JZ型微機(jī)計(jì)軸在軌道交通信號(hào)領(lǐng)域的應(yīng)用前景

吳宏松 張 燕

（成都鐵路通信設(shè)備工廠，成都 610045）

1 概述

隨著軌道交通日新月異地發(fā)展，客運(yùn)專線、城市、城際等軌道交通的不斷建設(shè)，國產(chǎn)軌道交通列車控制系統(tǒng)重要的基礎(chǔ)設(shè)備,從無到有，從小到大，從弱到強(qiáng)，不斷滲透到由國外計(jì)軸主導(dǎo)的國內(nèi)市場。本文簡要介紹目前軌道交通領(lǐng)域的微機(jī)計(jì)軸狀況，重點(diǎn)介紹以JZ型微機(jī)計(jì)軸為代表的國產(chǎn)計(jì)軸的特點(diǎn)及其在國內(nèi)軌道交通領(lǐng)域的應(yīng)用狀況，并在此基礎(chǔ)上對(duì)未來軌道交通，特別是城市軌道交通應(yīng)用前景進(jìn)行展望。

2 軌道交通領(lǐng)域計(jì)軸應(yīng)用的現(xiàn)狀

目前應(yīng)用在國內(nèi)軌道交通領(lǐng)域的主流計(jì)軸設(shè)備如表1所示。

從應(yīng)用規(guī)模上來說，在國鐵領(lǐng)域，JZ型微機(jī)計(jì)軸大約占計(jì)軸設(shè)備應(yīng)用量的65%，AZL型和AZS型計(jì)軸大約占20%；在城軌領(lǐng)域，則以AZL型和AZS型計(jì)軸為主導(dǎo)，約占計(jì)軸設(shè)備應(yīng)用量的90%，而JZ型微機(jī)計(jì)軸約占10%。

3 JZ型微機(jī)計(jì)軸特點(diǎn)

1）系統(tǒng)采用二取二安全計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)處理軸計(jì)數(shù)脈沖，具有極高的故障-安全特性。

2）系統(tǒng)采用單區(qū)段多點(diǎn)的組合控制方式，運(yùn)算單元分散控制各區(qū)段，分散了運(yùn)算單元的故障和影響范圍。

3）系統(tǒng)采用星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，不會(huì)因?yàn)槟骋粋€(gè)區(qū)段出現(xiàn)傳輸問題影響到其他區(qū)段。

4）輪輻型微機(jī)計(jì)軸的室外傳感器通過軌旁檢測盒（JCH）向室內(nèi)主機(jī)傳送信號(hào)，具有傳輸距離遠(yuǎn)的特點(diǎn)。

表1 國內(nèi)軌道交通領(lǐng)域計(jì)軸現(xiàn)狀

5）輪緣型微機(jī)計(jì)軸的室外傳感器直接與室內(nèi)主機(jī)相連傳送信號(hào)，具有室外設(shè)備簡單的特點(diǎn)。

6）室外檢測點(diǎn)地線采用共用防雷地線時(shí)，接地電阻值≤1 Ω；采用專用防雷地線時(shí)，接地電阻值≤4 Ω，特殊地段可采用懸浮方式。

7）JZ1-H型系統(tǒng)具有“±1”軸干擾的容錯(cuò)功能。

8）系統(tǒng)帶有RS-232標(biāo)準(zhǔn)接口，便于信息檢測與查詢。

4 JZ型微機(jī)計(jì)軸設(shè)備在軌道交通領(lǐng)域的應(yīng)用方案

國產(chǎn)計(jì)軸自上世紀(jì)80年代初開始研發(fā)以來，經(jīng)過二十多年不斷改進(jìn)創(chuàng)新，逐漸走向成熟。以JZ型微機(jī)計(jì)軸為代表的國產(chǎn)計(jì)軸在國鐵的單線自動(dòng)閉塞、自動(dòng)站間閉塞、站內(nèi)軌道電路方面進(jìn)行了較為廣泛的應(yīng)用。隨著近幾年城市軌道交通的發(fā)展，JZ型微機(jī)計(jì)軸在北京地鐵、重慶輕軌得到應(yīng)用。JZ型微機(jī)計(jì)軸主要應(yīng)用在以下幾個(gè)方面。

