動(dòng)車所分割股道預(yù)疊加電碼化設(shè)計(jì)探討

黃媛媛

(1．北京全路通信信號(hào)研究設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，北京 100070；2．北京市高速鐵路運(yùn)行控制系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心，北京 100070)

1 概述

高鐵因其方便、快速、準(zhǔn)時(shí)，成為人們旅行、出差首選?？蛯Ａ熊嚪譃殚L(zhǎng)編組列車和短編組列車。一般情況下，長(zhǎng)編組列車為16列，短編組列車為8列。

動(dòng)車運(yùn)用所為增加停車能力，在不增加股道個(gè)數(shù)的條件下，將股道中間增加分割，設(shè)置具備列車阻擋功能的調(diào)車信號(hào)機(jī)[1]，通過辦理長(zhǎng)、短進(jìn)路，使2列短編列車停在一個(gè)股道上。

2 問題提出

重慶西動(dòng)車所為增加停車能力，在考慮消防通道、股道實(shí)際停車長(zhǎng)度等情況下，在大部分股道設(shè)置分割，如圖1所示。

在聯(lián)調(diào)聯(lián)試過程中，出現(xiàn)動(dòng)車組列車在剛越過分割信號(hào)機(jī)后，觸發(fā)緊急制動(dòng)的情況。

圖1 重慶西動(dòng)車所車站平面示意圖Fig.1 Scheme diagram of Chongqing West EMU station

車載報(bào)告顯示，列車在未越過分割信號(hào)機(jī)前，收到HU碼，越過分割信號(hào)機(jī)時(shí)，收到JC碼，觸發(fā)列車緊急制動(dòng)。地面設(shè)備中，G1、G2的發(fā)送器均正常發(fā)送HU碼。經(jīng)排查，發(fā)現(xiàn)用于G2預(yù)上碼的YMJ未能吸起，在列車越過分割信號(hào)機(jī)時(shí)，發(fā)送器至鋼軌的上碼通道為“中斷”狀態(tài)，發(fā)送器發(fā)碼未能送至鋼軌，車載按照“若地面無碼前為HU碼，則輸出緊急制動(dòng)”[2]處理。

3 案例分析

重慶西動(dòng)車所設(shè)置聯(lián)鎖和列控中心設(shè)備。由于站內(nèi)軌道區(qū)段較多，采用25 Hz軌道電路，直向接發(fā)車進(jìn)路預(yù)疊加電碼化[3]，側(cè)向股道疊加發(fā)送器，均由列控中心控制編碼。

以7G為例，發(fā)送器X7F-FS為7G1發(fā)碼，X7FS為7G2發(fā)碼，如圖2所示。7G股道中間的分割信號(hào)機(jī)為“紅藍(lán)白”機(jī)構(gòu)。當(dāng)辦理長(zhǎng)接車進(jìn)路（至G2）時(shí)，分割信號(hào)機(jī)顯示藍(lán)燈，列車可以越過該架信號(hào)機(jī)進(jìn)入G2停車[4]；當(dāng)辦理短接車進(jìn)路（至G1）時(shí)，分割信號(hào)機(jī)顯示紅燈，不允許列車越過分割信號(hào)機(jī)。

原設(shè)計(jì)圖中設(shè)置7GYMJ1和7GYMJ2，分別用于股道G1、G2的GCJ勵(lì)磁電路，進(jìn)而勾通發(fā)送器至鋼軌的上碼通道，如圖3所示。

圖2 7G、8G發(fā)送器布置示意圖Fig.2 Scheme diagram of 7G and 8G sender arrangement

圖3 GCJ勵(lì)磁電路圖Fig.3 Circuit diagram of energized GCJ

GCJ勵(lì)磁電路使用的YMJ由列控中心[5]驅(qū)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)邏輯為：辦理向7G1的短接車進(jìn)路時(shí)，列車壓入接車進(jìn)路咽喉區(qū)最末區(qū)段7DG后，驅(qū)動(dòng)7GYMJ1吸起；當(dāng)列車壓入G1，股道GJ落下時(shí)，7GYMJ1落下。辦理向7G2的長(zhǎng)接車進(jìn)路時(shí)，列車壓入接車進(jìn)路咽喉區(qū)最末區(qū)段7DG后，驅(qū)動(dòng)7GYMJ1、7GYMJ2吸起；當(dāng)列車壓入G1，股道GJ落下時(shí)，7GYMJ1落下；當(dāng)列車壓入G2，股道GJ落下時(shí)，7GYMJ2落下。如果分割信號(hào)機(jī)藍(lán)燈因故滅燈而改點(diǎn)紅燈時(shí)，也應(yīng)驅(qū)動(dòng)7GYMJ2落下。

