铁路信号电码化电路的设计研究

  铁路信号电码化电路的研究  杜强Summary：铁路信号电码化系统为铁路正常运行发挥着至关重要的作用，本文将会对电码化电路的种类及各型组成电路等方面来对铁路信号电码化电路的设计进行研究，以更好的提高铁路信号的运行效率。Key：铁路信号电码化电路设计随着社会经济建设的快速发展，铁路建设得到了强有力的社会助力，而铁路信号系统直接决定整个铁路系统的运行效率，其中的铁路信号电码化电路更是该专业的核心部分，为了更好的满足铁路整体提质、提速要求，需要对铁路信号电码化电路的设计给予高度的重视，对其中存在的缺陷和不足需要采取有效的措施给予解决，以更好的发挥铁路信号电码化电路的优势，确保铁路系统的安全、高效运行。一、电码化电路的种类（一）电码化设备类型目前在我国铁路线上，常见的电码化设备包括交流计数小型化型电码化设备，ZPW-2000型电码化设备，其中交流计数小型化型电码化设备随着计算机联锁设备及97型25Hz相敏轨道电路的推广使用也逐步淘汰。各系统设备均由室内设备和室外设备两部分组成。其中室内设备由站内发送器、站内功放器、发送采集器、温控单元、站内散热单元、室内隔离盒、室内调整变压器、站内發送组合、站内功放组合、送端隔离组合、受端隔离组合、电码化匹配防雷调整组合、站内移频架等设备组成。室外设备由室外隔离盒、轨道变压器及铁路数字信号电缆等设备组成。（二）二线制、四线制电码化的区别ZPW-2000型电码化设备在实际应用中根据室外设备传递信息是否与轨道电路叠加共用电缆芯线，分为二线制电码化和四线制电码化。二者的区别在于二线制电码化由于与轨道电路叠加共用电缆芯线，可节约室外电缆的工程成本，却需要保证铁路数字信号电缆星绞组的使用及备用，且数字信号易受到轨道电路设备的影响。而四线制电码化与轨道电路各自使用独立的电缆芯线，大大保证数字信号的有效传输，现阶段在新上设备及既有站、线改造中均正大力推广使用。（三）频率及补偿电容的设置在ZPW-2000型电码化设计应用中，平行的两条正线，其接车进路及接近区段的载频应交错配置，每条正线接车进路及接近区段的载频也应交错配置。载频布置原则：下行正线接车为1700-1，下行半自动接近区段2300-1；上行正线接车2000-1（或2600-1）；上行半自动接近区段2600-1（或2000-1）；股道下行方向1700-1（或2300-1）、上行方向2000-1（或2600-1），相邻股道载频交替设置。同时350m以上的电码化道岔区段和无岔区段增加补偿电容，80uf（1700，2000Hz）和60uf（2300，2600Hz），在安装有道口信号轨道电路（开路式和闭路式）的区段，在道口轨道电路作用区域内补偿电容换为道口专用补偿电容。二、电码化电路的常用类型（一）接近区段电码化电路1.无分割接近区段电码化电路。设计长度一般为400m或1500m，电码化电路采用了占用发码方式的发码方式，即列车压入接近区段JG后，JGJF将会通过其落下的接点JGJF23、JGJF13接通发码电路，通过对编码电路原理进行分析后发送至钢轨。当列车出清JG后，JGJF同样会经过其吸起接点JGJF22、JGJF12切断XJG的发码电路。2.有分割接近区段电码化电路。单指当果信号机外方接近区段超过了其轨道电路的极限长度时，须要将其接近区段轨道电路分割成GJ1、GJ2两个或多个轨道区段。此时为保证长接近区段的连续发码，可以选择预叠加发码方式。即列车进入GJ1接近区段时，此时需要GJ1和SJGJ2两个轨道区段同时发码，当列车进入GJ1区段时，会使GJl区段开始发码，而GJ2区段进行预发码状态。（二）正线接、发车进路电码化电路在进行正线电码化电路设计过程中，一般设计结构采用了正线发车进路和接车进路共用电码化发送的设备，使电路同时满足FMJ（发车发码继电器）/JMJ（接车发码继电器）的控制条件。