區(qū)間邏輯檢查進(jìn)站外方區(qū)段延遲解鎖原因分析及對(duì)策

陳 波

（中國(guó)鐵路成都局集團(tuán)有限公司宜賓工電段，四川宜賓 644609）

為解決設(shè)備故障不能導(dǎo)向安全的設(shè)計(jì)缺陷，借鑒站內(nèi)通過(guò)“三點(diǎn)檢查”解鎖的原則，在復(fù)線自動(dòng)閉塞區(qū)間增加邏輯檢查設(shè)備，實(shí)現(xiàn)列車順序占用、出清、解鎖。但在安裝繼電式區(qū)間邏輯檢查功能的普速線路開通后，列車通過(guò)車站時(shí)，部分車站在控制臺(tái)顯示界面會(huì)出現(xiàn)進(jìn)站外方區(qū)段出清晚于內(nèi)方區(qū)段出清的情況，某些線路甚至?xí)霈F(xiàn)列車進(jìn)入股道后，進(jìn)站外方區(qū)段才出清的情況，某些站會(huì)出現(xiàn)進(jìn)站外方區(qū)段不能正常解鎖的極端情況。下面具體介紹產(chǎn)生缺陷的原因，從技術(shù)上采取改進(jìn)設(shè)計(jì)，增設(shè)繼電器等措施予以防范，有效解決設(shè)備運(yùn)用中的安全隱患。

1 “三點(diǎn)檢查”基本工作原理

列車走行條件滿足“三點(diǎn)檢查”（占用本區(qū)段、出清前一區(qū)段、占用后一區(qū)段并出清本區(qū)段，進(jìn)站內(nèi)方第一區(qū)段等特殊情況除外），進(jìn)路自始端起，各區(qū)段在出清后延時(shí)3 s，依次向終端解鎖。如圖1所示，以2JG 區(qū)段為例，按照列車正常運(yùn)行方向順序依次壓入1JG、2JG、3JG 等軌道電路區(qū)段，列車已正常占用前一區(qū)段1JG 區(qū)段、占用本區(qū)段2JG 區(qū)段、占用后一區(qū)段3JG 區(qū)段，在依次出清1JG 區(qū)段3 s 后1JG 區(qū)段解鎖，出清2JG 區(qū)段3 s 后2JG 區(qū)段解鎖，3JG 區(qū)段等以此類推。正常情況下，依據(jù)列車運(yùn)行順序占用、出清軌道區(qū)段后自動(dòng)解鎖，不需要人工干預(yù)。在區(qū)段分路不良、車列折返等情況下不能正常解鎖時(shí)，人工確認(rèn)區(qū)段無(wú)車占用后，按壓解鎖按鈕解鎖。

圖1 “三點(diǎn)檢查”示意Fig.1 Schematic diagram of released by checking three sections

2 延時(shí)出清原因分析

出現(xiàn)進(jìn)站外方區(qū)段晚于站內(nèi)區(qū)段出清或不能正常解鎖的現(xiàn)象，綜合起來(lái)主要的影響因素如下。

1）區(qū)間、站內(nèi)不同系統(tǒng)固有響應(yīng)時(shí)間差異。區(qū)間ZPW-2000、站內(nèi)25 Hz 軌道電路制式不一致，站內(nèi)軌道電繼電器吸起時(shí)間小于區(qū)間，不利于區(qū)間與站內(nèi)順序出清。

2）站內(nèi)區(qū)段占用時(shí)間短于區(qū)間恢復(fù)時(shí)間。由于車站站場(chǎng)設(shè)置限制，進(jìn)站首個(gè)區(qū)段長(zhǎng)度普遍較短（大部分為無(wú)岔區(qū)段），會(huì)出現(xiàn)列車占用進(jìn)站內(nèi)方區(qū)段時(shí)間短于區(qū)間閉塞分區(qū)恢復(fù)時(shí)間的情況。

3）區(qū)間邏輯檢查延遲閉塞分區(qū)恢復(fù)時(shí)間。區(qū)間增加邏輯占用檢查功能，增加緩吸電路，GJ 吸起時(shí)間延長(zhǎng)至4～5 s，如果閉塞分區(qū)存在多個(gè)區(qū)段，每增加一個(gè)區(qū)段延時(shí)時(shí)間會(huì)再增加4～5 s。