列控驅(qū)動(dòng)YMJ所需的進(jìn)路條件，通過通信接口從聯(lián)鎖處獲得[6]。當(dāng)辦理至G2的長(zhǎng)接車進(jìn)路后，聯(lián)鎖向列控發(fā)送進(jìn)路信息，包含進(jìn)路號(hào)、信號(hào)機(jī)顯示、鎖閉區(qū)段等信息。當(dāng)該進(jìn)路解鎖或者取消時(shí)，聯(lián)鎖停發(fā)進(jìn)路信息。

根據(jù)聯(lián)鎖、列控設(shè)備交互的數(shù)據(jù)分析，G2預(yù)上碼的YMJ未能吸起，是由于聯(lián)鎖提前停發(fā)進(jìn)路信息。正常情況下，在列車壓入G2之后或者列車停穩(wěn)一段時(shí)間后聯(lián)鎖停發(fā)進(jìn)路，但此次卻在列車完全進(jìn)入G1后就停發(fā)進(jìn)路信息（聯(lián)鎖軟件中長(zhǎng)進(jìn)路仍在鎖閉狀態(tài)）。列控按照邏輯驅(qū)動(dòng)7GYMJ2吸起，當(dāng)失去進(jìn)路信息后，認(rèn)為驅(qū)動(dòng)條件不滿足，停止驅(qū)動(dòng)7GYMJ2，使其失磁落下。

4 分割股道預(yù)疊加上碼需求

4.1 G1預(yù)發(fā)碼需求

與普速列車的機(jī)車相比，動(dòng)車組列車的單節(jié)車廂整備質(zhì)量要小得多，空載時(shí)其自重更小[7]。因此，僅第一輪對(duì)壓入發(fā)碼區(qū)段時(shí)，其分路效果不明顯。為提高列車運(yùn)行效率，解決股道短時(shí)分路不良的問題，對(duì)側(cè)線股道進(jìn)行預(yù)疊加電碼化。通過設(shè)置預(yù)發(fā)碼繼電器YMJ，使股道提前上碼。

G1預(yù)發(fā)碼設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)側(cè)線股道相同。當(dāng)YMJ故障無法吸起時(shí)，G1實(shí)際為占用式上碼，由于側(cè)向進(jìn)路咽喉區(qū)為JC碼，不影響列車正常運(yùn)行。

4.2 G2預(yù)發(fā)碼需求

由于動(dòng)車組列車軌道電路信息接收天線距離自身輪對(duì)有一定距離，如果G2為占用式上碼，當(dāng)動(dòng)車組列車僅天線部分越過分割信號(hào)機(jī)，輪對(duì)未進(jìn)入G2時(shí)，G2發(fā)送器發(fā)碼不能傳遞至鋼軌，車載ATP在容忍時(shí)間范圍內(nèi)收不到有效碼，則判定列車掉碼，影響列車運(yùn)行。如果G1發(fā)碼為HU，車載無法收到G2發(fā)碼時(shí)，按照“若地面無碼前為HU碼，則輸出緊急制動(dòng)”處理。因此G2需采用預(yù)發(fā)碼功能，且必須可靠。

5 分割股道預(yù)發(fā)碼設(shè)計(jì)方案

針對(duì)G1、G2不同上碼需求，以7G為例，本文給出5種預(yù)發(fā)碼繼電器的設(shè)置方式及相應(yīng)YMJ的驅(qū)動(dòng)邏輯。

5.1 設(shè)計(jì)方案一

設(shè)置1個(gè)通用YMJ，用于股道預(yù)上碼，7G-GCJ勵(lì)磁電路如圖4所示。

圖4 GCJ勵(lì)磁電路圖（一）Fig.4 Circuit diagram of energized GCJ (1)