当FMJ/JMJ吸起时，进路中的电码化信息会通过电码化信号发送设备进行传输，同时将整个正线接车、发车进路的道岔区段、无岔区段、股道区段联系起来的多个轨道区段传递电路，通过预叠加发码方式实现整个发码过程，电路类型与有分割接近区段电码化电路中的电路相似。（三）股道电码化电路股道电码化电路包括正线股道电码化电路及侧线股道电码化电路，其中在正线电码化电路中已经包含了正线股道电码化电路，这里我们通常指的是侧线股道电码化电路，其电路类型与无分割接近区段电码化电路中的电路相似，为占用发码方式的发码电路。三、编码电路设计编码电路是整个电码化电路中的核心大脑，其数据的正确可靠，是保证机车信号正确接收的重中之重。该电路中通过对列车信号继电器LXJ、正线继电器ZXJ、引导信号继电器YXJ等继电器的复示继电器的选择应用来完成机车信号数据信息的编码，电路图示例如图1所示，具体分析如下：在常态进路信号机SMLN信号未开放，SMLNLXJF、SMLNYXJF落下，发送器发HU码。当进路信号机SMLN开放引导信号，SMLNLXJF落下，SMLNYXJF吸起，发送器发HB码。当进路信号机SMLN列车信号开放，正线接车时，SMLNLXJF吸起，SMLNZXJF吸起，发送器发U码。当进路信号机SMLN列车信号开放，侧线接车时，SMLNLXJF吸起，SMLNZXJF落下，发送器发UU码。在实际应用中如遇到有通过进路或经过18#及以上辙岔号道岔侧股的列车进路时，还须在ZXJF的12后接TXJF或SUJF的11，并通过TXJF的12和SUJF的12接通发送器相应编码的接点位置，已完成整个编码电路。另在调车接近区段发码时，其编码电路使用DXJF替换上图的LXJF作为编码条件。四、传递电路设计传递电路作为电码化电路中的纽带，连接着电码化室内、外设备，是承上启下的关键组成。该电路中使用列车进路中轨道区段的条件来完成各传递继电器的励磁电路，同时利用LXJ、ZXJ等继电器完成FMJ/JMJ的励磁电路，电路分析以图2的接车进路分析。该接车进路中共包含2个道岔区段、1个无岔区段及一个股道区段，实际应用中为了保证发码电路的正确启用及恢复，我们通过JMJ的励磁电路来实现。电路中S4JMJ通过进路始端SML进路信号机的LXJ、ZXJ条件吸起，利用自身第1组接点完成自闭电路，并利用进路中轨道区段的条件完成S4JMJ的电路恢复。同时为保证进路上各区段连续发码的安全可靠，实现电码化的预叠加发码，我们利用各区段的轨道继电器GJ的复示继电器和JMJ条件完成传输继电器的励磁电路。电路中通过股道区段、JMJ、进路中的轨道区段及进路外方第一个轨道区段的条件实现各个轨道区段对应的传递继电器CJ的励磁电路。整体过程是随着列车通过该接车进路，JMJ处于吸起状态，对应轨道区段的GJ落下，使各CJ提前一个轨道区段完成吸起，以达到预叠加发码的目的，同时随着列车移动，各轨道区段的GJ逐个恢复，实现了CJ的电路复原。五、报警电路设计每一个发送器设备都有一个发码报警继电器FBJ，在设备工作常态时处于吸起状态，当其设备故障时，FBJ落下，同时启動电码化N+1电路。而在移频报警电路设计中，通过FBJ的吸起条件，将全站的每个FBJ串联，共同完成移频报警继电器YPBJ的励磁电路。六、N+1电路设计在铁路信号设计中，故障导向安全是不变的设计原则，为了电码化设备的安全、可靠，在各设备处于正常工作状态下，会增设一台发送器处于热机备用状态，此时如果主机发生故障时，则会通过FBJ的状态自动调节至备机（+1）工作状态。由于N+1电路中的发送器是全站电码化设备的备用，其编码条件须满足全站电码化设备的发送要求，因此各条件继电器在设备间环线时应遵循同组合优于同组合架优于同排架的原则，依次环接以保证组合侧面配线的准确性。七、小结上述各型控制电路组成了铁路信号设计中的电码化电路，中国的铁路在高速发展，但是发展的同时如何提高铁路系统的运行效率，确保行人民群众的生命财产安全，是我们须时刻面对的重任。因此更好的完成电码化电路设计，就需要根据实际情况对其各个环节的电路进行科学、合理的设计，满足故障导向安全的设计理念。 -全文完-