1）單線自動(dòng)閉塞方式下的閉塞分區(qū)占用檢查。

為提高鐵路單線區(qū)段的運(yùn)輸能力，在既有成熟的JZ容錯(cuò)型微機(jī)計(jì)軸設(shè)備基礎(chǔ)上，采用硬件疊加但區(qū)段處理方式完成區(qū)間閉塞分區(qū)占用檢查，特別是大區(qū)段的占用檢查，使系統(tǒng)在安全性、可靠性、可用性方面得到提高。采用計(jì)軸設(shè)備作為區(qū)間小區(qū)段分區(qū)的空閑占用檢查設(shè)備，使單線的閉塞設(shè)備簡化可靠。采用硬件疊加的小區(qū)段處理方式，使設(shè)備的可用性有較大提高。

2）自動(dòng)站間閉塞方式下的區(qū)間占用檢查。

單線區(qū)段的站間閉塞大多沿用64D繼電半自動(dòng)閉塞，采用計(jì)軸設(shè)備檢查區(qū)段空閑，并和閉塞設(shè)備一起組成自動(dòng)站間閉塞。由于該制式是人工確認(rèn)區(qū)間空閑，勢(shì)必存在安全隱患。同時(shí)采用具有“±1”軸容錯(cuò)功能的JZ型微機(jī)計(jì)軸作為區(qū)間檢查設(shè)備，疊加64D繼電半自動(dòng)閉塞代替人工確認(rèn)區(qū)間空閑，從而消除半自動(dòng)閉塞中的安全隱患，使設(shè)備具有較高的可用性和安全性，也使單線站間閉塞更可靠、更安全。

3）為解決軌道電路分路不良，在站內(nèi)區(qū)段或區(qū)間閉塞分區(qū)完成占用檢查。

利用計(jì)軸設(shè)備的工作條件與鋼軌軌面條件、道床電氣特性變化無關(guān)性，將計(jì)軸軌道電路代替、或與原軌道電路疊加，將計(jì)軸控制條件或與既有軌道電路控制條件相結(jié)合，并納入既有聯(lián)鎖控制條件，解決由于鋼軌生銹、道床污染嚴(yán)重等，站內(nèi)多個(gè)區(qū)段存在“壓不死”的問題，從而提高行車效率，消除行車安全隱患。

4）長大隧道等低道床電阻區(qū)段，計(jì)軸疊加軌道電路完成軌道區(qū)段占用檢查。

利用計(jì)軸設(shè)備與道床電氣條件變化無關(guān)的特點(diǎn)，在軌道電路的基礎(chǔ)上疊加計(jì)軸軌道電路，即區(qū)間軌道空閑、占用檢查由計(jì)軸設(shè)備完成，軌道電路只完成機(jī)車信號(hào)傳輸，以此解決個(gè)別區(qū)段，特別是隧道區(qū)段道床漏泄過大，電阻太低，部分區(qū)間發(fā)生軌道電路“紅光帶”故障，從而增強(qiáng)區(qū)間閉塞設(shè)備的可靠性，保證鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩咝А?/p>

5）移動(dòng)閉塞后備運(yùn)營模式下的軌道區(qū)段占用檢查。

以“聯(lián)鎖+計(jì)軸”形式構(gòu)成移動(dòng)閉塞后備運(yùn)營模式下的后備系統(tǒng)，解決移動(dòng)閉塞系統(tǒng)部分或全部故障的情況下，城市軌道交通正常運(yùn)營的問題，并且解決移動(dòng)閉塞開通前的臨時(shí)過渡問題，從而實(shí)現(xiàn)運(yùn)行列車的自動(dòng)保護(hù)。

6）車輛段/停車場的軌道區(qū)段占用檢查。

利用計(jì)軸對(duì)溫度、濕度、道床等與軌道的無關(guān)性，在城市軌道交通車輛段或停車場使用計(jì)軸軌道電路或計(jì)軸疊加軌道電路，解決因道床潮濕和鋼軌生銹帶來的“白光帶”、“紅光帶”問題，保證行車安全性，提高行車效率。

