站内电码化故障发码的原因分析与改进方案

孙浩洋

（中国铁路设计集团有限公司,天津 300300）

0 引言

站内电码化系统是为了保证行车安全、提高铁路运输自动化程度，从而提升铁路的运输效率及安全性。站内电码化是机车信号系统及列控车载设备不可缺少的地面设备，25 Hz 相敏轨道电路叠加电码化广泛应用于我国普速客运铁路及货运铁路[1]。

1 25 Hz 相敏轨道电路站内电码化的运行情况及问题

1.1 25 Hz 相敏轨道电路站内电码化发码故障分析

列车运行至站内区段，站内电码化区段发码设备发送红码的情况如图1 所示，此时列车处于站内区段。

图1 列车运行至站内电码化区段示意图

列车出清站内区段，站内电码化区段发码设备故障发送红码的情况如图2 所示，此时列车出清站内区段，驶入离去区段。

图2 列车出清站内电码化区段示意图

25 Hz 相敏轨道区段的轨道电路站内电码化区段运行状况经常会出现列车出清站内区段，驶入下一个闭塞分区即离去区段时，站内发码设备错误发码，显示红光带，下一列将要进站的列车接收到站内电码化所发出的红码即禁止信号时，只能停留在站外轨道区段[2,3]。25 Hz 相敏轨道电路站内电码化电路原理图如图3 所示。

图3 25 Hz 相敏轨道电路站内电码化电路原理图

1.2 25 Hz 相敏轨道电路站内电码化发码电路轨道复示继电器参数

轨道复示继电器：GJF；

继电器型号：JWXC-H310；

动作参数：缓吸0.4 s、缓放0.8 s。

站内电码化的电码盒脉冲发码之间的间隔时间平均为0.6 s，脉冲驱动的时间平均为0.3 s，红黄码（HU）发码周期平均为1.9 s。

1.3 故障原因分析

当列车出清站内轨道区段，驶入下一轨道区段即离去区段时，站内电码化应通过发码电路接通发码继电器（FMJ）的后接点，从而使发码继电器（FMJ）落下来切断发码电路[4]，接通轨道复示继电器前接点（GJF↑）和轨道继电器的前接点（GJ↑）。

原站内电码化切断发码电路如图4 所示。

图4 原站内电码化电路的切断发码原理电路图

站内电码化电路切断发码电路的原理在于利用电码化电路的红黄码（HU）脉冲驱动时间来切断发码继电器（FMJ），但是由于红黄码（HU）的脉冲时间平均为0.3 s，轨道复示继电器（GJF）所采用的继电器型号为JWXC-H310 型无极缓吸缓放继电器，平均缓吸时间为0.4 s，所以若想驱动轨道复示继电器（GJF）则需要至少0.4 s的脉冲电流，而红黄码（HU）的脉冲驱动时间无法达到平均0.4 s 的轨道复示继电器（GJF）驱动时间，而无法驱动轨道继电器（GJ）和轨道复示继电器（GJF），也无法保证发码继电器（FMJ）的可靠落下。综上所述，轨道电路无法通过自身继电器电路切断发码电路进而恢复正常无车占用时的工作状态，只能通过按压站内发码切断复原按钮来复原发码电路。

具体电路如下所示：

FMJ1-4→GJF7↑→KF；

KZ→GJ3→KF；

KZ→GJ1↑→GJF1-4→KF；

KZ→GJ→KF；110V→GJ→25 Hz。

1.4 故障原因总结

25 Hz 相敏轨道电路站内电码化在列车出清站内区段驶入离去区段之后错误发码的原因主要是因为红黄码（HU）的驱动时间无法满足轨道继电器（GJ）的缓吸时间，无法驱动轨道继电器（GJ）和轨道复示继电器（GJF），轨道继电器（GJ）和轨道复示继电器（GJF）无法正常吸起就无法使发码继电器（FMJ）可靠落下来切断发码电路[5]。

1.5 故障改进

25 Hz 相敏轨道电路站内电码化原电路中采用的是通过轨道继电器复示继电器（GJF）的第七组后接点来落下发码继电器（FMJ），现在原电路中增设一个无极继电器（无缓吸缓放时间，型号为JWXC-1700）作为轨道复示继电器（GJF1），通过轨道复示继电器1（GJF1）的第一组后接点代替轨道复示继电器（GJF）的第一组后接点。具体电路如图5 所示。

图5 改进后站内电码化切断发码电路原理图

当站内列车出清站内轨道区段驶入离去区段时，轨道继电器（GJ）、轨道复示继电器（GJF）和轨道复示继电器1（GJF1）都可以被红黄码（HU）的作用时间所驱动，接通轨道复示继电器1（GJF1）的第一组前接点，从而发码电路的发码继电器（FMJ）励磁电路就被轨道复示继电器1（GJF1）的第一组后接点切断，切断了站内轨道区段的发码电路，从而使站内轨道电路复原，恢复到正常无车占用时的状态。

具体电路如下所示：

FMJ1-4→GJF11↑→KF；

KZ→GJF11-4→GJ3→KF；

KZ→GJ1↑→GJF16↑→GJF1-4→KF；

KZ→GJ→KF；110V→GJ→25 Hz。

2 改进后的站内电码化发码情况分析

在进行了切断发码电路的改进之后，轨道电路站内电码化区段在列车出清站内区段驶入离去区段时，可以通过该线路的切断发码继电器电路切断发码继电器，进而切断发码，使得站内区段在列车出清之后即可立刻复原。

3 仿真情况分析

故障发码电路及改进后的发码电路均采用Simulink来进行仿真试验，其中缓吸继电器模块即轨道复示继电器缓0.4 s 吸起、缓0.8 s 落下，采用延时电路与继电器结合的方式来满足缓吸缓放继电器的工作条件，缓吸缓放继电器仿真模块如图6 所示。

图6 缓吸继电器模块

红黄码脉冲周期约为1.9 s，高电平持续时间约为0.3 s，发码间隔时间约为0.6 s，仿真结果如图7 所示。

图7 红黄码脉冲图像

在红黄码驱动JWXC-H310 型继电器即轨道复示继电器时，继电器仿真输出结果为0，表示轨道复示继电器无法可靠吸起。此为故障发码电路的仿真试验。仿真模块图如图8 所示。

图8 故障情况下切断发码继电器电路

在改进后的仿真试验中，由于采用无极继电器JWXC-1700 轨道复示继电器1 代替原电路中的轨道复示继电器（型号为JWXC-H310），无缓动情况，改进后的切断发码继电器励磁电路如图9 所示。

图9 改进后的切断发码继电器电路

在接收到红黄码高电平脉冲时，即可通过轨道复示继电器1 的后接点切断发码继电器的励磁电路从而切断发码，完成列车出清后的复原工作。

4 总结

该文通过对轨道电路继电器类型及其特性进行仿真分析研究，利用无极继电器自身特性串入轨道电路励磁电路，当列车出清轨道区段后，通过无极继电器断开轨道电路励磁电路，防止在列车出清轨道区段后错误发码情况的发生，运用改进之后的站内电码化切断发码电路，可以在列车出清站内区段全部驶入离去区段的瞬间切断发码电路，进而使轨道电路恢复到无车占用的状态，有效地提高运输效率并降低运行风险。