長(zhǎng)大隧道計(jì)軸加ZPW-2000A軌道電路應(yīng)用分析

易 波

(廣州鐵路（集團(tuán)）公司，廣州 510088)

長(zhǎng)大隧道計(jì)軸加ZPW-2000A軌道電路應(yīng)用分析

易 波

(廣州鐵路（集團(tuán)）公司，廣州 510088)

長(zhǎng)大隧道道床電阻較低，無(wú)法滿足ZPW-2000A軌道電路最低道床電阻要求，使得此制式軌道電路不能正常應(yīng)用。根據(jù)常見(jiàn)的實(shí)際問(wèn)題，分析計(jì)軸加ZPW-2000A軌道電路應(yīng)用模式，解決長(zhǎng)大隧道占用檢查及機(jī)車信號(hào)問(wèn)題。

長(zhǎng)大隧道；ZPW-2000A軌道電路；計(jì)軸

我國(guó)幅員遼闊，地理形態(tài)復(fù)雜，因此，在鐵路建設(shè)過(guò)程中經(jīng)常需要建設(shè)長(zhǎng)大隧道，而長(zhǎng)大隧道因滲透嚴(yán)重和通風(fēng)不利等原因，導(dǎo)致道床漏泄大，道床電阻小，不能滿足ZPW-2000A軌道電路的最低道床電阻要求。采取道床清篩、軌道電路區(qū)段分割、加裝補(bǔ)償電容等措施亦不能解決根本問(wèn)題。計(jì)軸系統(tǒng)不受道床電阻影響，且能完成列車占用檢查，但因其不能實(shí)現(xiàn)機(jī)車信號(hào)一體化，不能解決上述問(wèn)題。因此，計(jì)軸加ZPW-2000A軌道電路模式應(yīng)運(yùn)而生。

1 長(zhǎng)大隧道對(duì)道床電阻影響

長(zhǎng)大隧道里無(wú)陽(yáng)光照射，空氣溫度相對(duì)較低，水很容易凝結(jié)。山嶺隧道所在山體中含有地下水，隧道結(jié)構(gòu)外圍處在地下水環(huán)境中，隧道壁經(jīng)常布滿水珠。此外，隧道的排水系統(tǒng)實(shí)時(shí)蒸發(fā)水蒸氣，加之長(zhǎng)大隧道通風(fēng)條件差，致使長(zhǎng)大隧道內(nèi)濕度較大。

金屬粉塵、泥沙、列車遺撒等物質(zhì)和大量水蒸氣形成電解液，使鋼軌扣件系統(tǒng)和軌底絕緣墊板漏泄增大，道床電阻降低，漏泄情況如圖1所示。

大瑤山隧道、南嶺隧道、獅子洋隧道道床電阻均較低，最小僅為0.2 Ω?km。

圖1 道床漏泄示意圖

2 系統(tǒng)介紹

2.1 AZL90型計(jì)軸系統(tǒng)

AZL90型計(jì)軸系統(tǒng)是阿爾卡特公司根據(jù)我國(guó)鐵路實(shí)際情況，在SIG-L90安全型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上研發(fā)的。該計(jì)軸系統(tǒng)的高可靠性和高穩(wěn)定性與軌道電路一樣，已經(jīng)成為鐵路信號(hào)的重要基礎(chǔ)設(shè)備。

AZL90計(jì)軸系統(tǒng)由室外設(shè)備EAK30C和室內(nèi)設(shè)備計(jì)軸運(yùn)輸器ACE組成，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

室外設(shè)備EAK30C具有2臺(tái)相同的計(jì)算機(jī)，它們獨(dú)立進(jìn)行計(jì)算。每臺(tái)計(jì)算機(jī)同時(shí)與2個(gè)磁頭連接，通過(guò)磁頭讀取輪對(duì)脈沖和監(jiān)視信號(hào)，再通過(guò)通信電纜與室內(nèi)ACE通信，發(fā)送狀態(tài)報(bào)文和接收命令。

室內(nèi)ACE計(jì)軸運(yùn)算器接收室外EAK30C狀態(tài)報(bào)文，進(jìn)行計(jì)算，確定出、入口間空閑、占用狀態(tài)，并驅(qū)動(dòng)軌道繼電器。通過(guò)數(shù)據(jù)接口與相鄰的ACE及計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備進(jìn)行通信。