無論辦理長(zhǎng)進(jìn)路或者短進(jìn)路，均驅(qū)動(dòng)同一個(gè)YMJ。常態(tài)落下，當(dāng)列車壓入咽喉區(qū)最末區(qū)段7DG時(shí)，驅(qū)動(dòng)YMJ吸起，進(jìn)而使7G1和7G2的GCJ吸起，溝通7G1和7G2的上碼通道。當(dāng)短進(jìn)路解鎖或者長(zhǎng)進(jìn)路列車壓入G2時(shí)，驅(qū)動(dòng)YMJ落下。

該方案驅(qū)動(dòng)邏輯簡(jiǎn)單，外部電路構(gòu)造簡(jiǎn)單。但是無法區(qū)分列車最終?？课恢?、有針對(duì)性對(duì)股道上碼。此種情況下，如果僅辦理短接車進(jìn)路，可能會(huì)造成G2提前上碼。當(dāng)列車因故闖過顯示紅燈的分割信號(hào)機(jī)時(shí)，由于G2提前上碼，無法對(duì)列車進(jìn)行有效的防護(hù)。

5.2 設(shè)計(jì)方案二

設(shè)置7GYMJ1和7GYMJ2，分別用于辦理長(zhǎng)、短進(jìn)路時(shí)使用，GCJ勵(lì)磁電路如圖5所示。

圖5 GCJ勵(lì)磁電路圖（二）Fig.5 Circuit diagram of Energized GCJ (2)

辦理向7G1的短接車進(jìn)路時(shí)，列車壓入接車進(jìn)路咽喉區(qū)最末區(qū)段7DG后，驅(qū)動(dòng)7GYMJ1吸起；當(dāng)列車壓入G1，股道GJ落下時(shí)，YMJ落下；辦理向7G2的長(zhǎng)接車進(jìn)路時(shí)，列車壓入接車進(jìn)路咽喉區(qū)最末區(qū)段7DG后，驅(qū)動(dòng)7GYMJ2吸起；當(dāng)列車壓入G2，股道GJ落下時(shí)，YMJ落下。如果分割信號(hào)機(jī)藍(lán)燈因故滅燈而改點(diǎn)紅燈時(shí)，也應(yīng)驅(qū)動(dòng)YMJ落下。

該方案根據(jù)不同進(jìn)路，有針對(duì)性的對(duì)股道進(jìn)行預(yù)疊加上碼。缺點(diǎn)是7G1GCJ勵(lì)磁條件較為復(fù)雜，外部電路也較為復(fù)雜，股道較多時(shí)，工程量增大。

5.3 設(shè)計(jì)方案三

設(shè)計(jì)方案三如圖3所示。

該方案中G1、G2的GCJ外部電路結(jié)構(gòu)相似，構(gòu)造簡(jiǎn)單。根據(jù)進(jìn)路情況對(duì)不同股道進(jìn)行預(yù)疊加上碼。缺點(diǎn)在于辦理長(zhǎng)進(jìn)路需驅(qū)動(dòng)2個(gè)YMJ，且2個(gè)YMJ的驅(qū)動(dòng)時(shí)機(jī)不完全一致，驅(qū)動(dòng)邏輯較為復(fù)雜。

5.4 設(shè)計(jì)方案四

設(shè)置7GYMJ，用于辦理股道G1、G2上碼使用，GCJ勵(lì)磁電路如圖6所示。

辦理短接車進(jìn)路時(shí)，列車壓入接車進(jìn)路咽喉區(qū)最末區(qū)段7DG后，驅(qū)動(dòng)7GYMJ吸起；當(dāng)列車壓入G1，股道GJ落下時(shí)，7GYMJ落下；辦理長(zhǎng)接車進(jìn)路時(shí)，列車壓入接車進(jìn)路咽喉區(qū)最末區(qū)段7DG后，驅(qū)動(dòng)7GYMJ吸起；當(dāng)列車壓入G2，股道GJ落下時(shí)，7GYMJ落下。

圖6 GCJ勵(lì)磁電路圖（四）Fig.6 Circuit diagram of energized GCJ (4)