5 JZ型微機(jī)計(jì)軸設(shè)備在軌道交通領(lǐng)域的應(yīng)用前景

JZ型微機(jī)計(jì)軸不僅以其自身的技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)滿足國鐵的單線自動(dòng)閉塞、自動(dòng)站間閉塞、站內(nèi)軌道電路等應(yīng)用需求，而且以該微機(jī)計(jì)軸技術(shù)為基礎(chǔ)，為特殊的使用環(huán)境和應(yīng)用條件提供了良好解決方案。雖然近年來客運(yùn)專線、高速鐵路建設(shè)不斷深入，但其規(guī)模在國內(nèi)鐵路網(wǎng)中還有限，并且主要集中在東部平原和沿海地區(qū)，而國內(nèi)的山區(qū)鐵路、長大隧道還很多，鐵路單線的建設(shè)、改造仍然在進(jìn)行。同時(shí)根據(jù)鐵路“十一五”規(guī)劃，煤炭行業(yè)的運(yùn)輸線，港口站場和港口運(yùn)輸，東、中、西部鐵路的新建和擴(kuò)能改造，各大鐵路樞紐站場及集裝箱運(yùn)輸需要的鐵路站場及冶金、石油等站場正在建設(shè)中。因此，作為列車位置檢查的JZ型微機(jī)計(jì)軸設(shè)備將有較好的應(yīng)用前景。

近年來，約27個(gè)城市正在籌備建設(shè)城市軌道交通，其中22個(gè)城市的軌道交通建設(shè)規(guī)劃已經(jīng)獲得國務(wù)院批復(fù)。至2015年前后，北京、上海、廣州等22個(gè)城市將建設(shè)79條軌道交通線路。國家發(fā)改委已對(duì)今后的城軌建設(shè)信號(hào)系統(tǒng)部分提出了國產(chǎn)化率須達(dá)到55%的要求。作為后備模式下的后備子系統(tǒng)微機(jī)計(jì)軸的國產(chǎn)化，對(duì)提高國產(chǎn)化率將起到較大作用。國產(chǎn)計(jì)軸除了在購置成本上比同類進(jìn)口計(jì)軸低外，后期運(yùn)營中的配件、板卡等的購置周期比同類進(jìn)口計(jì)軸短，售后服務(wù)技術(shù)支持更加快捷、及時(shí)，為系統(tǒng)的正常、可靠、安全運(yùn)行提供了保證。JZ型微機(jī)計(jì)軸因在北京城軌、重慶城軌作為CBTC系統(tǒng)的后備子系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)入了城市軌道交通領(lǐng)域，此計(jì)軸是進(jìn)入城軌領(lǐng)域唯一的國產(chǎn)計(jì)軸。JZ型微機(jī)計(jì)軸系列中的JZ.GD-1輪緣型計(jì)軸從設(shè)備自身的技術(shù)性能、歐洲安全等級(jí)的保證、優(yōu)良的性價(jià)比等特點(diǎn)完全適合城軌的應(yīng)用要求。

隨著微電子技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和軌道交通建設(shè)的深入，JZ型微機(jī)計(jì)軸將在安裝方式、檢測方位、運(yùn)算處理以及和相關(guān)系統(tǒng)接口等方面進(jìn)行延伸、拓展；除了在鋼軌、單軌跨座軌上的應(yīng)用外，將在磁懸浮等多種軌道方式上進(jìn)行探索。

6 結(jié)束語

JZ型微機(jī)計(jì)軸不僅在設(shè)計(jì)上符合國內(nèi)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和歐洲完整安全性等級(jí)的要求，在國內(nèi)工程應(yīng)用上也適應(yīng)安裝和維護(hù)的需要；作為信號(hào)系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)備，JZ型微機(jī)計(jì)軸是可靠的、安全的、可維護(hù)和可用的；該系列設(shè)備作為信號(hào)后備子系統(tǒng)的一部分，將大大提高系統(tǒng)的國產(chǎn)化率，降低一定的建設(shè)成本。因此，JZ型微機(jī)計(jì)軸以其較優(yōu)的性價(jià)比在未來的軌道交通建設(shè)中，將有良好的應(yīng)用前景。

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