圖2 AZL90型計(jì)軸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

2.2 ZPW-2000A軌道電路

ZPW-2000A軌道電路是在法國(guó)UM71無(wú)絕緣軌道電路技術(shù)引進(jìn)并國(guó)產(chǎn)化基礎(chǔ)上，結(jié)合國(guó)情進(jìn)行的技術(shù)再開(kāi)發(fā)。前者較后者在軌道電路傳輸安全性、傳輸長(zhǎng)度、系統(tǒng)可靠性、可維修性以及結(jié)合國(guó)情提高技術(shù)性能價(jià)格比、降低工程造價(jià)上都有顯著提高。ZPW-2000A軌道電路原理如圖3所示。

圖3 ZPW-2000A軌道電路系統(tǒng)示意圖

2.3 計(jì)軸加ZPW-2000A軌道電路

計(jì)軸加ZPW-2000A軌道電路模式是從功能角度出發(fā)，充分發(fā)揮計(jì)軸和ZPW-2000A軌道電路各自優(yōu)勢(shì)，完成占用檢查，機(jī)車信號(hào)和聯(lián)鎖關(guān)系，原理如圖4所示。

計(jì)軸加ZPW-2000A軌道電路模式用計(jì)軸替代軌道電路的占用檢查功能，控制軌道繼電器，負(fù)責(zé)檢查該區(qū)段是否為空閑狀態(tài)，與既有站內(nèi)聯(lián)鎖設(shè)備實(shí)現(xiàn)點(diǎn)燈，不負(fù)責(zé)斷軌檢查；用ZPW-2000A軌道電路向機(jī)車傳遞連續(xù)的機(jī)車信號(hào)信息，不負(fù)責(zé)占用檢查，接收器只驅(qū)動(dòng)檢查繼電器，用以檢查機(jī)車信號(hào)傳輸?shù)耐旰眯浴?/p>

圖4 計(jì)軸加ZPW-2000A軌道電路結(jié)構(gòu)示意圖

3 計(jì)軸加ZPW-2000A軌道電路電路設(shè)計(jì)

計(jì)軸加ZPW-2000A軌道電路模式電路設(shè)計(jì)是把計(jì)軸系統(tǒng)和ZPW-2000A軌道電路系統(tǒng)疊加，完成外部電路、區(qū)間與區(qū)間、區(qū)間與站內(nèi)等聯(lián)鎖關(guān)系的設(shè)計(jì)。

3.1 計(jì)軸軌道繼電器電路

計(jì)軸軌道繼電器電路是計(jì)軸系統(tǒng)與閉塞設(shè)備的接口。每個(gè)區(qū)段的入口和出口均設(shè)置軌道繼電器GF，當(dāng)列車占用時(shí)，入口和出口GF落下，當(dāng)列車出清后，入口和出口GF吸起。GF繼電器只有一組節(jié)點(diǎn)，因此增設(shè)JGJ1和JGJ2復(fù)示繼電器，每個(gè)區(qū)段設(shè)JGJ1和JGJ2一組計(jì)軸軌道繼電器，并以此納入聯(lián)鎖，邏輯如圖5所示。

圖5 計(jì)軸軌道繼電器邏輯示意圖

3.2 ZPW-2000A檢查表示燈電路

ZPW-2000A檢查表示燈電路用于檢查機(jī)車信號(hào)傳輸通道完好性。當(dāng)列車占用區(qū)段，JGJ1落下，不亮燈，無(wú)車站用時(shí)，JGJ1吸起，機(jī)車信號(hào)傳輸通道有故障，G11JCJ落下，點(diǎn)亮白燈。每一個(gè)白燈電路都要檢查本區(qū)段和前方區(qū)段空閑。電路邏輯如圖6所示。

3.3 計(jì)軸與ZPW-2000A軌道電路切換電路

計(jì)軸與ZPW-2000A軌道電路切換電路實(shí)現(xiàn)“紅光帶”情況下的切換。正常情況下，AGGGJ、BGGGJ、CGGGJ單獨(dú)進(jìn)行占用檢查表示，當(dāng)軌道

