型有轨电车采取中心调试的行车方式，所以计轴系统也采用了在中心进行复位操作。当计轴区段因干扰等原因需要复位时，由中心的调度员通过鼠标点击调度中心计算机屏幕上的软按钮执行复位操作，并通过传输系统，将计轴复位指令输送至现场的控制电路，由现场的控制电路控制复位继电器FLJ吸起。现场的复零继电器FLJ安装于道岔控制柜内。

如图4所示的计轴复位电路，当FLJ吸起时，计轴系统内部的ACR1．1和ACR1．2继电器的线圈上将同时被加上24V电源。这时，ACR1．1和ACR1．2将同时吸起，计轴系统将执行计轴复位操作。

如果由于中心调度系统至现场的传输链路出现故障，导致计轴系统不能正常复位时，可在车站的计轴机柜上执行计轴系统复位操作。

2．4 计轴监测诊断系统

图4 计轴系统复位电路

TAZⅡ／S295计轴系统的监测诊断系统，能够向微机监测等外部设备输出计轴系统的工作状态和运行数据，有利于设备的故障诊断。其中，输出的运行数据包括但不限于计轴区段的空闲／占用状态、计轴设备的复位记录、车辆通过计轴区段时的轴数。同时，通过现场配置的计轴系统监测维护终端设备，既能清晰看到设备的工作状态和运行数据，也可以在本地对运行数据进行查找、统计、回放等操作。

计轴系统监测维护终端，通过冗余通信通道把设备的各种运行数据发送到其他信号设备，运营人员可对其执行更进一步的数据处理。

3 结束语

设备安装完成之后，对计轴系统的现场运行数据进行了测试和观察。通过现场的测试数据可以看出列车通过时，计轴系统探测到的列车轮轴信号干净、稳定，完全满足计轴设备的工作要求。这表明TAZⅡ／S295计轴系统完全适应广州海珠区新型有轨电车的现场环境，工作稳定、可靠。海珠区新型有轨电车于2014年12月31日开始载客运行。

目前为止，广州海珠区环岛新型有轨电车计轴系统工作稳定、可靠，无论是计轴设备的安装方式还是复位方式等，都可以做为其他有轨电车项目信号系统设计的范本，具有非常重大的参考和借鉴意义；对推动我国有轨电车建设和发展，也有十分重要的积极意义。

［1］ 中华人民共和国 ．国发〔2012〕18号 ．“十二五”综合交通运输体系规划［S］．2012．

［2］ 余家材，谭伯楷，莫贤清，罗静兰．广州降水天数的统计规律［J］．广东气象，2009，31（6）．