4）列車快速通過(guò)減少站內(nèi)區(qū)段恢復(fù)時(shí)間。如列車正線通過(guò)速度達(dá)160 km/h，站內(nèi)區(qū)段長(zhǎng)度100 m，則列車通過(guò)該區(qū)段時(shí)間為100÷（160÷3.6）＝2.25 s。

2.1 區(qū)間軌道電路響應(yīng)時(shí)間

區(qū)間每個(gè)軌道區(qū)段設(shè)置一個(gè)區(qū)間軌道繼電器（QGJ）和軌道繼電器（GJ），采用QGJ 的前接點(diǎn)接通GJ 的驅(qū)動(dòng)線圈，驅(qū)動(dòng)GJ 吸起和落下，如圖2所示。

圖2 QGJ驅(qū)動(dòng)GJ電路Fig.2 Circuit diagram of QGJ driving GJ

QGJ 由落下到吸起的反應(yīng)時(shí)間為2.3～2.8 s。在GJ（繼電器型號(hào)JWXC-1700）的驅(qū)動(dòng)電路中存在一個(gè)電阻（51 Ω）和電容（1 000 μF）組成的緩吸電路，初始電壓24 V，GJ 的緩吸理論時(shí)間為2.5 s左右。所以區(qū)間軌道區(qū)段的出清延時(shí)為2.8＋2.5＝5.3 s。

站內(nèi)每個(gè)區(qū)段設(shè)置一個(gè)GJ，軌道電路微電子接收器驅(qū)動(dòng)GJ 落下到吸起的反應(yīng)時(shí)間為0.5 s 左右，后續(xù)帶動(dòng)的GJF 的動(dòng)作時(shí)間可忽略不計(jì)，故站內(nèi)軌道區(qū)段的出清延時(shí)為0.5 s。

2.2 區(qū)間閉塞分區(qū)內(nèi)聯(lián)鎖關(guān)系延遲出清

區(qū)間閉塞分區(qū)存在多個(gè)區(qū)段時(shí)，每個(gè)區(qū)段單獨(dú)設(shè)置軌道電路，為防止后續(xù)列車進(jìn)入本閉塞分區(qū)，每個(gè)區(qū)段間空閑檢查存在聯(lián)鎖關(guān)系，在列車運(yùn)行方向后方軌道電路的發(fā)送電路中串入前方區(qū)段的GJ前接點(diǎn)。以3 個(gè)區(qū)段組成1 個(gè)閉塞分區(qū)為例，列車依次占用并出清CG、BG、AG，但BG 檢查AG狀態(tài)，CG 檢查BG 狀態(tài)，將最后恢復(fù)空閑的CG狀態(tài)作為閉塞分區(qū)的狀態(tài)，如圖3 黑框所示，為6466CG 軌道電路檢查BGJ 繼電器狀態(tài)。

圖3 多個(gè)區(qū)段組成一個(gè)閉塞分區(qū)的區(qū)段發(fā)送電路Fig.3 Section sending circuit diagram when multiple sections form a block section

列車離開6466AG 后，QGJ 和GJ 的吸起順序和時(shí)間延時(shí)為：列車離開6466AG，2.8 s 后6466AG的QGJ 吸起，2.5 s 后6466AG 的GJ 吸起，2.8 s 后6466BG 的QGJ 吸起，2.5 s 后6466BG 的GJ 吸起，2.8 s 后6466CG 的QGJ 吸起，2.5 s 后6466CG 的GJ 吸起。所以具有兩個(gè)區(qū)段的閉塞分區(qū)出清延時(shí)時(shí)間為2.8＋2.5＋2.8＋2.5＝10.6 s。具有3 個(gè)區(qū)段的閉塞分區(qū)出清延時(shí)時(shí)間為2.8＋2.5＋2.8＋2.5＋2.8＋2.5＝15.9 s。可見(jiàn)每增加一個(gè)區(qū)段，閉塞分區(qū)的出清延時(shí)就增加2.8＋2.5＝5.3 s。

2.3 區(qū)間占用邏輯檢查延時(shí)影響

對(duì)于采用區(qū)間綜合監(jiān)控系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱QJK）實(shí)現(xiàn)邏輯檢查功能時(shí)，區(qū)間占用邏輯檢查功能按照《鐵路信號(hào)區(qū)間綜合監(jiān)控系統(tǒng)暫行技術(shù)條件》（鐵總工電［2018］155 號(hào)）實(shí)現(xiàn)，閉塞分區(qū)設(shè)備狀態(tài)由占用變?yōu)榭臻e且保持3 s 以上判斷為空閑，由空閑變?yōu)檎加脮r(shí)立即判斷為占用。QJK 控制防護(hù)繼電器（FHJ）的狀態(tài)，當(dāng)發(fā)生占用丟失時(shí)，通過(guò)FHJ 的接點(diǎn)切斷GJ 的驅(qū)動(dòng)電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)區(qū)間的安全防護(hù)。

