站內(nèi)軌道電路鄰線干擾分析與解決措施

馬衛(wèi)杰

（中國(guó)鐵路鄭州局集團(tuán)有限公司鄭州東高鐵基礎(chǔ)設(shè)施段，鄭州 450046）

1 問(wèn)題描述

2021年11月1日，某站列車(chē)ⅡG正線通過(guò)時(shí)，11:13:04機(jī)車(chē)運(yùn)行至XX站內(nèi)64 km+960 m處，機(jī)車(chē)信號(hào)由L燈突變?yōu)镠U燈，載頻由1 700 Hz突變?yōu)? 300 Hz，低頻信息由11.4 Hz突變26.8 Hz，感應(yīng)電壓幅度264.0 mV，機(jī)車(chē)信號(hào)由綠燈突變紅黃燈觸發(fā)制動(dòng)。11:13:05，機(jī)車(chē)運(yùn)行至站內(nèi)64 km+941 m處，機(jī)車(chē)信號(hào)變?yōu)長(zhǎng)燈，載頻由2 300 Hz變?yōu)? 700 Hz，低頻信息由26.8 Hz變?yōu)?1.4 Hz，此后機(jī)車(chē)信號(hào)顯示正常。

2 原因分析

2.1 機(jī)車(chē)信號(hào)數(shù)據(jù)分析

首先對(duì)機(jī)車(chē)信號(hào)頻譜進(jìn)行分析，如圖1所示，發(fā)現(xiàn)機(jī)車(chē)信號(hào)同時(shí)接收到兩種載頻信號(hào)，信號(hào)有效值分別為1 700 Hz:205.4 mV和2 300 Hz:122.5 mV，解析出存在兩個(gè)頻譜，分別為載頻1 700-2、低頻11.4 Hz和載頻2 300-2、低頻26.8 Hz，車(chē)載設(shè)備解析出HU碼（低頻26.8 Hz）信息后，出現(xiàn)機(jī)車(chē)信號(hào)由綠燈轉(zhuǎn)紅黃燈的情況。

圖1 機(jī)車(chē)信號(hào)頻譜分析Fig.1 Spectrum analysis diagram of cab signal

2.2 現(xiàn)場(chǎng)情況調(diào)查

1）電碼化調(diào)整情況測(cè)試

軌道電路制式為非電化480軌道電路疊加ZPW-2000電碼化，IIG、3G在S、X行方向設(shè)置電碼化發(fā)碼端，其中兩個(gè)區(qū)段的S行發(fā)碼端配置情況如表1所示。

表1 軌道區(qū)段配置信息Tab.1 Track circuit section configuration information

2）入口和出口電流測(cè)試

用0.15 Ω分路電阻對(duì)3G、IIG的入口、出口電流測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如表2所示。

表2 電流測(cè)試情況Tab.2 Current test results

2.3 鄰線干擾與軌道電路調(diào)整分析情況

1）480軌道電路疊加電碼化鄰線干擾仿真分析

按電碼化標(biāo)準(zhǔn)配置，對(duì)長(zhǎng)度為950 m股道區(qū)段的機(jī)車(chē)信號(hào)分路電流和鄰線干擾情況進(jìn)行計(jì)算，將入口電流設(shè)置為0.7 A，本區(qū)段載頻為1 700 Hz，鄰區(qū)段載頻為2 300 Hz，機(jī)車(chē)信號(hào)分路電流和干擾電流如圖2所示。

圖2 480軌道電路疊加電碼化干擾電流與信號(hào)電流對(duì)比Fig.2 Comparison diagram of interference current and signal current of 480 track circuit overlapped with coding

由圖2可知存在本區(qū)段機(jī)車(chē)信號(hào)電流與鄰線干擾電流相近的情況，因此可能出現(xiàn)車(chē)載識(shí)別鄰線干擾信號(hào)的情況。

2）25 Hz軌道電路疊加電碼化情況

針對(duì)25 Hz軌道電路疊加電碼化，同樣以1 700 Hz區(qū)段受2 300 Hz鄰線干擾為例，將1 700 Hz區(qū)段的信號(hào)電流與干擾電流對(duì)比有較大差異，如圖3所示，可降低出現(xiàn)車(chē)載識(shí)別鄰線干擾信號(hào)的情況。

圖3 25 Hz軌道電路疊加電碼化干擾電流與信號(hào)電流對(duì)比Fig.3 Comparison diagram of interference current and signal current of 25 Hz track circuit overlapped with coding

