動車所分割股道預疊加電碼化設計探討

黃媛媛

(1．北京全路通信信號研究設計院集團有限公司，北京 100070；2．北京市高速鐵路運行控制系統工程技術研究中心，北京 100070)

1 概述

高鐵因其方便、快速、準時，成為人們旅行、出差首選。客專列車分為長編組列車和短編組列車。一般情況下，長編組列車為16列，短編組列車為8列。

動車運用所為增加停車能力，在不增加股道個數的條件下，將股道中間增加分割，設置具備列車阻擋功能的調車信號機[1]，通過辦理長、短進路，使2列短編列車停在一個股道上。

2 問題提出

重慶西動車所為增加停車能力，在考慮消防通道、股道實際停車長度等情況下，在大部分股道設置分割，如圖1所示。

在聯調聯試過程中，出現動車組列車在剛越過分割信號機后，觸發緊急制動的情況。

圖1 重慶西動車所車站平面示意圖Fig.1 Scheme diagram of Chongqing West EMU station

車載報告顯示，列車在未越過分割信號機前，收到HU碼，越過分割信號機時，收到JC碼，觸發列車緊急制動。地面設備中，G1、G2的發送器均正常發送HU碼。經排查，發現用于G2預上碼的YMJ未能吸起，在列車越過分割信號機時，發送器至鋼軌的上碼通道為“中斷”狀態，發送器發碼未能送至鋼軌，車載按照“若地面無碼前為HU碼，則輸出緊急制動”[2]處理。

3 案例分析

重慶西動車所設置聯鎖和列控中心設備。由于站內軌道區段較多，采用25 Hz軌道電路，直向接發車進路預疊加電碼化[3]，側向股道疊加發送器，均由列控中心控制編碼。

以7G為例，發送器X7F-FS為7G1發碼，X7FS為7G2發碼，如圖2所示。7G股道中間的分割信號機為“紅藍白”機構。當辦理長接車進路（至G2）時，分割信號機顯示藍燈，列車可以越過該架信號機進入G2停車[4]；當辦理短接車進路（至G1）時，分割信號機顯示紅燈，不允許列車越過分割信號機。

原設計圖中設置7GYMJ1和7GYMJ2，分別用于股道G1、G2的GCJ勵磁電路，進而勾通發送器至鋼軌的上碼通道，如圖3所示。

圖2 7G、8G發送器布置示意圖Fig.2 Scheme diagram of 7G and 8G sender arrangement

圖3 GCJ勵磁電路圖Fig.3 Circuit diagram of energized GCJ

GCJ勵磁電路使用的YMJ由列控中心[5]驅動。驅動邏輯為：辦理向7G1的短接車進路時，列車壓入接車進路咽喉區最末區段7DG后，驅動7GYMJ1吸起；當列車壓入G1，股道GJ落下時，7GYMJ1落下。辦理向7G2的長接車進路時，列車壓入接車進路咽喉區最末區段7DG后，驅動7GYMJ1、7GYMJ2吸起；當列車壓入G1，股道GJ落下時，7GYMJ1落下；當列車壓入G2，股道GJ落下時，7GYMJ2落下。如果分割信號機藍燈因故滅燈而改點紅燈時，也應驅動7GYMJ2落下。

列控驅動YMJ所需的進路條件，通過通信接口從聯鎖處獲得[6]。當辦理至G2的長接車進路后，聯鎖向列控發送進路信息，包含進路號、信號機顯示、鎖閉區段等信息。當該進路解鎖或者取消時，聯鎖停發進路信息。

根據聯鎖、列控設備交互的數據分析，G2預上碼的YMJ未能吸起，是由于聯鎖提前停發進路信息。正常情況下，在列車壓入G2之后或者列車停穩一段時間后聯鎖停發進路，但此次卻在列車完全進入G1后就停發進路信息（聯鎖軟件中長進路仍在鎖閉狀態）。列控按照邏輯驅動7GYMJ2吸起，當失去進路信息后，認為驅動條件不滿足，停止驅動7GYMJ2，使其失磁落下。

4 分割股道預疊加上碼需求

4.1 G1預發碼需求

與普速列車的機車相比，動車組列車的單節車廂整備質量要小得多，空載時其自重更小[7]。因此，僅第一輪對壓入發碼區段時，其分路效果不明顯。為提高列車運行效率，解決股道短時分路不良的問題，對側線股道進行預疊加電碼化。通過設置預發碼繼電器YMJ，使股道提前上碼。