當(dāng)列車正常占用、出清軌道區(qū)段時(shí)，QJK 設(shè)備采集到軌道電路QGJ 吸起后延時(shí)3 s 判定為空閑，驅(qū)動(dòng)FHJ 動(dòng)作，接通GJ 驅(qū)動(dòng)電路。當(dāng)閉塞分區(qū)存在多個(gè)區(qū)段時(shí)，僅在該閉塞分區(qū)最后方軌道區(qū)段的GJ 驅(qū)動(dòng)電路上串入FHJ。

在采用QJK 設(shè)備實(shí)現(xiàn)區(qū)間占用邏輯檢查的線路上，閉塞分區(qū)正常出清延時(shí)為：未設(shè)置分割區(qū)段的2.8（QGJ）＋2.5（GJ)＋3（FHJ)＝8.3 s，設(shè)置兩個(gè)區(qū)段的2.8＋2.5＋2.8＋2.5＋3＝13.6 s，設(shè)置3 個(gè)區(qū)段的2.8＋2.5＋2.8＋2.5＋2.8＋2.5＋3＝18.9 s。

3 對(duì)策與建議

在普速鐵路增加區(qū)間邏輯檢查功能后，如出現(xiàn)車站進(jìn)站信號(hào)機(jī)外方閉塞分區(qū)不能正常解鎖的情況，應(yīng)針對(duì)性的開展調(diào)查，明確問(wèn)題原因。在繼電式區(qū)間邏輯檢查電路中，沒(méi)有QJK 判斷和控制FHJ 狀態(tài)的3 s 時(shí)間，現(xiàn)階段采取增設(shè)進(jìn)站繼電器(JZJ)代替進(jìn)站內(nèi)方區(qū)段軌道繼電器，JZJ 接點(diǎn)接入進(jìn)站外方區(qū)段FHJ 電路，改進(jìn)進(jìn)站外方閉塞分區(qū)GJ 空閑檢查時(shí)機(jī)條件等，可以從根本上解決進(jìn)站外方區(qū)段不能正常解鎖的問(wèn)題。

3.1 進(jìn)站外方區(qū)段電路改進(jìn)

如前所述，產(chǎn)生進(jìn)站信號(hào)機(jī)外方區(qū)段晚于內(nèi)方區(qū)段出清或不能解鎖根源在于3JG-GJ 延遲吸起時(shí)間太長(zhǎng)，主要有增加邏輯檢查動(dòng)作FHJ 時(shí)間，分區(qū)內(nèi)區(qū)段間空閑聯(lián)鎖關(guān)系檢查AGJ、BGJ 傳遞時(shí)間等。首先，采用圖2 設(shè)計(jì)，3JG-GJ（CG）取消FHJ 接點(diǎn)檢查條件，3JG-GJ（CG）空閑吸起只檢查QGJ 空閑狀態(tài)。其次，采用圖3 藍(lán)線所示進(jìn)行QGJ 電路修改，取消檢查前一區(qū)段BG-GJ、AG-GJ 條件，改為檢查進(jìn)站信號(hào)機(jī)開放情況，即1DJ（實(shí)現(xiàn)紅燈轉(zhuǎn)移）或LXJF（防止在開放信號(hào)瞬間接點(diǎn)切換造成區(qū)段閃紅）吸起條件。最后，如圖4 所示，改進(jìn)軌道復(fù)示繼電器（GJF）檢查條件，并用GJF 作為聯(lián)鎖檢查條件，在FHJ、AG-GJ、BG-GJ、CG-GJ 均吸起后，整個(gè)閉塞分區(qū)空閑解鎖，實(shí)現(xiàn)邏輯檢查和分區(qū)內(nèi)所有區(qū)段空閑檢查。通過(guò)這種方式，3JG-GJ（CG）、3JG-GJ（BG）在列車順序出清后就吸起，閉塞分區(qū)內(nèi)區(qū)段間空閑檢查時(shí)間與區(qū)段個(gè)數(shù)無(wú)關(guān)，3JG-GJ（AG）出清2.8 s 后QGJ 吸起，F(xiàn)HJ 和GJ 同時(shí)計(jì)時(shí)準(zhǔn)備吸起，2.5 s 后GJ 吸起，3 s 后FHJ 吸起，所以3JG 出清延遲時(shí)間為：2.8（QGJ）＋3（FHJ)＝5.8 s，延遲出清時(shí)間比設(shè)置一個(gè)區(qū)段的縮短了8.3－5.8＝2.5 s，比設(shè)置兩個(gè)區(qū)段的縮短了13.6－5.8＝7.8 s，比設(shè)置3個(gè)區(qū)段的縮短了18.9－5.8＝13.1 s。從根本上解決了進(jìn)站外方區(qū)段晚于站內(nèi)區(qū)段出清或解鎖問(wèn)題，特別是進(jìn)站外方閉塞分區(qū)存在多個(gè)區(qū)段時(shí)效果明顯。

