64D半自動閉塞系統(tǒng)簡析及發(fā)展趨勢探討

王曉武

(北京全路通信信號研究設計院集團有限公司，北京 100070)

1 概述

64D半自動閉塞（簡稱64D）于1964年鑒定定型之后逐步在全路推廣。根據(jù)《2013年鐵道年鑒》的數(shù)據(jù)，截止2012年底，國家鐵路半自動閉塞里程為3.4萬公里，約占國家鐵路總里程的48%。

64D是利用繼電器電路實現(xiàn)站間聯(lián)系，其辦理、復原、區(qū)間空閑的檢查、列車到達的完整性均由人工操作完成和保障。

2 64D電路的組成

64D繼電電路設有2個定型組合、19個繼電器，相應組合中的繼電器設置如表1所示，其中繼電器內容如下。

1) ZDJ和FDJ繼電器用于向鄰站發(fā)送正極性

表1 64D定型組合表Fig.1 Relays for the typical combination of 64D relay semi-automatic block

和負極性脈沖信號。

2) ZXJ和FXJ繼電器用于接收鄰站發(fā)送的閉塞信號脈沖。ZXJ接收閉塞信號正脈沖，F(xiàn)XJ接收閉塞信號負脈沖。

3) HDJ、TJJ、TCJ繼電器用于記錄接車站當前的狀態(tài)，XZJ、ZKJ、KTJ繼電器用于記錄發(fā)車站當前的狀態(tài)。

4) BSJ繼電器用于記錄閉塞機是否進入?yún)^(qū)間閉塞狀態(tài)，F(xiàn)UJ繼電器用于復原閉塞電路，使閉塞機復原。

5) BSAJ、FUAJ、SGAJ繼電器用于記錄值班員的執(zhí)行操作意圖。JSBJ、FSBJ繼電器用于記錄接、發(fā)車進路辦理狀態(tài)。GDJ用于檢查進站內方第一軌道區(qū)段占用情況。

6) 硅整流器（ZG）用于將電源屏提供的AC 220 V電源轉換成適用于閉塞電路用的直流電源。

7) 電鈴繼電器（DLJ）用于記錄接車時列車接近情況，并使電鈴振鈴，發(fā)出音響提示。

3 64D 繼電電路分析及與計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)的結合

3.1 64D繼電電路關鍵點分析

64D繼電電路中，只有BSJ和 FSBJ常態(tài)為勵磁狀態(tài)，其余繼電器常態(tài)均為落下狀態(tài)。這主要是為了滿足“故障-安全”原則，確保繼電器發(fā)生故障時能導向安全側。

BSJ繼電器：監(jiān)督和反映閉塞機的狀態(tài)。BSJ吸起反映閉塞機在復原狀態(tài)，BSJ落下反映閉塞機處于區(qū)間閉塞狀態(tài)。

FSBJ繼電器：常態(tài)是吸起狀態(tài)，向發(fā)車口建立了發(fā)車進路，且該發(fā)車進路已處于鎖閉狀態(tài)后，F(xiàn)SBJ失磁落下。

JSBJ繼電器：常態(tài)是落下狀態(tài)，進站信號開放后，列車駛入其接近區(qū)段時勵磁吸起。

GDJ繼電器：反映進站內方第一個軌道區(qū)段的占用情況，其占用與發(fā)車站進入閉塞狀態(tài)和接車站確定列車到達的檢查都有關聯(lián)。對于發(fā)車站來說，其占用為安全側，對于接車站來說，其占用為危險側。

在64D電路中，GDJ常態(tài)是落下狀態(tài)，只有當TCJ或ZKJ勵磁后，才可以勵磁吸起。用GDJ的落下→吸起→落下的狀態(tài)變化證明列車占用過該區(qū)段。GDJ常態(tài)落下，不符合故障—安全的要求,所以在64D電路中采用電路圖防護法。

對于發(fā)車，在KTJ的勵磁條件中串入GDJ32，如果GDJ因故不能吸起時，則KTJ不能吸起，無法使64D進入發(fā)車閉塞狀態(tài)，從而可以及時發(fā)現(xiàn)GDJ的故障。又用GDJ42控制BSJ，如果GDJ因故不能吸起時，不論列車出發(fā)與否，都會使BSJ提前失磁落下，使閉塞機從辦好閉塞時起就轉入?yún)^(qū)間閉塞狀態(tài)，將電路故障導向安全側。

