駝峰分路道岔軌道電路分路不良防護存在的問題和對策

李 華

李 華:中鐵第四勘察設計院集團有限公司通信信號研究設計處高級工程師 430063 武漢

在我國鐵路自動化駝峰溜放進路控制中，仍存在著由于車輛踏面污染或軌面除銹不徹底、輕車跳動等原因，使溜放車組在駝峰分路道岔軌道電路上發(fā)生分路不良，造成道岔中途轉換而導致脫線事故發(fā)生的情況。雖然在現有駝峰控制系統(tǒng)中采取了一些防護措施，但均不能根本解決。

每次駝峰脫線事故都會給運輸生產帶來較大的影響，使車輛和信號設備損壞，造成經濟上較大的損失。能夠有效地防止因駝峰分路道岔軌道電路分路不良而導致的車輛脫線事故，對保障自動化駝峰安全高效運用具有重要的意義，因此，對駝峰分路道岔分路不良防護技術進行研究十分必要。

1 駝峰分路道岔控制原理及特點

在駝峰調車場范圍內，車輛溜放過程中要經過的分歧道岔，稱為分路道岔。無論是道岔自動集中還是計算機控制，對于駝峰溜放進路的控制都是根據解體作業(yè)計劃單，通過命令傳遞和執(zhí)行2個環(huán)節(jié)控制分路道岔轉換，使溜放車組正確進入計劃股道。進路命令能隨車組的溜放向峰下自動傳遞，當車組壓入道岔軌道區(qū)段時，進路命令將傳至下一級道岔。

為了保證駝峰溜放作業(yè)的效率，必須允許預置命令，即不論道岔區(qū)段是否空閑，都將接受進路命令。道岔控制電路接受進路命令后，將分下列2種情況進行道岔轉換:

1．如果道岔上無車，道岔區(qū)段空閑，就馬上根據進路命令控制道岔轉換。

2．如果道岔上有溜放車組，道岔區(qū)段被占用，就應在這個車組出清后，根據進路命令控制道岔轉換。

在道岔控制電路中，道岔區(qū)段的占用是關鍵條件。在第2種情況下，如果因為道岔軌道電路分路不良，出現錯誤出清，而道岔又需要根據進路命令轉換，將導致在有車的情況下分路道岔中途轉換，造成事故。

2 駝峰軌道電路分路不良防護技術分析

2.1 道岔軌道電路設置

為了防止由于輕車跳動短時失去分路而造成軌道繼電器錯誤吸起，在駝峰上對每個分路道岔區(qū)段采用了雙區(qū)段軌道電路，其電路如圖1所示。

雙區(qū)段軌道電路就是在保護區(qū)段短軌和道岔基本軌接縫間加入一對絕緣，把一個道岔區(qū)段分割成兩段軌道電路。如圖1中，DG1和DG各設一個軌道繼電器DG1J和DGJ。其中DG1J采用雙線圈并聯(lián)。另外設一個反復示繼電器FDG1J，FDG1J的落下接點串入DGJ的勵磁電路中。當車組壓入DG1時，DG1J落下使FDG1J吸起，于是DGJ也落下。由于FDG1J采用緩放繼電器，車組在DG1區(qū)段發(fā)生跳動時，即使DG1J錯誤吸起，FDG1J依靠緩放仍保持吸起，DGJ始終落下。當FDG1J經過緩放時間落下時，車組已進入了DG區(qū)段，所以DGJ還是落下。FDG1J采用JWXC-H340型繼電器。

圖1 駝峰分路道岔軌道電路設置原理圖

從以上分析可以看到，FDG1J只能防止車組在DG1區(qū)段發(fā)生的跳動。由于DG1的長度一般都小于溜放車輛的第2、3軸之間的距離，實際溜放過程中車輛會跨過DG1J區(qū)段，使DG1J正常吸起。如果在這段時間內車組在DG區(qū)段上發(fā)生跳動，雖然在FDG1J緩放時間內仍能使DGJ保持落下，但是超過緩放時間后，DGJ就將錯誤吸起。所以，FDG1J對防止輕車跳動的作用是有限的。

