TAZⅡ／S295計軸系統在廣州環島新型有軌電車試驗段的應用

焦偵豐

根據我國相關政策，要積極發展多種形式的大容量公共交通運輸網絡，提高線網密度和站點覆蓋率，構建安全可靠、方便快捷、經濟適用的公共交通系統。根據不同城市規模和特點，制定差別化的軌道交通發展目標，有序推進輕軌、地鐵、有軌電車等城市軌道交通網絡建設。與傳統的老式有軌電車相比，經過大量科技化改造后的新型現代有軌電車，不但具有容量大、方便快捷、低碳環保、乘座舒適等特點，還具有較低的建設成本，以及較短的建設工期，正逐步成為一線城市的城鄉結合部大容量交通運輸網絡的主要形式，也成為我國二、三線城市交通運輸行業的發展重點。目前，北京、上海、廣州、深圳、南京、珠海、大連、成都、蘇州、寧波等多個城市，已相繼開通或正在建設新型的現代有軌電車。

1 新型有軌電車試驗段概況

海珠區位于廣州市中部，由珠江水系廣州河段前后航道所環繞。海珠區環島新型有軌電車位于海珠區環島路和新港東路上，途徑海珠區商貿旅游景觀岸線、高尚住宅生活岸線、科技產業工作岸線等。這條線路對解決琶洲區域，特別是臨江地區的出行問題，及配合琶洲CBD城區規劃、支持會展區和總部經濟區的建設和發展將有重大意義。

試驗段為海珠區環島新型有軌電車的一部分，位于其東北端。線路始于萬勝圍，止于廣州塔，線路全長約7．8km；共設置11座車站，均為地面站，平均站間距0．725km；其中最小站間距476m，最大站間距904m；設置停車場1處，調度中心1處 （位于停車場內）。

2 計軸系統在有軌電車項目中發揮的作用

TAZⅡ／S295計軸系統基于列車輪緣探測原理，具有安裝調試和維護簡單、探測范圍小，受外界干擾機率小、按區段模塊化設計等一系列特點，先后服務于廣州、深圳、武漢、北京、南京、杭州等多個區域的城市軌道交通建設。

服務于海珠區環島新型有軌電車試驗段的TAZⅡ／S295計軸系統，主要設在道岔區段。其中：正線39個計軸點，18個計軸區段；停車場設7個計軸點，7個計軸區段，為列車在道岔區段的安全通行提供了有力保障。

此外，還在培訓中心設置了2個計軸點，1個計軸區段，為提高有軌電車信號、運營人員的崗位業務水平、增強一線人員的技術素質和整體技能發揮了重要作用。

2．1 計軸軌旁設備

2．1．1 安裝方案

與鐵路、地鐵、輕軌等采用傳統的 “工”形鋼軌不同，有軌電車多采用槽形軌。在完美解決了線路平交問題，最大限度方便社會車輛通行舒適性的同時，也實現了耐磨防脫的一體化設計。

海珠區環島新型有軌電車正線及輔助線采用60R2槽型軌，鋼軌材質為U75V。有軌電車在軌道上行駛時，車輛輪緣是沿著槽形鋼軌移動，以達到車輛的導向和防脫目的。

TAZⅡ／S295計軸系統軌旁設備包括車輪傳感器和電纜終端盒。其中，車輪傳感器在安裝時要對其位置做適應性調整。如圖1所示，海珠區有軌電車項目在安裝車輪傳感器時，參照了國外的應用方式，即切除了約300mm槽體，并進行了倒角設計，不但有效防止了車輪輪緣與未切除部分的槽體發生沖突的可能，也保證了有軌電車在行駛過程中的乘座舒適性。

圖1 傳感器安裝示意圖

此外，車輪傳感器還采用埋地式終端盒。室內電纜直接在埋地式終端盒內與車輪傳感器構成電氣連接，無其他轉接設備，從而保證了線路的整體景觀效果。在埋地式終端盒內部，還設有一個連接室內外電纜的小盒子，采用復盒材料密封設計，電纜出入口也進行了防水設計，使盒子整體防水、防塵等級為IP67。即使由于惡劣天氣而發生短時浸水，也不會影響設備的正常工作。

2．1．2 排水方案

廣州地處南亞熱帶，春夏季雷雨臺風頻繁，雨量充沛，而包括計軸系統在內的軌道交通信號設備，大部分位于室外軌行區，因此，對線路進行合理的排水設計，盡可能減小降水對設備的影響顯得尤其重要。下面以正線排水系統設計為例，介紹海珠區有軌電車計軸軌旁排水系統設計方案。

如圖2所示，在鋼軌底部布置排水管道，并接至轉轍機的基坑，將轉轍機的基坑與有軌電車線路的綜合排水系統相連。這樣，發生降水時，雨水從車輪傳感器的安裝位置，直接匯集在轉轍機基坑，然后通過有軌電車線路的排水系統排走，就不會在計軸設備傳感器的安裝位置形成積水。

