邯济线轨道信号载频泄漏导致LKJ过机校正不良的分析

黄天天，李新健，刘明源

（1．北京华铁信息技术有限公司，北京 100081；2．中国铁路济南局集团有限公司济南电务段，济南 250001）

在邯济线扩能改造信号设备施工过程中， LKJ-2000型列车运行监控记录装置过机不校，导致出现数据距离不准的情况。这种情况集中在晏城调度机DF4-9250机车，初步判断为LKJ-2000地面信息插件故障，在更换地面信息插件和LKJ-2000主机后故障未消除。分析在同一区段运行的聊城地区使用思维程序的机车正常运行数据，从而怀疑株洲所地面信息软件（DF4-9250机车使用软件）存在问题。经与LKJ厂家共同分析，发现导致邯济线LKJ过机校正不良的原因为地面轨道信号载频泄漏。

1 过机校正原理

LKJ 以预先存储在可擦除可编程只读存储器(EPROM)内的线路数据为依据，通过实时检测列车速度，计算列车的走行距离和限制速度，从而不断跟踪和校正列车的位置和控制速度，实现防冒进和防超速功能。为确保LKJ 计算距离与地面实际距离相符，必须进行距离的自动修正，LKJ 以地面信号机绝缘节为基准点进行校正，通常称为过机校正。

利用相邻轨道区段所配置的载频的中心频率的不同，根据这个特征的变化，经过电路处理可以获知过机的时机，从而产生过机信号。在LKJ主机中，地面信息处理插件完成对地面轨道电路信号绝缘节的识别，通过DSP处理后送给监控记录插件，监控记录插件根据数据中设定的允许校正的自动闭塞通过信号机和半自闭闭塞预告信号机，通过信号机绝缘节位置与数据显示距离进行对比，距离在100 m内对实际距离进行修正，从而完成过机校正。

过机校正不良即过机不校时，LKJ不能正确确定列车位置，轻则导致因距离不准造成停车，重则出现冒进信号机和超速事故。

2 邯济线过机不校情况分析

邯济线电化施工后，应用株洲所程序的DF4-9250、9218机车运行在晏城站至茌平站时出现如下问题：在晏城北站的上、下行方向LKJ自动校正正常；在高塘站（上行方向）、茌平站（上、下行方向）LKJ自动校正后在进站信号机总是需要乘务员手动车位对中50 m左右；在伦镇（上、下行方向）、潘店（上、下行方向）、高塘（上行方向）出现LKJ过机丢失率较高或者LKJ自动校正后机车车位不准。

2.1 高塘、茌平上码分析

以DF4-9250机车担当的45762次货车为例，在上行方向的高塘站预告信号机上码点机车信息文件如图1所示。

图1 机车在高塘站机信息Fig.1 Cab signal display at distant signal of Gaotang Station

机车信息文件分析：机车在绝缘节前面的区间50 m左右开始接收到64 mV（机车信息处理后的信号幅值）、载频为2 001.5 Hz、低频为18 Hz的轨道信号，上载频1.5 s后机车信号变为双黄灯，上灯之后约2.5 s后机车过绝缘节。

LKJ的地面信息处理插件将轨道信号上载频点识别为过绝缘节点，LKJ自动校正-23 m，乘务员在进站信号机处手动车位对中+60 m，表明LKJ检测到的绝缘节比电气绝缘节早50～60 m（这也与地面设备在绝缘节前方区间50 m对轨道进行短接后识别的过绝缘节信号一致）。LKJ文件记录如图2所示。

图2 LKJ文件记录Fig.2 LKJ document record

茌平站（上、下行）预告信号机的情况与高塘站上行方向相似，以DF-9250机车在2014年1月1日担当的86851次货车为例，主体化机车信号在预告上码点记录的波形，如图3所示。

图3 茌平站预告信号机机信息Fig.3 Cab signal display at distant signal of Chiping Station

LKJ在预告信号机处自动校正-22 m，乘务员在进站信号机处手动对中+52 m（地面设备在绝缘节前方区间50 m处短接后识别的绝缘节，导致出现误差50 m左右）。

2.2 伦镇、潘店、高塘（下行）上码分析

以DF-9250机车在2013年12月31日担当的52902次货车为例，在潘店站预告信号机前面的区间1 308 m就开始接收到轨道信号，导致LKJ在该站过机丢失。机车信息波形如图4所示。

图4 潘店预告信号机机信息Fig.4 Cab signal display at distant signal of Pandian Station

在伦镇站预告信号机前面的区间1 299 m开始接收到轨道信号，同样导致LKJ在该站过机丢失。机车信息波形如图5所示。

图5 伦镇站预告信号机机信息Fig.5 Cab signal display at distant signal of Lunzhen Station

2.3 地面设备调查

经过现场调查，晏城北站的接近区段绝缘方式为机械绝缘，其余站场为电气绝缘。经与邯济公司技术人员沟通，证实邯济线的电气绝缘节确实存在轨道信号泄漏的情况。

3 原因分析及处理办法

3.1 线路设计

邯济公司在邯济线进行复线施工期间为减少现场设备过渡量，利用既有三接近ZPW-2000A设备作半自动接近区段使用。原理如图6所示。

图6 线路结构原理Fig.6 Schematic diagram of line structure

接近区段使用ZPW-2000A 设备，其电气绝缘节中发送端对于接近区段移频信号为0阻抗，理论设计可以全部短路掉相邻区段移频信号。但设备使用过程中，出现机车在压入接近区段前错误接收前方区段的移频信号情况，造成过电气绝缘节校对不准确问题。

3.2 问题原因

1）实际当机车正常压入区段时，受道床、车速、机车等外部客观影响，使线路短路状态未能达到理想的0阻抗短路状态。

2）施工中钢轨上加装的补偿电容，对未能完全短路的移频信号起到放大作用。

综合上述原因造成机车运行至电容与电气绝缘节间地段时偶发错误接收到移频信号。

3.3 解决措施

1）在电容与电气绝缘节间增加短路线一根，将两钢轨再次进行短路，实现对相邻区段移频信号的短路。如图6所示A处。

2）拆除距离电气绝缘节最近的两个电容，减少对移频信号的放大作用。如图6所示B处。

3）降低接近区段ZPW-2000A设备的发送电平级，确保不利状态下能够满足机车入口电压标准即可，实现移频信号对相邻区段的最小干扰和溢出。如图6所示C处。

4 结束语

随着经济的发展，铁路线改造、建设施工繁多，线路设备过渡也非常频繁，铁路施工应尽量保障铁路线路的正常使用，防止因线路施工及设备过渡出现铁路重大事故。本文通过邯济线线路改造出现的机车过机不校正导致距离出现误差的问题进行数据分析，分析得出轨道信号载频泄漏为导致故障的原因并对现场进行了有效的故障处理。