軌道電路并行區(qū)段鄰線同頻干擾解決方案研究設(shè)計(jì)

鄒昕洋

關(guān)鍵詞： 并行區(qū)段 同頻干擾 軌道電路 雙線并行

在新車站設(shè)計(jì)時(shí)若規(guī)劃合理極少數(shù)出現(xiàn)頻率交叉不開以及同頻干擾問題。該文將以既有車站為基礎(chǔ)，當(dāng)既有車站站場(chǎng)發(fā)生變化時(shí)，該站接發(fā)車進(jìn)路以及軌道電路也隨之增加。新增電碼化軌道電路與既有站內(nèi)電碼化軌道區(qū)段多采用ZPW-2000 制式時(shí)，所需要考慮的是接發(fā)車頻率如何設(shè)置，當(dāng)兩線線間距一定的情況下線路之間頻率是否構(gòu)成干擾[1]。如何將新增部分同既有部分相結(jié)合便是設(shè)計(jì)的重中之重。列車運(yùn)行安全作為鐵路運(yùn)輸中的首要條件，當(dāng)相鄰線路存在相同載頻或相同基準(zhǔn)載頻的問題出現(xiàn)時(shí)，正在行駛的列車上的機(jī)車信號(hào)無法區(qū)分是該區(qū)段還是并行線路相鄰區(qū)段信號(hào)，容易造成列車誤認(rèn)最終導(dǎo)致信號(hào)顯示升級(jí)，影響列車運(yùn)行效率，嚴(yán)重的情況則危及行車安全[2]。因此，對(duì)ZPW-2000 制式軌道電路同頻干擾等問題的研究和分析是必要的。

1 案例分析

線路并行情況下當(dāng)線間距小于10 m 時(shí)配置接發(fā)車頻率時(shí)則容易出現(xiàn)同頻干擾問題，例如：1700-1 與鄰線1700-1 為相同載頻，1700-1 與鄰線1700-2 屬于相同基準(zhǔn)載頻，為不同載頻。

該文以既有范屯站改造工程為基礎(chǔ)，此次設(shè)計(jì)在既有范屯站上行沙崗方向基礎(chǔ)上新增體育公園方向范屯站接車。體育公園與范屯站區(qū)間采用自動(dòng)閉塞方式辦理，新增設(shè)ST 進(jìn)站，針對(duì)工程設(shè)計(jì)過程中所遇到的問題整理成兩個(gè)案例進(jìn)行分析。案例1：在新增體育公園至范屯站線路，區(qū)間Y18G 與既有II-IIG 線間距約8.9 m，所屬上行頻率分別為2000-1 和2000-2，為相同基準(zhǔn)載頻，當(dāng)同時(shí)辦理向范屯站接車任務(wù)時(shí)，也容易發(fā)生同頻干擾。案例2：既有II-IG2 與II-3G2 線間距6 m，兩線同為下行頻率1700-2，當(dāng)同時(shí)辦理發(fā)車任務(wù)時(shí)，容易發(fā)生同頻干擾。范屯站信號(hào)設(shè)備平面布置圖如圖1 所示。

2 ZPW-2000A 軌道電路干擾問題分析

隨著軌道電路的發(fā)展，ZPW-2000A 型軌道電路在我國(guó)信號(hào)系統(tǒng)中起著關(guān)鍵的作用，ZPW-2000A 軌道電路繼承和延續(xù)法國(guó)UM71 技術(shù)的結(jié)構(gòu)上的優(yōu)勢(shì)[3]，針對(duì)軌道電路中調(diào)諧區(qū)處斷軌檢查問題，實(shí)現(xiàn)全軌道電路斷軌檢查連續(xù)化。相應(yīng)減少軌道電路調(diào)諧區(qū)分路死區(qū)段[4]。顯著提升了軌道電路的傳輸長(zhǎng)度以及傳輸能力，具有良好的監(jiān)測(cè)功能。當(dāng)軌道電路發(fā)生故障時(shí)，具有高效精準(zhǔn)的報(bào)警能力。