圖4 進(jìn)站外方區(qū)段GJF改進(jìn)電路Fig.4 GJF improvement circuit diagram of section in advance of home signal

如圖5 所示，在3JG 的BG、AG 有車占用情況下，為防止列車冒進(jìn)6466 通過(guò)信號(hào)后收到允許碼，對(duì)3JG-GJ（CG）的發(fā)碼條件進(jìn)行修改，增加檢查前方BG、AG 空閑條件，BG、AG 必須同時(shí)空閑時(shí)，CG 才發(fā)送與進(jìn)站信號(hào)開放情況一致的低頻碼序。BG、AG 任一區(qū)段GJ 落下，CG 均發(fā)送檢測(cè)碼，有效解決列車冒進(jìn)通過(guò)信號(hào)后追尾前方列車的風(fēng)險(xiǎn)。

圖5 進(jìn)站外方區(qū)段改進(jìn)發(fā)碼電路Fig.5 Improvement coding circuit diagram of section in advance of home signal

3.2 現(xiàn)階段臨時(shí)措施

由于站內(nèi)和區(qū)間軌道電路GJ 響應(yīng)時(shí)間不同，加之增加邏輯占用檢查功能、站場(chǎng)區(qū)段長(zhǎng)度設(shè)計(jì)等因素影響，所以在列車通過(guò)車站時(shí)，部分車站會(huì)發(fā)生進(jìn)站外方區(qū)段晚于站內(nèi)區(qū)段出清的情況，不屬于設(shè)備故障，對(duì)聯(lián)鎖關(guān)系和列車運(yùn)行無(wú)影響。

對(duì)于普速鐵路增加區(qū)間邏輯檢查功能后，如出現(xiàn)進(jìn)站外方閉塞分區(qū)能夠正常解鎖，但是晚于站內(nèi)區(qū)段出清的情況，設(shè)備管理部門和運(yùn)輸部門共同調(diào)查確認(rèn)，納入《車站行車工作細(xì)則》管理。

大修、更改及新線建設(shè)設(shè)計(jì)時(shí)，充分考慮站內(nèi)區(qū)間軌道電路制式不一致、站場(chǎng)區(qū)段設(shè)置、運(yùn)營(yíng)速度、區(qū)間增加邏輯占用檢查功能等因素，對(duì)進(jìn)站外方區(qū)段正常解鎖及出清延時(shí)時(shí)間的影響，在前述拆除閉塞分區(qū)后方軌道電路的發(fā)送電路中串入前方區(qū)段的GJ 前接點(diǎn)等方式的基礎(chǔ)上，還可以取消GJ 驅(qū)動(dòng)電路中存在的阻容緩吸電路，縮短延時(shí)時(shí)間。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)上述分析可知，在開通繼電式區(qū)間邏輯檢查功能的普速線路，因特殊場(chǎng)景影響，會(huì)出現(xiàn)進(jìn)站外方閉塞分區(qū)晚于站內(nèi)區(qū)段出清或不能解鎖的現(xiàn)象。通過(guò)技術(shù)改進(jìn)能徹底解決這一固有現(xiàn)象和缺陷，在區(qū)間邏輯檢查設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)充分考慮由于軌道電路恢復(fù)時(shí)長(zhǎng)差異導(dǎo)致的邏輯檢查不解鎖情況，制定解決方案。在設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收、維修運(yùn)營(yíng)中，參照上述措施和建議執(zhí)行，就能確保行車安全、提高運(yùn)輸效率。