鐵路zpw—2000無絕緣移頻自動(dòng)閉塞系統(tǒng)研究

劉斌

摘 要：zpw-2000無絕緣移頻自動(dòng)閉塞系統(tǒng)由法國UM71無絕緣軌道電路技術(shù)引進(jìn)而來，在根據(jù)我國鐵路具體實(shí)情的基礎(chǔ)上，進(jìn)行開發(fā)和研究而成的新型系統(tǒng)。它是我國目前用于鐵路的高安全性、高傳輸性、自動(dòng)化的先進(jìn)的閉塞制式，zpw-2000無絕緣移頻自動(dòng)閉塞系統(tǒng)以移頻軌道電路為基礎(chǔ)，通過鋼軌傳輸信息，適用于不同的電氣化和非電氣化區(qū)段。

關(guān)鍵詞：鐵路信號(hào);zpw-2000無絕緣移頻自動(dòng)閉塞系統(tǒng);軌道電路

0 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，鐵路現(xiàn)代化建設(shè)程度也在不斷提高，在以高速、高密、重載為特點(diǎn)的鐵路運(yùn)輸發(fā)展方向上，鐵路信號(hào)系統(tǒng)已成為其中不可或缺的重要技術(shù)手段，它在確保鐵路行車安全，提升鐵路運(yùn)輸效率，傳遞軌道電路信息等方面起著重要的作用。

1 zpw-2000無絕緣移頻自動(dòng)閉塞系統(tǒng)的原理及特點(diǎn)闡述

zpw-2000無絕緣移頻自動(dòng)閉塞系統(tǒng)是基于移頻軌道電路之下的自動(dòng)閉塞，它通過頻率調(diào)制的手段，將低頻信息調(diào)至較高頻，形成振幅不變的情況下其頻率隨低頻信息的幅度為周期變化的調(diào)制信號(hào)。它借助于電氣絕緣節(jié)可以有效隔離相鄰軌道電路區(qū)段，對(duì)相鄰區(qū)段頻率信號(hào)呈現(xiàn)零阻抗，使相鄰區(qū)段的信號(hào)短路，從而真正實(shí)現(xiàn)相鄰區(qū)段電路信號(hào)的閉塞。zpw-2000無絕緣移頻自動(dòng)閉塞系統(tǒng)的移頻軌道電路由主軌道電路和調(diào)諧區(qū)小軌道電路兩部分組成，小軌道電路被看作是主軌道電路所屬的“延續(xù)段”，是用于解決全程斷軌檢查而設(shè)置的。

主軌道電路類似“總發(fā)送器”，主軌道電路的“低頻調(diào)制移頻”信號(hào)由電纜通道傳送至匹配變壓器和調(diào)諧單元，它在無絕緣的鋼軌之下進(jìn)行面向主軌道和小軌道的傳輸，經(jīng)由調(diào)諧單元、匹配變壓器、電纜通道，最后傳至本區(qū)段接收器。

調(diào)諧區(qū)小軌道電路信號(hào)是由鐵路運(yùn)行前方相鄰軌道電路接收器進(jìn)行處理的，在這一區(qū)段的接收器接收到主軌道“移頻”信號(hào)和小軌道電路繼電器的信號(hào)后，確認(rèn)無誤，即驅(qū)動(dòng)軌道電路繼電器運(yùn)行。

zpw-2000無絕緣移頻自動(dòng)閉塞系統(tǒng)的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾方面：

①zpw-2000無絕緣移頻自動(dòng)閉塞系統(tǒng)由UM71無絕緣軌道電路技術(shù)引進(jìn)而來，保持與UM71無絕緣軌道電路相似的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢;

②通過在調(diào)諧區(qū)段內(nèi)添加小軌道電路，可以解決調(diào)諧區(qū)段斷軌檢查的問題，實(shí)現(xiàn)全程鐵路軌道電路斷軌檢查;

③通過減少調(diào)諧區(qū)分路死區(qū)，實(shí)現(xiàn)對(duì)調(diào)諧單元斷軌故障的檢查;

④提高和優(yōu)化了自動(dòng)閉塞系統(tǒng)的參數(shù)，提升了軌道電路和機(jī)械絕緣節(jié)軌道電路的傳輸;

⑤通過與我國實(shí)情相結(jié)合，將法國的ZC03電纜轉(zhuǎn)為由國產(chǎn)的SPT鐵路數(shù)字信號(hào)電纜所替代，這樣可以通過減小銅芯線徑，減少備用芯組，從而降低造價(jià)成本，提升系統(tǒng)技術(shù)性能。