ZPW-2000A 軌道電路載頻區(qū)分為“-1”和“-2”共有8 種載頻。采用此種頻率的設(shè)置既檢查了軌道區(qū)段中是否存在有車占用情況，也同時(shí)起到向迎面列車傳輸該區(qū)段和前方區(qū)段占用和空閑的信息[5-6]。這不僅顯著提升了鐵路信號(hào)的傳輸功能，也在多線路并行的條件下，為每個(gè)軌道區(qū)段頻率之間能錯(cuò)開提供了保障。ZPW-2000A 型軌道電路通過鋼軌作為媒介進(jìn)行傳輸發(fā)送信息，在接收端接收發(fā)送信息并進(jìn)行處理，因此軌道電路的正常使用關(guān)系到鐵路的安全運(yùn)輸。

ZPW-2000A 軌道電路并行數(shù)量最多不超過4 條，并當(dāng)出現(xiàn)接發(fā)車同運(yùn)行方向且相同頻率的情況下線間距<10 m 時(shí)需嚴(yán)格按照相同載頻下所需滿足的并行長(zhǎng)度執(zhí)行，當(dāng)線間距>10 m 時(shí)無特殊要求。并行區(qū)段及并行長(zhǎng)度示意圖如圖2 所示，圖中的2 條線路存在并行，4G/5G 及5G/6G 的并行長(zhǎng)度如標(biāo)出所示，即上述區(qū)段出現(xiàn)同頻則出現(xiàn)并行干擾問題。

ZPW-2000A 軌道電路信息通過鋼軌為載體進(jìn)行傳輸，通過發(fā)送端向接收端進(jìn)行傳輸，接收端接收到信息后進(jìn)行解調(diào)和處理繼而執(zhí)行相應(yīng)功能[7-8]。針對(duì)普通復(fù)線車站，根據(jù)列車上下行運(yùn)行方向不同，需設(shè)置不同載頻，故不存在干擾問題。同方向運(yùn)行時(shí)則會(huì)出現(xiàn)同頻干擾問題，當(dāng)忽略并行區(qū)段同頻干擾問題時(shí)，相鄰線路的軌道區(qū)段同頻信號(hào)會(huì)同該區(qū)段的信號(hào)難以區(qū)分，若車載信號(hào)接收到的不是該區(qū)段信號(hào)而是運(yùn)行同方向相鄰區(qū)段的信號(hào)時(shí)則會(huì)導(dǎo)致機(jī)車信號(hào)顯示誤認(rèn)，從而危及列車行車安全[9-10]。因此，針對(duì)車站信號(hào)設(shè)計(jì)時(shí)需要對(duì)ZPW-2000A 型軌道電路的設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮可能存在的并行線路同頻干擾問題，并提出相應(yīng)解決方法以及防護(hù)措施進(jìn)行改善，減少并行線路之間的耦合能力。

綜上可以看出，并行線路線間距以及軌道區(qū)段之間并行長(zhǎng)度是決定ZPW-2000A 軌道電路同頻干擾成都主要因素。

（1）當(dāng)并行線路線間距越大，兩線間所產(chǎn)生的耦合能力越小，相同頻率下干擾能力則越弱。反之當(dāng)線間距越小，線路線間距縮小，則頻率耦合能力越強(qiáng)。

（2）當(dāng)軌道區(qū)段并行長(zhǎng)度距離越長(zhǎng)，兩線同頻的情況下干擾時(shí)間也越長(zhǎng)，該區(qū)段的傳輸受干擾能力越強(qiáng)。所以當(dāng)兩并行線路線間距一定時(shí)，若現(xiàn)場(chǎng)不能根據(jù)調(diào)整兩線路線間距來滿足同頻干擾的要求時(shí)，則需要考慮縮小線路并行時(shí)軌道區(qū)段長(zhǎng)度。

3 解決方案

依照北京全路通信信號(hào)研究設(shè)計(jì)院《ZPW-2000A軌道電路工程設(shè)計(jì)說明書》當(dāng)存在同方向載頻兩線路軌道區(qū)段5 m

案例1：針對(duì)范屯站新增體育公園接車方面（ST），區(qū)間Y18G 軌道區(qū)段長(zhǎng)度為1 350 m，接車頻率為2000-1，相鄰沙鲅正線軌道區(qū)段為II-IIG 軌道區(qū)段長(zhǎng)度為816 m 和II-G2 軌道區(qū)段長(zhǎng)度為1 066 m，范屯站上行接車頻率為2000-2，由于線間約8.9 m，該案例屬于并行兩線路線間距一定，當(dāng)ST 進(jìn)站信號(hào)機(jī)和S 進(jìn)站信號(hào)機(jī)同時(shí)辦理向范屯站接車作業(yè)時(shí)，兩線路并行軌道區(qū)段存在并行同頻干擾問題。