2.2 控制系統(tǒng)軟件防護

當駝峰進路實現計算機控制后，系統(tǒng)設計人員試圖從軟件上對駝峰軌道電路分路不良進行防護，其主要的設計思路是通過計算車組占用道岔區(qū)段的時間來判斷道岔軌道電路失去分路是否是分路不良造成。系統(tǒng)利用峰頂計軸或作業(yè)計劃中的輛數信息(推測車組長度)、事先存儲在計算機內的站場區(qū)段距離參數表中的區(qū)段長度，及車組通過軌道區(qū)段的最高限制速度(第一分路道岔為18.0 km/h、其他區(qū)段為21.6 km/h)，計算車組從占用到出清該道岔區(qū)段的最小時限，稱為“軌道電路區(qū)段占用屏蔽時間”。

系統(tǒng)實際占用時間少于該時間限時，將判定為軌道電路分路不良。一旦系統(tǒng)判定發(fā)生了輕車跳動，將及時報警，并拒絕為后續(xù)車組發(fā)出道岔控制命令。

采用區(qū)段屏蔽時間技術可以在一定程度上解決軌道電路分路不良引起的道岔中途轉換問題。但由于在區(qū)段屏蔽時間的計算中，車組速度選用的是統(tǒng)計值，當實際車組走行速度小于設定值時，計算所得的區(qū)段屏蔽時間將小于車組實際占用時間，也就縮短了對軌道電路分路不良判斷的時間。尤其是車組進入第一分路道岔的速度變化很大，與車組長度和推峰速度以及是否摘鉤都有關系，所以簡單地取一個定速進行判斷顯然不夠嚴密。

一種改進方法是利用控制系統(tǒng)在每個道岔保護區(qū)段安裝的車輪傳感器，測量車組的實時速度，用這個速度來計算區(qū)段屏蔽時間，使區(qū)段屏蔽時間接近車組實際占用時間。同時，通過車輪傳感器計軸，判定車組在道岔區(qū)段的位置，再根據車組的實際位置決定發(fā)出進路命令的時機。采用這種方法可以提高對軌道電路分路不良判斷和防護的實效性，但對于車輪傳感器的可靠性要求較高。當車輪傳感器計軸錯誤(多軸或少軸)時，也將會影響對軌道電路分路不良的判斷和防護。

3 結論

綜上所述，無論是繼電電路還是控制系統(tǒng)軟件，對軌道電路分路不良的防護都存在著不足之處，這也是目前國內駝峰仍存在因駝峰分路道岔軌道電路發(fā)生分路不良而造成道岔中途轉換的原因之一。要完全解決這個問題，可以從以下2個方面進行研究。

1．研制高可靠性的車輪傳感器，在分路道岔區(qū)段的入口和出口分別安裝車輪傳感器。控制系統(tǒng)對車組占用和出清道岔區(qū)段的判斷不再依賴于軌道電路，而是根據車輪傳感器來判斷，進行進路命令的傳遞和執(zhí)行。國外實際應用中，德國西門子公司MSR32駝峰控制系統(tǒng)就采用全車輪傳感器技術控制駝峰溜放進路，取消了駝峰軌道電路。

2．研究一種不依賴于軌道電路判斷車輛位置的裝置，即研制一種置于駝峰分路道岔區(qū)段的非接觸式車輛檢測設備，為駝峰控制提供一種除常規(guī)道岔軌道電路、車輪傳感器之外的判定車輛位置的方法。可以將這種設備的檢測結果輸入至計算機控制系統(tǒng)，為系統(tǒng)判斷提供條件，也可考慮將這個檢測條件直接接入道岔控制電路。

總之，在經濟技術合理的前提下，研制不依賴于軌道電路的設備，才能更好地對駝峰分路道岔軌道電路分路不良進行有效的防護。

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