轨道电路在区间闭塞中的应用

张佳兴

摘 要：随着经济的发展，各地区之间的联系日益密切，迫切需要安全、经济、高效的运输网络来连接，而铁路运输网络恰好承担了这一历史使命，可以说铁路已经成为经济发展的动脉，确保铁路运行安全至关重要。基于此，该文阐述了闭塞技术的内涵及其发展史，介绍了轨道电路的工作原理，并分析了各种轨道电路在区间闭塞系统中的据其情况，以期为轨道电路在区间闭塞中的应用提供帮助，更好地服务国计民生。

关键词：轨道电路；区间闭塞；人工闭塞

中图分类号：U284.4 文献标志码：A

1 区间闭塞

铁路运行安全至关重要，为了确保列车在区间内的运行安全，向区间内发车时必须确认区间内的安全；所谓闭塞，就是为了保证区间或闭塞分区在同一时间内只运行一个列车。闭塞的主要目的，就是用来使防止列车对撞或追撞等事故。

1.1 闭塞技术发展史

19世纪40年代以前，火车运行主要依靠时间间隔法。所谓时间间隔法，就是上一班列车发出后，需要间隔一定的时间再发出下一班。虽然这种方法能在一定程度上保障列车安全，但是这种方法也存在不小的弊端，主要缺点是不能确保安全。一旦先行列车发生故障，后续列车便有可能发生追尾事故。

到了1842年，一名叫库克的英国人大胆创新，发明出了一种全新的闭塞方法—空间间隔法，顾名思义，就是将行驶的两班列车以一定的空间相间隔的运行方法。这种方法可以在很大程度上保证列车运行安全，一经问世，就受到了广泛青睐，采用的范围也越来越广，随着空间间隔法逐步发展成熟，初步形成了区间闭塞制度，而这也被视为最早的现代闭塞技术。

1876年，电话发明不久后就应用到了这一领域，发明出了电话闭塞。电话闭塞就是靠人工通信来保证行车安全，运行区间还无法依靠设备进行锁闭。

我国铁路的闭塞起步相对较晚，最早有据可查的就是京张铁路。随着中国近现代化的起步，相继建设了不少铁路干线。这一时期，铁路行车闭塞主要依靠电气路签和电气路牌机，可以说在相当长的一段岁月里一直占据着重要比重。1949年，迎来了新中国的成立，随着各项事业的逐步发展，加上国家的大力扶持，铁路建设迎来了黄金机遇期。区间闭塞设备也大量建设，发展十分迅速，随着半自动闭塞和自动闭塞设备的建设应用，人工闭塞被逐步取代逐渐退出了历史舞台。

1.2 闭塞分类

按照区间闭塞的具体实现方式，可以将其分为人工闭塞、半自动闭塞和自动闭塞，下面来简要介绍一下。

一是人工闭塞。人工闭塞，就是依靠人工方式来实时记录列车的行进位置，并控制色灯信号机的闭塞。在列车发车前，接发车双方站所要先取得联系，以便确认闭塞区间处于可用状态，并通过路签机、路牌等设备记录本段区间已经被占用后，将信息通过电话、电报等手段通知到站。需要注意的是，为了确保列车运行安全，列车在始发车站时要阻止后续列车的进入，而终到站则要确保没有反方向列车驶入，这样才能确保区间闭塞。

第二种是半自动闭塞。所谓半自动，通俗来说就是一半靠人工，一半靠设备。这种方式依靠人工与设备共同来完成区间闭塞。一般情况下，发车前先由人工来确认区间处于空闲状态，当车辆行驶至区间后会将信号传递给轨道电路，这时设备会自动将区间改为占用状态。因为此过程虽然需要人工办理闭塞手续，但出站信号机在列车出发后能自动关闭，所以叫半自动闭塞。这种方式虽然较之前先进了不少，但是依旧没有将人力从区间闭塞过程中解放出来，区间状态的复原还得依靠人工来完成。

三是自动闭塞。自动闭塞的工作原理是通过计轴设备自动计算进入和离开区间时的车轴数目，从而自动判断区间空闲状态的闭塞法。在这一过程中，通过色灯信号机可以自动变换显示区间状态，列车按照信号机的指示进行操作，整个闭塞过程全都自动控制，不再需要人工参与操作，因此称之为自动闭塞。

2 轨道电路工作原理

我国轨道电路技术虽然起步较晚，但是发展速度很快。随着传输的信息量增加，它的使用范围也越来越广，对铁路发展有着重要作用。轨道电路主要由电源、轨道线路、限流装置、轨道绝缘和接收装置组成。当轨道电路部分空闲时，一定强度的信号电流将使用轨道线从轨道电源自动传输到轨道电路的接收端。接收设备的继电器在电路的作用下激励，关闭前触点，从而连接彩灯信号机的绿灯电路。此时，将发送空闲信号以引导机车进入间隔。一旦机车驶入区间时，由于机车轴的分流，轨道电路电源的信号电流只有一小部分可以传输到轨道电路接收设备。由于电流不足，接收设备的继电器不能继续激励。前触点将断开，后触点将闭合。此时，信号的红光电路被接通，并且显示禁止信号。

轨道电路的这一性能，能够有效防止列车追尾和撞击事故，保障行车安全。轨道电路具有比较高的安全性，如果轨道电路的任何一部分发生故障时，都会导致接收设备的继电器无法励磁，而发出区段占用信息报警。此外，轨道电路对于保障行车和调车作业安全也起着十分重要的作用。利用轨道电路可以监督检查某一固定区段内的线路情况，提前知晓是否有列车运行、调车作业或车辆占用的情况，从而避免发生险情。

3 自动闭塞状态下的无绝缘轨道电路

绝缘移频轨道电路广泛应用在区间闭塞中，其凭借着传输距离长、室外设备少等优点，一经问世就受到广泛青睐，应用范围也十分广泛。但是这种电路也有自身的弊端，那就是对于列车行驶速度十分受限，不利于速度的提升，十分不利于铁路的发展，无法适应时代的新要求。随着科学技术的不断突破，一个个技术难题被攻克，电气化铁路飞速发展，无缝线路大量铺设，这就为无绝缘轨道电路的诞生扫清了障碍，无绝缘电路应运而生。

按照电路原理可以将无绝缘轨道电路分为3类，分别是电气隔离式、自然衰耗式和强制衰耗式。其中，电气隔离式轨道电路应用比较多。它利用谐振槽路，采用不同信号频率，实现相邻轨道电路间的电气隔离，因此又被称作谐振式。主要原理就是利用轨道电路载频上行线和下行线频率差构成电气调谐区，从而实现电气绝缘。

4 移頻轨道电路

移频轨道电路是区间移频自动闭塞的基础，还可以用来监督闭塞分区的实时工作状态。移频轨道电路以频率参数作为控制信息，利用频率调制将低频调制信号移到较高频率，使幅度不变，频率随低频的幅度有规律地变化。轨道电路在实现区间闭塞的同时，还可以传送有关的行车信息，为列车运行控制提供所需的相关信息。在移频自动闭塞区间内，通常是按照运行列车占用闭塞分区的状态来传输移频信息，按照列车的顺行方向，自动将相关信息传送给下一个闭塞分区。

5 结语

随着时代的发展进步，特别是进入高铁时代，运行速度不断提高，不但要传递行车的速度命令，而且还要传送详细具体的线路参数，这些无疑对轨道电路提出了新的更高的要求，迫切需要发展基于数字化轨道电路系统。路漫漫其修远，发展新一代轨道电路系统，任重道远，可以有效减少列车安全隐患，为列车的安全运行保驾护航，促进国民经济的发展。

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