綜上針對(duì)該案例進(jìn)行分析，該次設(shè)計(jì)方案將對(duì)既有II-IIG 和II-IIG2 軌道區(qū)段之間的絕緣節(jié)移設(shè)25 m。設(shè)計(jì)后II-IIG 軌道區(qū)段長(zhǎng)度為841 m（既有816 m），IIIIG2軌道區(qū)段長(zhǎng)度為1 041 m（既有1 066 m），鄰線區(qū)間軌道電路Y18G 軌道區(qū)段長(zhǎng)度不變保持1 350 m。

調(diào)整后并行長(zhǎng)度經(jīng)計(jì)算后Y18G與II-IIG軌道區(qū)段并行長(zhǎng)度677 m（L <7.7 m 約635 m，L >7.7 m 約42 m），Y18G 與II-IIG2 的軌道區(qū)段并行長(zhǎng)度為673 m（7 m

案例2：針對(duì)沙鲅正線正向發(fā)車頻率為1700-2，既有鞍鋼交接場(chǎng)的II-3G1 和II-3G2 的發(fā)車頻率為1700-2，II-IG2 軌道區(qū)段長(zhǎng)度為782 m，II-3G2 軌道區(qū)段長(zhǎng)度為962 m，兩條并行線路線間距在總出站信號(hào)機(jī)XII-1和XII-3 處為約6 m，該案例屬于并行線路發(fā)車頻率同頻，當(dāng)同時(shí)辦理發(fā)車作業(yè)時(shí)在總出站信號(hào)機(jī)XII-1 和XII-3 處的機(jī)車機(jī)車信號(hào)容易被干擾。

綜上針對(duì)該案例進(jìn)行分析，根據(jù)站場(chǎng)平面圖線間距總出站信號(hào)機(jī)XII-1 和XII-3 處最小約6 m，越靠近站內(nèi)線間距越大，平均線間距約為11 m。同為1 700 頻率時(shí)并行區(qū)段長(zhǎng)度最大為560 m。因此，當(dāng)線間距不足10 m 時(shí)兩線同時(shí)發(fā)車則容易出現(xiàn)同頻干擾，根據(jù)站場(chǎng)平面圖線間距同頻干擾軌道區(qū)段約為580 m（大于560 m）。因?yàn)閮删€路為既有線路，線間距不能改變，因此只能對(duì)既有車站的發(fā)車頻率做出調(diào)整，將頻率進(jìn)行修改。

此次設(shè)計(jì)方案將既有鞍鋼交接場(chǎng)XIII-II 發(fā)車頻率修改為1700-1（既有頻率為1700-2），并修改鞍鋼交接場(chǎng)電碼化電路，而根據(jù)設(shè)計(jì)要求1700-1 與1700-2 頻率載頻區(qū)段并行長(zhǎng)度不超過700 m，此次設(shè)計(jì)調(diào)整既保證與鄰線頻率為相同基準(zhǔn)載頻，又保證并行干擾區(qū)段滿足小于700 m。這樣設(shè)計(jì)既合理減少修改難度，也相應(yīng)解決了并行區(qū)段的干擾問題，案例2 修改示意圖如圖4 所示。

4 結(jié)語(yǔ)

該文針對(duì)并行雙線路通過設(shè)計(jì)中遇到的實(shí)際案例1 和2 進(jìn)行分析，提出了兩種線路并行干擾下的解決方案。首先，可以調(diào)整本軌道區(qū)段或相鄰軌道區(qū)段長(zhǎng)度來減少并行長(zhǎng)度，使雙線并行干擾長(zhǎng)度滿足要求；其次，可以通過對(duì)雙線并行區(qū)段的頻率進(jìn)行調(diào)整，可對(duì)該軌道區(qū)段或相鄰軌道區(qū)段進(jìn)行調(diào)整，將相同載頻換成相同基準(zhǔn)載頻滿足長(zhǎng)度要求。通過該次設(shè)計(jì)減少了并行線路存在同頻干擾的風(fēng)險(xiǎn)，提高了行車安全及效率。