對于接車，用GDJ53控制HDJ，又用GDJ13控制TJJ的自閉電路，如果GDJ因故不能吸起而TJJ已吸起，則TJJ會一直保持自閉狀態(tài)，使HDJ無法勵磁，從而不能確定列車到達的條件。用GDJ22控制FDJ，如果GDJ因故不能勵磁，即使操作員按下復原按鈕，也無法使FDJ勵磁，無法向對方站發(fā)送取消復原信號，而不能復原區(qū)間閉塞狀態(tài)，不準取消閉塞。

3.2 64D與聯(lián)鎖的接口分析

隨著科學技術的發(fā)展，現(xiàn)在大多數(shù)車站都采用計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)，兩站間的區(qū)間也增加了軌道電路檢查，這樣在保障安全的基礎上不僅改善了作業(yè)環(huán)境、提高了運輸效率，還降低了值班人員的勞動強度。為此，也相應研發(fā)了計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)與區(qū)間設置計軸軌道電路的64D電路相結合的接口電路。對于不同型號的聯(lián)鎖系統(tǒng)，其接口電路略有不同。本文以北京全路通信信號研究設計院集團有限公司DS6-K5B型聯(lián)鎖系統(tǒng)與64D北京全路通信信號研究設計院集團有限公司電路結合的一種接口電路為例進行闡述。

3.2.1 控顯設置的按鈕

1) 閉塞按鈕（BSA）、復原按鈕（FUA）、事故按鈕（SGA）：按鈕的類型、技術要求與一般64D電路完全相同。

2) 計軸使用按鈕(JSYA)、計軸復零按鈕(JFLA)、計軸停用按鈕(JTZA)： 鉛封自復式。3.2.2 控顯設置的表示信息

1) 既有64D電路的表示：保持原64D半自動電路的相應內容不變。

2) 新增加的表示信息：

區(qū)間軌道狀態(tài)燈白燈（JSYJ吸起、JZTJ落下、QGJ吸起）、區(qū)間軌道狀態(tài)燈紅燈（JSYJ吸起、JZTJ落下、QGJ落下）、區(qū)間軌道狀態(tài)燈空圈（JSYJ、JZTJ、QGJ為白燈和紅燈外的其他狀態(tài)）。

計軸使用燈白燈（JSYJ吸起、JZTJ落下）、計軸使用燈空圈（JSYJ、JZTJ為白燈外的其他狀態(tài)）。

計軸停用燈紅燈（JSYJ落下、JZTJ吸起、QGJ落下）、計軸停用燈紅閃燈（JSYJ落下、JZTJ吸起、QGJ吸起）、計軸停用燈空圈（JSYJ、JZTJ、QGJ為紅燈和紅閃燈外的其他狀態(tài)）。

計軸復零燈白燈（JFLJ吸起）、計軸復零燈空圈（JFLJ白燈外的其他狀態(tài)）。

3.2.3 聯(lián)鎖系統(tǒng)驅動的繼電器

聯(lián)鎖系統(tǒng)驅動的繼電器有：JSBJ、FSBJ、BSAJ1、SGAJ1、FUAJ1、LFZJ、JTZAJ、JSYAJ、JFLAJ。

1）接車鎖閉繼電器（JSBJ）：常態(tài)落下。接車進路鎖閉并在進站信號機（含引導信號）開放且接近區(qū)段有車占用時勵磁吸起。進站信號機內方第一個區(qū)段解鎖后恢復落下。

2）發(fā)車鎖閉繼電器（FSBJ）：常態(tài)吸起。向發(fā)車站口排列發(fā)車進路，進路鎖閉后采集到LFZJ吸起，聯(lián)鎖機驅動該繼電器落下，發(fā)車進路最后一個區(qū)段解鎖后恢復吸起。

3）列車發(fā)車終端繼電器（LFZJ）：常態(tài)落下。向發(fā)車口排列發(fā)車進路，進路鎖閉后，聯(lián)鎖機驅動該繼電器吸起，當列車壓入發(fā)車進路內方第一個區(qū)段時恢復落下。

