站内一体化轨道电路股道防邻线干扰分析及解决方案
2021-11-30李强,何健
李 强,何 健
(中国铁路成都局集团有限公司电务部,成都 610081)
2020年,全路连续发生多起本股道出站信号关闭情况下,换端折返、本股道有车占用无码时,机车信号收到相邻股道同端发码的允许信号,存在安全风险,给运输生产带来影响[1]。CTCS-2/3级站内采用与区间同制式的机械绝缘轨道电路[2](简称一体化轨道电路),并在车站接发车进路中所有区段实施电码化[3],在车站股道未分割情况下,同样存在此问题,为此提出解决方案,消除设备存在隐患。
1 原因分析
1.1 场景一
A车接车至6G停车,S6端发送HU码,X6端发送无码。 B车接车至4G停车,X4端发送HU码,S4端发送无码,如图1所示。
1.2 场景二
A车准备折返,但X6未开放信号,S6端继续发送HU码,X6端继续保持无码。B车开放侧线X4信号,X4端由HU码改发送UU码,如图2所示。
1.3 场景三
A车X6未开放,X6端仍无码。
根据《CTCS-3级列控车载设备技术规范》中“5.3轨道电路信息与接收”[4]及《CTCS-2级列控车载设备暂行技术规范》中“6.6轨道电路信息接收与使用”[5]轨道电路天线(TCR)载频锁定要求,车载设备C2主控单元重启后,司机进行上行载频切换,TCR按上行载频选择。
因X6端仍无码状态,且A车的车载设备未收到应答器组信息,根据《CTCS-3级列控车载设备技术规范》中“6.2待机模式(SB)、6.3部分监控模式(PS)”及《CTCS-2级列控车载设备暂行技术规范》中“6.2待机模式(SB)、6.3部分监控模式(PS)”功能要求,A车的车载设备进入C2部分监控模式(PS)。
当邻线X4信号开放后,X4端发送上行载频及UU码,由于X6端与X4端同为上行载频,导致A车TCR天线可能接收到X4端UU码,存在机车信号升级显示风险,如图3所示。
2 解决方案
在满足《高速铁路设计规范》(TB 10621-2014)、《铁路车站电码化技术条件》(TB 2465-2010)、《列控中心技术条件》(TB 3439-2016)等相关技术规范前提下,实施车站股道分割方案,对重联动车组或长编动车组运行时能有效防止邻线干扰,取得良好效果,具体分析如下。
2.1 场景四
A车接车仅占用6G2时,6G1、6G2发送HU码。B车接车仅占用4G1时,4G1、4G2发送HU码,如图4所示。
2.2 场景五
A车接车同时占用6G1、6G2后,根据《列控中心技术条件》(TB 3439-2016)中“6.5.2区间方向轨道电路方向控制”站内股道区段发码方向控制[6]要求,6G2的发码方向切换,6G2发码改为X6端发HU码。B车同时占4G1、4G2后,4G1发码改为S4端发HU码,如图5所示。
2.3 场景六
A车准备折返,X6未开放,X6端继续发HU码。B车X4开放,X4端发UU码,如图6所示。
通过图6与图3发码情况对比,在实施4G、6G进行分割后,列车压入股道后的第二个轨道区段时,通过电路设计对股道第一个轨道区段实施发码转向,确保在出站信号机未开放情况下,股道第一个轨道区段持续发送HU码,本区段发送的正常信号大于邻线干扰信号,可有效防止机车信号不受到邻线干扰,不存在机车信号升级显示。
3 特殊案例分析
当8辆编组动车组运行在股道正中分割的轨道区段时,有两种特殊情况,仍存在邻线干扰的风险。
3.1 场景七
A车顺序占用6G2、6G1后,并完全进入6G1后准备换端折返,X6未开放,S6端、X6端继续发HU码。在邻线干扰时,A车TCR天线在6G1股道中间位置无码变UU码,如图7所示。
3.2 场景八
A车仅进入6G2后准备换端折返,X6未开放,S6端继续发HU码。在邻线干扰时,A车TCR天线在X6端无码变UU码,如图8所示。
4 建议措施
通过对图7、8所示两种情况分析可以看出,设计部门应对股道分割具体位置进行合理、科学检算,不能简单在股道正中位置分割,应统筹考虑下述因素,尽量减少邻线干扰。
充分考虑8辆编组动车组长度、车载设备轨道电路天线位置差异,确保折返换端后车载设备轨道电路接收天线位置与股道中间轨道绝缘节错开位置,确保车载设备正常接收轨道电路信息。
根据《高速铁路设计规范》(TB 10621-2014)中“14.4.6站内轨道区段长度设置规定”,站内侧线股道最小轨道区段长度满足以下要求:
其中vmax为该区段最高允许速度/(m/s),T设车载信号设备响应时间总和,取2.5 s,L车为车长/m,L自为轨道电路自身允许的最小长度/m;T落为轨道电路接收设备的最大落下时间/s。由于侧线股道一般情况,vmax可按80 km/h取值,T设按3.5 s(根据《CTCS-2级列控车载设备暂行技术规范》“10.2设备响应时间主要指标”、《CTCS-3级列控车载设备技术规范》中“12.1设备响应时间主要指标”),则Lmin=97.8 m[7]。
根据《铁路信号设计规范》(TB 10007-2017)中“4.2.18条 ZPW-2000系列轨道电路用于相同方向并行的线路时,并行的轨道区段应采取设置不同载频、缩短轨道电路长度、载频相同的轨道电路不设置横向连接线”要求,设计部门应在股道分割时,优化侧线股道载频配置和缩短股道区段长度,并考虑股道分割绝缘节应尽量在相同位置设置,如图8所示,避免4G2与6G1、4G1与6G2在设置相同载频时产生的邻线干扰。
根据《ZPW-2000 轨道电路技术条件》(TB/T 3206-2017)中“6.20条 车站 ZPW-2000 轨道电路可靠工作长度”,有砟道床电阻按1.0 Ω取值时,股道区段轨道电路可靠工作长度为400 m,有砟道床电阻按2.0 Ω取值和无砟道床电阻按3.0 Ω取值时,股道区段轨道电路可靠工作长度为650 m[8]。设计单位应尽量优化股道道床电阻设置,有砟道床电阻按2.0 Ω取值,无砟道床电阻按3.0 Ω取值,合理设置股道区段轨道电路长度。
优化完善车载ATP逻辑,研究在ATP部分监控模式下,增加司机在DMI人工选频设置,减少无码区段使得邻线区段干扰的影响。
5 结束语
站内一体化轨道电路能实现列车进路全进路连续发码,减少无码盲区,是今后信号设备发展方向。站内一体化轨道电路防邻线干扰方案是较为关键的技术难点、重点,需统筹分析信号设备多重故障(含绝缘节破损)、不同型号车载设备接收性能差异、运输组织变化、司机操控等各种因素,减少邻线干扰,不断改进和提升站内一体化轨道电路工作性能,保证铁路运输安全、高速、正点运行。