利用計軸設備提高非自動閉塞區段通過能力的解決方案

于利　董世偉

摘 要：計軸自動所間閉塞系統是在非自動閉塞區段基于計軸和自動閉塞方向電路的原理研制的一種閉塞制式，是解決非自動閉塞區段運輸能力緊張的有效技術措施和方案。該方案投資少、建設周期短、見效快，能夠有效地緩解通過能力緊張狀況。

關鍵詞：計軸設備；半自動區段；自動所間閉塞；方案

目前，我國鐵路單線區段約占50%，其區間大多采用64D型繼電半自動閉塞。這種閉塞設備適應于我國單線鐵路站間距離短、列車成對運行和追蹤系數小的運營線路，在保證行車安全、提高運輸效率、改善勞動條件等方面發揮了顯著作用。但是對于有些單線區段長度在15km以上，甚至達到40km～50km，采用64D型繼電半自動閉塞組織行車，已不能滿足當前的運量需求。

2007年，哈爾濱鐵路局運輸處對富嫩線、嫩林線進行了多次現場調研，提出了《關于對能力限制點進行擴能改造的調研報告》，報告認為目前富嫩線、嫩林線區段通過能力已經飽和，設備能力急需加強，應盡快解決限制區間的問題。

針對上述需求，我們提出了“計軸自動所間閉塞系統”（以下簡稱“自動所間閉塞”）提高運能的解決方案。該方案是在非自動閉塞區段基于計軸和自動閉塞方向電路的原理研制的一種閉塞制式，是解決非自動閉塞區段運輸能力緊張的有效技術措施。

1 解決方案的比選

1.1 總體方案

解決單線半自動區段限制區間的運能問題，方案不止一種，可選的方案還有：單線雙方向自動閉塞、區間增加車站或區間增設無人無配線線路所等。

從經濟性角度看，采用自動閉塞或增加車站，都需要較大的投入和較長的建設周期，而且增加車站還需增加行車作業人員。以富西線老萊～伊拉哈限制區間為例，采用計軸自動所間閉塞系統（區間增設無人無配線線路所）的工程投資為240萬左右；建設周期約為2個月。若采用單線自動閉塞解決方案，工程投資應在1000萬元以上，建設周期約為2年。

從技術角度看，采用自動閉塞方式，當站間距離超過30公里時，目前的軌道電路設備、信號點燈設備都難以滿足要求。若區間不增設無人無配線線路所，而采用集中控制方式的計軸自動所間閉塞，同樣面臨計軸和信號設備長距離信號傳輸問題，還需要敷設大量的電纜。

從可維護性的角度看，“自動所間閉塞”將分界點的設備集中放置在工作房中，確實存在設備維護不便的問題。因此，本系統在采取措施提高設備可靠性的同時，還使用了遠程監測技術，提前預警、準確診斷。

通過以上綜合分析來看：采用計軸自動所間閉塞系統，在區間增設無人無配線線路所的方案投資少、建設周期短、見效快。

1.2 線路所通過信號機

按照技規第341條的規定：采用半自動閉塞區段通過信號機，在分界點設置綠、紅二顯示機構通過信號機，進行站間區間分割，信號機顯示紅燈為定位。當發車方向建立后，與發車方向一致的線路所通過信號機點綠燈，而反向的線路所通過信號機點紅燈；信號機顯示紅燈時，列車不得越過該信號機。因設備故障信號機顯示紅燈或滅燈時，可在兩端站值班員確認區間空閑后，司機憑調度命令進入區間。此方案需路局制定辦法，解決系統故障后，線路所無人情況下，如何通過絕對禁止信號的問題。

1.3 改變運行方向電路實現方案

自動所間閉塞是基于計軸和自動閉塞方向電路的原理研制的一種閉塞制式。運行方向電路的實現方式有三種方案：

方案一是采用標準定型的四線制方向電路，該方案成熟且已經過大量的工程運用驗證，但該方案需要在站間敷設電纜，工程造價高。

方案二是采用與計軸一體化的基于光纜傳輸的方向電路，安全邏輯通過軟件來實現。該方案設備簡單，集成度高，但研發工作量較大，還存在一個認證周期的問題。

方案三是在原標準定型的四線制方向電路基礎上，利用計軸設備的安全信息傳輸功能，解決方向電源條件在光纜通道上的轉換問題。該方案基本上不改變原方向電路的原理和結構，實現簡便，安全邏輯透明度高，本系統即采用了此方案。

綜上所述，系統結構圖見圖1。該系統通過在站間增設線路所作為分界點，將其分割成兩個所間區間，在線路所處上、下行設并置線路所通過信號機，并在線路所通過信號機處設置計軸車輪傳感器，利用計軸設備檢查各所間區間的占用和空閑狀態。在線路所通過信號機外方設置接近連續式機車信號及預告信號機，接近軌道區段采用自動閉塞軌道電路設備，為機車信號提供電碼化信息，并能作為計軸去除±1軸干擾的判斷依據，防止系統提前解鎖，機車信號有效工作距離不小于1200m；分界點確定為無人無配線線路所，在線路所設置設備工作房，用于安放計軸、軌道電路及電源等設備；兩個車站與區間分界點之間設置貫通光纜，用于傳遞計軸信息和方向電路安全信息等；車站設繼電結合電路，實現方向電路、信號控制切換等功能。自動所間閉塞為基本閉塞法，原64D停用。計軸閉塞故障后，改用電話閉塞法。

2 系統構成與原理

2.1 計軸自動所間閉塞共分為六個子系統。包括計軸子系統、方向電路子系統、線路所信號顯示子系統、線路所軌道電路子系統、線路所電源子系統和監測子系統。

2.2 計軸子系統除完成區間占用或空閑檢查外，還要實現站間安全信息傳輸功能。

2.3 站間、車站與線路所間敷設專用光纜，用于傳遞計軸、站間透明等安全信息。

2.4 計軸自動所間閉塞獨立工作，不依賴于64D半自動閉塞設備。原64D半自動閉塞系統停用。當計軸自動所間閉塞發生故障時直接改用電話閉塞法行車。

2.5 在分界點增設工作房，用于安置系統室內設備。工作電源采用AC220V供電，取自站間貫通電源。

2.6 在分界點并置兩架信號機，分別對應上、下行，用以防護運行方向前方區段。該信號機采用二顯示信號機構。

2.7 分界點設置軌道電路，為機車信號提供電碼化信息，并能作為計軸去除干擾的判斷依據，防止系統提前解鎖。

3 結束語

“計軸自動所間閉塞系統”的試驗工程選在哈局富嫩線老萊站至伊拉哈站之間，該工程于2009年4月27日正式開通投入運用，系統運行安全穩定。根據運輸部門統計數據，該系統投入使用后，運輸能力日均提高3.5列。2010年7月，該系統又在哈局濱洲線昂昂溪至紅旗營間投入運用，有效地緩解了這一線段的通過能力緊張狀況。