4）JTZAJ、JSYAJ、JFLAJ：常態(tài)落下。按鈕按下后吸起，按鈕抬起后落下。

5）BSAJ1、SGAJ1、FUAJ1：常態(tài)落下。繼電器的驅動時機保持與既有64D電路相應勵磁時機不變。

3.2.4 聯(lián)鎖系統(tǒng)采集的繼電器

聯(lián)鎖系統(tǒng)采集的繼電器有：QGJ_Q、QGJ_H、JSYJ、JFLJ、JTZJ、LFZJ、JSBJ、FSBJ、KTXZ_Q、KTXZ_H、JBH、JBU、JBL、FBH、FBU和FBL。

其 中：KTXZ、JBH、JBU、JBL、FBH、FBU和FBL為對應的繼電器組合采集。

3.2.5 聯(lián)鎖系統(tǒng)驅動、采集繼電器電路

聯(lián)鎖系統(tǒng)驅動、采集繼電器電路示意如圖1、2所示。

4 64D 的發(fā)展趨勢

4.1 光通信實現(xiàn)信號脈沖傳輸

在64D既有電路的設計中，由于兩站間需要互相傳送辦理閉塞的信息，因此要在半自動閉塞區(qū)間敷設電纜或架空明線，既增加工程投資也增加室外工程量，同時還需考慮防雷、維護以及電纜老化等問題。由于光纜通信能有效解決64D站間通道電磁干擾、防雷等因素的制約，且價格遠低于信號電纜，并在站間信息傳遞上有很大應用空間，所以近年來使用光纖代替站間電纜或架空明線成為了一個發(fā)展方向。下面分析64D與光纜通信的結合方案。

站間安全信息傳輸系統(tǒng)框如圖3所示，傳輸設備通過接口電路采集64D的ZDJ和FDJ的條件，編碼后通過通信接口發(fā)送到鄰站，同時接收鄰站編碼的信息，解碼后通過接口電路驅動ZXJ和FXJ。在實際應用中，為了提高半自動閉塞的可靠性，工程設計往往保留了既有的站間電纜，并通過如圖4所示的閉塞結合電路，確保64D的正、負脈沖信息可以在既有電纜和光通信間切換。

目前看來，使用基于光通信的站間安全信息傳輸系統(tǒng)來傳輸64D的信號脈沖方法，既沒有取消既有站間電纜，又增加了大量傳輸設備和閉塞切換箱，這不僅并未節(jié)約成本，反而提高了工程造價，增加了故障點和維護難度。傳輸設備通常采用的是通用傳輸模塊，但是64D只有正負兩種信號脈沖，這樣使模塊的性價比不高。

圖1 聯(lián)鎖系統(tǒng)驅動的繼電器電路示意圖Fig.1 Relay circuit driven by the interlock system

圖2 聯(lián)鎖系統(tǒng)采集的繼電器電路示意圖Fig.2 Relay circuit collected by the interlock system

圖3 站間安全信息傳輸系統(tǒng)框圖Fig.3 Inter-station security information transmission system

4.2 電子模塊取代繼電電路

目前國內多家鐵路信號相關企業(yè)都在研發(fā)全電子聯(lián)鎖系統(tǒng)。從長遠計劃來看，全電子模塊取代繼電器電路是信號領域的一個發(fā)展趨勢。

現(xiàn)在的64D全電子模塊尚不成熟，還是基于采用通用輸入輸出模塊并外搭繼電電路的方式來實現(xiàn)64D的功能，與現(xiàn)有計算機聯(lián)鎖加64D繼電電路的方式差別不大。此外，也有單位在研發(fā)微機型半自動閉塞方式，例如通號的WBS-1型，但目前還處于起步階段。同時現(xiàn)在除了考慮64D電子化的安全性與可靠性難外點，還需要考慮各聯(lián)鎖廠家驅采條件有所不同的情況，以及與計軸設備等軌道電路結合的問題。

5 總結

64D單線半自動閉塞是我國單線站間閉塞常用的行車閉塞制式，在我國單線區(qū)段實現(xiàn)區(qū)間閉塞中發(fā)揮了重要的作用。

本文簡要分析了64D的電路構成和64D電路中的幾個關鍵問題、故障-安全原則以及與計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)的接口，并在此基礎上分析了64D的發(fā)展趨勢，包括使用光通信替代站間線纜通信、64D與計軸設備結合實現(xiàn)站間自動閉塞、以及使用電子模塊替代繼電電路等，同時也探討了這些發(fā)展趨勢的優(yōu)缺點。

圖4 閉塞結合電路
Fig.4 Block combined circuit

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