該方案為方案一的改良版，加入分割信號(hào)機(jī)LXJ的使用，將預(yù)上碼與分割信號(hào)機(jī)的顯示相聯(lián)系。由于分割信號(hào)機(jī)的藍(lán)燈是由其LXJ的前接點(diǎn)勾通，當(dāng)LXJ落下時(shí)，藍(lán)燈無法點(diǎn)亮，G2不進(jìn)行預(yù)疊加上碼。但是長(zhǎng)、短進(jìn)路驅(qū)動(dòng)時(shí)機(jī)不完全一致，驅(qū)動(dòng)邏輯較為復(fù)雜。

5.5 設(shè)計(jì)方案五

短進(jìn)路設(shè)置一個(gè)YMJ，長(zhǎng)進(jìn)路利用繼電電路進(jìn)行預(yù)疊加，GCJ勵(lì)磁電路如圖7所示。

圖7 GCJ勵(lì)磁電路圖（五）Fig.7 Circuit diagram of energized GCJ (5)

設(shè)置7GYMJ，用于短接車進(jìn)路。長(zhǎng)接車進(jìn)路利用G1GJ，以及股道分割信號(hào)機(jī)點(diǎn)亮藍(lán)燈時(shí)聯(lián)鎖驅(qū)動(dòng)的LXJ，作為G2預(yù)上碼條件。辦理長(zhǎng)/短接車進(jìn)路時(shí)，列車壓入接車進(jìn)路咽喉區(qū)最末區(qū)段7DG后，驅(qū)動(dòng)7GYMJ吸起；當(dāng)列車壓入G1，股道GJ落下時(shí)，7GYMJ落下。

與方案四相比，同樣加入分割信號(hào)機(jī)LXJ的使用，將預(yù)上碼與分割信號(hào)機(jī)的顯示相聯(lián)系。該方案比方案四電路更簡(jiǎn)單，軟件實(shí)現(xiàn)也更簡(jiǎn)單，且G2的預(yù)上碼功能與YMJ不關(guān)聯(lián)。

5.6 綜合分析

前四種方案G2的預(yù)上碼都采用YMJ繼電器。由于動(dòng)車所股道分割信號(hào)機(jī)的特殊設(shè)置，G2對(duì)于預(yù)發(fā)碼需求較高。因此，進(jìn)行工程設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮到Y(jié)MJ故障對(duì)列車運(yùn)行的影響。

當(dāng)YMJ由列控中心驅(qū)動(dòng)，且使用YMJ對(duì)G2進(jìn)行預(yù)上碼時(shí)，需要注意聯(lián)鎖長(zhǎng)進(jìn)路的解鎖時(shí)機(jī)[8]。如果僅僅出清咽喉區(qū)就將長(zhǎng)進(jìn)路解鎖，可能會(huì)造成G2YMJ提前落下。因此，需要聯(lián)鎖和列控提前溝通長(zhǎng)、短進(jìn)路的不同解鎖時(shí)機(jī)。

當(dāng)YMJ由聯(lián)鎖驅(qū)動(dòng)時(shí)，可以考慮進(jìn)路情況與YMJ的統(tǒng)一性。例如，當(dāng)G2YMJ無法正常驅(qū)動(dòng)時(shí)，是否考慮打落分割信號(hào)機(jī)的LXJ，使其熄滅藍(lán)燈，改點(diǎn)紅燈。

重慶西動(dòng)車所由于工期緊張，暫時(shí)不對(duì)軟件進(jìn)行修改。現(xiàn)場(chǎng)按照方案五修改G2預(yù)上碼電路，修改后動(dòng)車組列車運(yùn)行正常。

6 結(jié)束語

工程設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)于分割股道預(yù)疊加發(fā)碼的設(shè)計(jì)，既要考慮外部電路構(gòu)造，又要考慮軟件YMJ驅(qū)動(dòng)邏輯是否易于實(shí)現(xiàn)，而YMJ驅(qū)動(dòng)邏輯與外部電路又存在非常緊密的聯(lián)系。

無論采用何種方案，當(dāng)YMJ由聯(lián)鎖或者列控中心驅(qū)動(dòng)時(shí)，需要結(jié)合具體繼電電路，明確相應(yīng)驅(qū)動(dòng)邏輯。