2 鐵路行車指揮控制系統(tǒng)技術(shù)方法闡述

2.1 鐵路行車閉塞法

鐵路列車在行車過程中，由于其速度快、質(zhì)量大的特性，要盡量避免行車過程中的相互避讓方法，這有可能導(dǎo)致后續(xù)列車追撞前行列車的后果，而行車閉塞法則可以保證列車在鐵路區(qū)段內(nèi)的行車安全，隸屬于鐵路區(qū)間信號(hào)系統(tǒng)。由于鐵路線路以車站為分界點(diǎn)進(jìn)行區(qū)段的劃分，而為了實(shí)現(xiàn)鐵路各區(qū)段的行車能力，自動(dòng)閉塞區(qū)段必須將一個(gè)區(qū)間又細(xì)分為若干個(gè)閉塞分區(qū)，為了保證各分區(qū)的行車安全，列車必須遵循鐵路行車規(guī)律進(jìn)行組織，要在確認(rèn)區(qū)間內(nèi)（包括各閉塞分區(qū)）沒有列車的情況下，才能進(jìn)行發(fā)車，以避免列車相撞或追尾等事故的發(fā)生。

依照規(guī)律組織行車的閉塞法在我國的鐵路發(fā)展上應(yīng)用多年，主要采用64D和64F型繼電半自動(dòng)閉塞方式，由于其只能限定一列列車在閉塞區(qū)間內(nèi)運(yùn)行，因此在鐵路負(fù)載較大的情況下，已不能滿足鐵路列車行車的需要，行車控制系統(tǒng)由半自動(dòng)化轉(zhuǎn)為自動(dòng)化閉塞方向，在歷經(jīng)了交流二元三位式的自動(dòng)閉塞、交流計(jì)數(shù)電碼自動(dòng)閉塞、極頻自動(dòng)閉塞之后，又發(fā)展到了下述的稱頻自動(dòng)閉塞。

2.2 移頻自動(dòng)閉塞

移頻自動(dòng)閉塞由于其具有抗干擾的性能，因而適用于不同的電氣化和非電氣化區(qū)段，由我國自主開發(fā)研制的zpw-2000無絕緣移頻自動(dòng)閉塞就是在引進(jìn)法國的UM71無絕緣軌道電路的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的，它以頻率參數(shù)作為信息傳輸?shù)闹剖?，采用科學(xué)的調(diào)制方法，將調(diào)制信號(hào)轉(zhuǎn)移至載頻段，形成震蕩，由此顯現(xiàn)出交替變化的“移頻”波形，系統(tǒng)自動(dòng)將載頻選在工頻的偶次諧波上、區(qū)間選在工頻的“奇次”諧波上，從而加強(qiáng)了信號(hào)設(shè)備管理與控制，可以對(duì)故障進(jìn)行科學(xué)系統(tǒng)的分析。

zpw-2000無絕緣移頻自動(dòng)閉塞系統(tǒng)主要由室外、室內(nèi)和系統(tǒng)防雷三部分構(gòu)成：

①室外裝置

室外裝置包括調(diào)諧區(qū)、機(jī)械絕緣節(jié)、匹配變壓器、補(bǔ)償電容、傳輸電纜、“調(diào)諧區(qū)”設(shè)備引接線等設(shè)備組成。

②室內(nèi)裝置

室內(nèi)裝置由發(fā)送器和接收器組成，發(fā)送器可以產(chǎn)生高穩(wěn)定、高精度的“移頻”信號(hào)源，在同一載頻、同一低頻控制條件下，進(jìn)行雙CPU電路的應(yīng)用。接收器的功能是對(duì)主軌道電路“移頻”信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)相連的調(diào)諧區(qū)短小軌道電路“移頻”信號(hào)進(jìn)行解調(diào)。另外，接收器還可以接收除本主軌道電路頻率信號(hào)之外的相鄰區(qū)段的短小軌道電路的頻率信號(hào)，在數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)下實(shí)現(xiàn)兩種頻率信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換。

③系統(tǒng)防雷

為了保護(hù)裝置設(shè)備，需要設(shè)置系統(tǒng)防雷裝置，在模擬網(wǎng)絡(luò)盤內(nèi)進(jìn)行橫向、縱向防護(hù)，這一系統(tǒng)防護(hù)主要針對(duì)兩個(gè)方面的雷電引入：其一是從電纜引入的雷電沖擊;其二是從鋼軌引入的雷電沖擊。

總之，zpw-2000無絕緣移頻自動(dòng)閉塞系統(tǒng)與法國傳入的UM71軌道電路具有更長的傳輸距離，可以滿足我國鐵路行車的具體實(shí)情，其系統(tǒng)性能價(jià)格比也得到了大幅的提升，滿足了“機(jī)車信號(hào)作為主體信號(hào)”的要求，為鐵路行車安全創(chuàng)造了條件。

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