3）ZPW-2000一體化軌道電路情況

針對(duì)ZPW-2000一體化軌道電路，同樣以1 700 Hz區(qū)段受2 300 Hz鄰線干擾為例，將1 700 Hz區(qū)段的信號(hào)電流與干擾電流對(duì)比，如圖4所示，信號(hào)電流遠(yuǎn)大于干擾電流。

圖4 ZPW-2000一體化軌道電路干擾電流與信號(hào)電流對(duì)比Fig.4 Comparison diagram of interference current and signal current of ZPW-2000 integrated track circuit

2.4 機(jī)車(chē)信號(hào)解碼情況測(cè)試

為進(jìn)一步了解機(jī)車(chē)信號(hào)在接收多個(gè)載頻信號(hào)時(shí)的解碼邏輯，在機(jī)車(chē)信號(hào)設(shè)備中注入信號(hào)1:1 700 Hz載頻的L碼（低頻11.4 Hz）后，再注入信號(hào)2：2 300 Hz載頻的HU碼（低頻26.8 Hz），并改變注入信號(hào)1的幅值，觀察機(jī)車(chē)信號(hào)解碼情況，如表3所示。

表3 機(jī)車(chē)信號(hào)解碼情況Tab.3 Cab signal decoding

其中，注入機(jī)車(chē)信號(hào)1，機(jī)車(chē)信號(hào)設(shè)備可正常解碼出L碼。

隨著注入信號(hào)2，機(jī)車(chē)信號(hào)主機(jī)放棄幅值較大的綠碼轉(zhuǎn)為解析幅值較低的HU碼，顯示由綠燈變?yōu)榧t黃燈，表現(xiàn)出超過(guò)機(jī)車(chē)信號(hào)靈敏度的現(xiàn)象。

隨著信號(hào)1幅值增大，測(cè)試到信號(hào)幅值當(dāng)信號(hào)1與信號(hào)2比值大于3:1時(shí)，機(jī)車(chē)信號(hào)主機(jī)由HU碼轉(zhuǎn)為L(zhǎng)碼，顯示燈由紅黃燈變?yōu)槌掷m(xù)綠燈。

3 結(jié)論

根據(jù)測(cè)試及仿真情況，確認(rèn)列車(chē)制動(dòng)停車(chē)的原因是接收到鄰線干擾電流信號(hào)（HU碼信號(hào)）的影響，從而導(dǎo)致緊急停車(chē)。結(jié)合機(jī)車(chē)信號(hào)解碼情況測(cè)試分析，可判斷現(xiàn)場(chǎng)故障原因如下。

1）非電化480軌道電路疊加ZPW-2000電碼化的傳輸性能較差，經(jīng)計(jì)算，出現(xiàn)干擾電流與信號(hào)電流幅值接近情況，引起機(jī)車(chē)信號(hào)錯(cuò)誤解析。

2）機(jī)車(chē)信號(hào)靈敏度偏高，超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)要求值。機(jī)車(chē)信號(hào)在接收到鄰線干擾信號(hào)時(shí)，盡管干擾電流信號(hào)低于標(biāo)準(zhǔn)機(jī)車(chē)信號(hào)靈敏度要求值，仍然對(duì)干擾信號(hào)產(chǎn)生邏輯判斷并做出動(dòng)作。

3）列車(chē)在正常運(yùn)行時(shí)，同時(shí)接收到本區(qū)段信號(hào)與鄰線干擾信號(hào)，機(jī)車(chē)信號(hào)不能鎖定本區(qū)段信號(hào)載頻，出現(xiàn)接收鄰線區(qū)段其他載頻信號(hào)而導(dǎo)致解碼異常的情況。

4 解決措施及建議

4.1 解決措施

針對(duì)產(chǎn)生鄰線干擾問(wèn)題的原因分析，可以采取以下措施。

1）通過(guò)調(diào)整室內(nèi)發(fā)送器和電碼化調(diào)整電阻，降低鄰線區(qū)段的鋼軌電流值，減小鄰線干擾電流幅度；

2）通過(guò)優(yōu)選軌道電路設(shè)備配置，優(yōu)化電碼化信號(hào)傳輸，增大信號(hào)電流和干擾電流之間的比值，適應(yīng)車(chē)載解碼邏輯。

4.2 建議

建議優(yōu)化車(chē)載設(shè)備解碼邏輯和靈敏度，提高車(chē)載解碼準(zhǔn)確度。對(duì)于新建線路，建議通過(guò)增大線間距，優(yōu)選軌道電路或電碼化制式方式，達(dá)到降低鄰線影響的目的。