圖2 計軸軌旁設備排水設計示意圖

2．2 計軸系統主機設計

新型有軌電車計軸系統將計軸防雷部分、冗余電源部分、主設備部分和監測診斷部分安裝于同一個計軸機柜，有效節約了信號系統整體空間。

計軸系統的防雷設備包括電源防雷和計軸通道防雷。試驗段計軸主機將電源和計軸通道防雷保安器，安裝于機柜背面的安裝板上，打開機柜后門和安裝板，即可方便地進行設備維護。此外，還配置了 “1＋1”的冗余電源，當任一塊電源模塊故障或維護時，都不會影響計軸系統的正常運行。

2．3 計軸系統復位

2．3．1 復位方式

1．直接復位：在設備無故障且車輪傳感器上方輪緣探測范圍內無金屬干擾物時，執行復位操作后，可使計軸系統立即輸出區段空閑狀態。

2．預復位：當采用預復位方式執行復位操作時，計軸區段軸數被清零，但仍處于占用狀態。只有當下一次計軸過程中，計入和計出軸數相等時，才能給出區段空閑狀態，從而保障列車運行安全。

3．條件復位：復位操作之前，若計軸區段記錄的最后一軸是計出 （區段軸數是遞減）時，執行復位操作，將立即輸出空閑狀態；若計軸區段記錄的最后一軸是計入 （區段軸數是遞增），則執行復位操作后，計軸區段的軸數不會清零，也不會輸出空閑狀態。其他情況下，執行復位操作后，計軸系統將立即輸出空閑狀態。

考慮到計軸復位操作的安全性，本試驗段采用預復位。安全完整度等級達到SIL4級。

2．3．2 復位原理

如圖3所示，當通過外部的繼電器接點或按鈕，把計軸機柜內部的24V電源加到繼電器ACR1．1和ACR1．2的線圈上，則繼電器ACR1．1和ACR1．2將勵磁吸起，計軸內部將執行復位操作。在ACR1．1和ACR1．2吸起時間保證不低于2s的情況下，計軸系統內部將完成復位操作。

圖3 計軸系統復位原理

由于海珠區環島新型有軌電車采取中心調試的行車方式，所以計軸系統也采用了在中心進行復位操作。當計軸區段因干擾等原因需要復位時，由中心的調度員通過鼠標點擊調度中心計算機屏幕上的軟按鈕執行復位操作，并通過傳輸系統，將計軸復位指令輸送至現場的控制電路，由現場的控制電路控制復位繼電器FLJ吸起。現場的復零繼電器FLJ安裝于道岔控制柜內。

如圖4所示的計軸復位電路，當FLJ吸起時，計軸系統內部的ACR1．1和ACR1．2繼電器的線圈上將同時被加上24V電源。這時，ACR1．1和ACR1．2將同時吸起，計軸系統將執行計軸復位操作。

如果由于中心調度系統至現場的傳輸鏈路出現故障，導致計軸系統不能正常復位時，可在車站的計軸機柜上執行計軸系統復位操作。

2．4 計軸監測診斷系統

圖4 計軸系統復位電路

TAZⅡ／S295計軸系統的監測診斷系統，能夠向微機監測等外部設備輸出計軸系統的工作狀態和運行數據，有利于設備的故障診斷。其中，輸出的運行數據包括但不限于計軸區段的空閑／占用狀態、計軸設備的復位記錄、車輛通過計軸區段時的軸數。同時，通過現場配置的計軸系統監測維護終端設備，既能清晰看到設備的工作狀態和運行數據，也可以在本地對運行數據進行查找、統計、回放等操作。

計軸系統監測維護終端，通過冗余通信通道把設備的各種運行數據發送到其他信號設備，運營人員可對其執行更進一步的數據處理。

3 結束語

設備安裝完成之后，對計軸系統的現場運行數據進行了測試和觀察。通過現場的測試數據可以看出列車通過時，計軸系統探測到的列車輪軸信號干凈、穩定，完全滿足計軸設備的工作要求。這表明TAZⅡ／S295計軸系統完全適應廣州海珠區新型有軌電車的現場環境，工作穩定、可靠。海珠區新型有軌電車于2014年12月31日開始載客運行。

目前為止，廣州海珠區環島新型有軌電車計軸系統工作穩定、可靠，無論是計軸設備的安裝方式還是復位方式等，都可以做為其他有軌電車項目信號系統設計的范本，具有非常重大的參考和借鑒意義；對推動我國有軌電車建設和發展，也有十分重要的積極意義。

［1］ 中華人民共和國 ．國發〔2012〕18號 ．“十二五”綜合交通運輸體系規劃［S］．2012．

［2］ 余家材，譚伯楷，莫賢清，羅靜蘭．廣州降水天數的統計規律［J］．廣東氣象，2009，31（6）．