鐵路zpw—2000無絕緣移頻自動閉塞系統研究

劉斌

摘 要：zpw-2000無絕緣移頻自動閉塞系統由法國UM71無絕緣軌道電路技術引進而來，在根據我國鐵路具體實情的基礎上，進行開發和研究而成的新型系統。它是我國目前用于鐵路的高安全性、高傳輸性、自動化的先進的閉塞制式，zpw-2000無絕緣移頻自動閉塞系統以移頻軌道電路為基礎，通過鋼軌傳輸信息，適用于不同的電氣化和非電氣化區段。

關鍵詞：鐵路信號;zpw-2000無絕緣移頻自動閉塞系統;軌道電路

0 引言

隨著我國經濟社會的不斷發展，鐵路現代化建設程度也在不斷提高，在以高速、高密、重載為特點的鐵路運輸發展方向上，鐵路信號系統已成為其中不可或缺的重要技術手段，它在確保鐵路行車安全，提升鐵路運輸效率，傳遞軌道電路信息等方面起著重要的作用。

1 zpw-2000無絕緣移頻自動閉塞系統的原理及特點闡述

zpw-2000無絕緣移頻自動閉塞系統是基于移頻軌道電路之下的自動閉塞，它通過頻率調制的手段，將低頻信息調至較高頻，形成振幅不變的情況下其頻率隨低頻信息的幅度為周期變化的調制信號。它借助于電氣絕緣節可以有效隔離相鄰軌道電路區段，對相鄰區段頻率信號呈現零阻抗，使相鄰區段的信號短路，從而真正實現相鄰區段電路信號的閉塞。zpw-2000無絕緣移頻自動閉塞系統的移頻軌道電路由主軌道電路和調諧區小軌道電路兩部分組成，小軌道電路被看作是主軌道電路所屬的“延續段”，是用于解決全程斷軌檢查而設置的。

主軌道電路類似“總發送器”，主軌道電路的“低頻調制移頻”信號由電纜通道傳送至匹配變壓器和調諧單元，它在無絕緣的鋼軌之下進行面向主軌道和小軌道的傳輸，經由調諧單元、匹配變壓器、電纜通道，最后傳至本區段接收器。

調諧區小軌道電路信號是由鐵路運行前方相鄰軌道電路接收器進行處理的，在這一區段的接收器接收到主軌道“移頻”信號和小軌道電路繼電器的信號后，確認無誤，即驅動軌道電路繼電器運行。

zpw-2000無絕緣移頻自動閉塞系統的特點主要體現在以下幾方面：

①zpw-2000無絕緣移頻自動閉塞系統由UM71無絕緣軌道電路技術引進而來，保持與UM71無絕緣軌道電路相似的結構優勢;

②通過在調諧區段內添加小軌道電路，可以解決調諧區段斷軌檢查的問題，實現全程鐵路軌道電路斷軌檢查;

③通過減少調諧區分路死區，實現對調諧單元斷軌故障的檢查;

④提高和優化了自動閉塞系統的參數，提升了軌道電路和機械絕緣節軌道電路的傳輸;

⑤通過與我國實情相結合，將法國的ZC03電纜轉為由國產的SPT鐵路數字信號電纜所替代，這樣可以通過減小銅芯線徑，減少備用芯組，從而降低造價成本，提升系統技術性能。

2 鐵路行車指揮控制系統技術方法闡述

2.1 鐵路行車閉塞法

鐵路列車在行車過程中，由于其速度快、質量大的特性，要盡量避免行車過程中的相互避讓方法，這有可能導致后續列車追撞前行列車的后果，而行車閉塞法則可以保證列車在鐵路區段內的行車安全，隸屬于鐵路區間信號系統。由于鐵路線路以車站為分界點進行區段的劃分，而為了實現鐵路各區段的行車能力，自動閉塞區段必須將一個區間又細分為若干個閉塞分區，為了保證各分區的行車安全，列車必須遵循鐵路行車規律進行組織，要在確認區間內（包括各閉塞分區）沒有列車的情況下，才能進行發車，以避免列車相撞或追尾等事故的發生。

依照規律組織行車的閉塞法在我國的鐵路發展上應用多年，主要采用64D和64F型繼電半自動閉塞方式，由于其只能限定一列列車在閉塞區間內運行，因此在鐵路負載較大的情況下，已不能滿足鐵路列車行車的需要，行車控制系統由半自動化轉為自動化閉塞方向，在歷經了交流二元三位式的自動閉塞、交流計數電碼自動閉塞、極頻自動閉塞之后，又發展到了下述的稱頻自動閉塞。

2.2 移頻自動閉塞

移頻自動閉塞由于其具有抗干擾的性能，因而適用于不同的電氣化和非電氣化區段，由我國自主開發研制的zpw-2000無絕緣移頻自動閉塞就是在引進法國的UM71無絕緣軌道電路的基礎上產生的，它以頻率參數作為信息傳輸的制式，采用科學的調制方法，將調制信號轉移至載頻段，形成震蕩，由此顯現出交替變化的“移頻”波形，系統自動將載頻選在工頻的偶次諧波上、區間選在工頻的“奇次”諧波上，從而加強了信號設備管理與控制，可以對故障進行科學系統的分析。

zpw-2000無絕緣移頻自動閉塞系統主要由室外、室內和系統防雷三部分構成：

①室外裝置

室外裝置包括調諧區、機械絕緣節、匹配變壓器、補償電容、傳輸電纜、“調諧區”設備引接線等設備組成。

②室內裝置

室內裝置由發送器和接收器組成，發送器可以產生高穩定、高精度的“移頻”信號源，在同一載頻、同一低頻控制條件下，進行雙CPU電路的應用。接收器的功能是對主軌道電路“移頻”信號進行解調，同時還可以實現對相連的調諧區短小軌道電路“移頻”信號進行解調。另外，接收器還可以接收除本主軌道電路頻率信號之外的相鄰區段的短小軌道電路的頻率信號，在數字信號處理技術下實現兩種頻率信號之間的轉換。

③系統防雷

為了保護裝置設備，需要設置系統防雷裝置，在模擬網絡盤內進行橫向、縱向防護，這一系統防護主要針對兩個方面的雷電引入：其一是從電纜引入的雷電沖擊;其二是從鋼軌引入的雷電沖擊。

總之，zpw-2000無絕緣移頻自動閉塞系統與法國傳入的UM71軌道電路具有更長的傳輸距離，可以滿足我國鐵路行車的具體實情，其系統性能價格比也得到了大幅的提升，滿足了“機車信號作為主體信號”的要求，為鐵路行車安全創造了條件。

參考文獻：

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