圖6 ZPW-2000A檢查表示燈邏輯示意圖

電路GGJ落下，出現(xiàn)“紅光帶”時(shí)，確認(rèn)軌道區(qū)段空閑，線路無(wú)斷軌，人工按下切換按鈕，QHJ吸起，此時(shí)，由AGGJG、BGGJG、CGGJG來(lái)判斷區(qū)段空閑、占用情況。當(dāng)軌道電路“紅光帶”恢復(fù)，由JGJ和GGJ并聯(lián)使用判斷區(qū)段空閑、占用情況，電路如圖7所示。

圖7 計(jì)軸與ZPW-2000A軌道電路切換電路圖

3.4 狀態(tài)不一致報(bào)警電路

計(jì)軸加ZPW-2000A軌道電路存在占用狀態(tài)不一致情況，即當(dāng)計(jì)軸軌道電路為占用狀態(tài)而ZPW-2000A軌道電路為調(diào)整狀態(tài)，因此，增設(shè)狀態(tài)不一致報(bào)警電路，如圖8所示。

圖8 狀態(tài)不一致報(bào)警電路

狀態(tài)不一致報(bào)警電路保證兩種制式不一致時(shí)準(zhǔn)確報(bào)警，并將報(bào)警繼電器的前接點(diǎn)條件納入到控制臺(tái)的移頻報(bào)警，給車站值班員以文字和聲音報(bào)警提示，便于發(fā)生異常情況下的及時(shí)分析和處理。

4 計(jì)軸與ZPW-2000A軌道電路應(yīng)用

京廣線良田—太平里區(qū)段問(wèn)南嶺隧道6 km，羅家渡—張灘間大瑤山隧道14 km，因滲透嚴(yán)重，道床電阻小于0.6 Ω?km，最小為0.15 Ω?km。由于軌道電路不能適用，經(jīng)常發(fā)生“紅光帶”故障，嚴(yán)重影響運(yùn)輸安全及效率。

針對(duì)武廣線UM71軌道電路雨季多處“紅光帶”，圍繞“低道碴電阻道床雨季紅光帶”問(wèn)題，鐵總和廣鐵集團(tuán)公司及各參與單位的共同開(kāi)發(fā)、研制、探索出了切合實(shí)際的方案,并設(shè)計(jì)出“計(jì)軸+雙軌條傳輸ZPW-2000A型機(jī)車信號(hào)信息的無(wú)絕緣移頻軌道電路自動(dòng)閉塞系統(tǒng)”，良田—太平里低道碴電阻區(qū)段的區(qū)間按此系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)施工，于2004年3月開(kāi)通使用。該系統(tǒng)在軌道電路的傳輸安全性、傳輸長(zhǎng)度、系統(tǒng)可靠性、可維修性等方面使系統(tǒng)性能和性價(jià)比大幅度提高。并徹底解決“低道碴電阻道床雨季紅光帶”和“傳輸機(jī)車信號(hào)”的問(wèn)題。

2011年廣鐵集團(tuán)在波羅坑—連江口、張灘—土嶺間又實(shí)施了計(jì)軸加ZPW-2000A軌道電路自動(dòng)閉塞改造施工，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。

5 總結(jié)

計(jì)軸加ZPW-2000A軌道電路模式結(jié)合計(jì)軸系統(tǒng)和ZPW-2000A軌道電路優(yōu)勢(shì)，從根本解決因長(zhǎng)大隧道道床電阻低導(dǎo)致的“紅光帶”問(wèn)題，且有成熟運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)，該模式的成功運(yùn)用對(duì)提高運(yùn)輸效率和保證安全發(fā)揮積極的作用。

[1]宋利.計(jì)軸加軌道電路解決自動(dòng)閉塞“紅光帶”的應(yīng)用[J]. 鐵路通信信號(hào)工程技術(shù)，2010（6）：6-9.

[2]李志先.計(jì)軸+雙軌條無(wú)絕緣自動(dòng)閉塞設(shè)計(jì)[D].成都：西南交通大學(xué)，2005.

ZPW-2000A track circuit is the main track circuit system applied in Chinese railways. But it cannot be used normally in a long tunnel because the low ballast resistance of the tunnel fails to meet its requirement for the minimum ballast resistance. The paper analyzes the application mode of axles overlapping ZPW-2000A track circuits to solve the problems of long tunnel occupancy inspection and locomotive signal.

long tunnel; ZPW?-2000A track circuit; axle

10.3969/j.issn.1673-4440.2016.06.026

2016-04-26）