G1預發碼設計與標準側線股道相同。當YMJ故障無法吸起時，G1實際為占用式上碼，由于側向進路咽喉區為JC碼，不影響列車正常運行。

4.2 G2預發碼需求

由于動車組列車軌道電路信息接收天線距離自身輪對有一定距離，如果G2為占用式上碼，當動車組列車僅天線部分越過分割信號機，輪對未進入G2時，G2發送器發碼不能傳遞至鋼軌，車載ATP在容忍時間范圍內收不到有效碼，則判定列車掉碼，影響列車運行。如果G1發碼為HU，車載無法收到G2發碼時，按照“若地面無碼前為HU碼，則輸出緊急制動”處理。因此G2需采用預發碼功能，且必須可靠。

5 分割股道預發碼設計方案

針對G1、G2不同上碼需求，以7G為例，本文給出5種預發碼繼電器的設置方式及相應YMJ的驅動邏輯。

5.1 設計方案一

設置1個通用YMJ，用于股道預上碼，7G-GCJ勵磁電路如圖4所示。

圖4 GCJ勵磁電路圖（一）Fig.4 Circuit diagram of energized GCJ (1)

無論辦理長進路或者短進路，均驅動同一個YMJ。常態落下，當列車壓入咽喉區最末區段7DG時，驅動YMJ吸起，進而使7G1和7G2的GCJ吸起，溝通7G1和7G2的上碼通道。當短進路解鎖或者長進路列車壓入G2時，驅動YMJ落下。

該方案驅動邏輯簡單，外部電路構造簡單。但是無法區分列車最終停靠位置、有針對性對股道上碼。此種情況下，如果僅辦理短接車進路，可能會造成G2提前上碼。當列車因故闖過顯示紅燈的分割信號機時，由于G2提前上碼，無法對列車進行有效的防護。

5.2 設計方案二

設置7GYMJ1和7GYMJ2，分別用于辦理長、短進路時使用，GCJ勵磁電路如圖5所示。

圖5 GCJ勵磁電路圖（二）Fig.5 Circuit diagram of Energized GCJ (2)

辦理向7G1的短接車進路時，列車壓入接車進路咽喉區最末區段7DG后，驅動7GYMJ1吸起；當列車壓入G1，股道GJ落下時，YMJ落下；辦理向7G2的長接車進路時，列車壓入接車進路咽喉區最末區段7DG后，驅動7GYMJ2吸起；當列車壓入G2，股道GJ落下時，YMJ落下。如果分割信號機藍燈因故滅燈而改點紅燈時，也應驅動YMJ落下。

該方案根據不同進路，有針對性的對股道進行預疊加上碼。缺點是7G1GCJ勵磁條件較為復雜，外部電路也較為復雜，股道較多時，工程量增大。

5.3 設計方案三

設計方案三如圖3所示。

該方案中G1、G2的GCJ外部電路結構相似，構造簡單。根據進路情況對不同股道進行預疊加上碼。缺點在于辦理長進路需驅動2個YMJ，且2個YMJ的驅動時機不完全一致，驅動邏輯較為復雜。

5.4 設計方案四

設置7GYMJ，用于辦理股道G1、G2上碼使用，GCJ勵磁電路如圖6所示。

辦理短接車進路時，列車壓入接車進路咽喉區最末區段7DG后，驅動7GYMJ吸起；當列車壓入G1，股道GJ落下時，7GYMJ落下；辦理長接車進路時，列車壓入接車進路咽喉區最末區段7DG后，驅動7GYMJ吸起；當列車壓入G2，股道GJ落下時，7GYMJ落下。

圖6 GCJ勵磁電路圖（四）Fig.6 Circuit diagram of energized GCJ (4)

該方案為方案一的改良版，加入分割信號機LXJ的使用，將預上碼與分割信號機的顯示相聯系。由于分割信號機的藍燈是由其LXJ的前接點勾通，當LXJ落下時，藍燈無法點亮，G2不進行預疊加上碼。但是長、短進路驅動時機不完全一致，驅動邏輯較為復雜。

5.5 設計方案五

短進路設置一個YMJ，長進路利用繼電電路進行預疊加，GCJ勵磁電路如圖7所示。

圖7 GCJ勵磁電路圖（五）Fig.7 Circuit diagram of energized GCJ (5)

設置7GYMJ，用于短接車進路。長接車進路利用G1GJ，以及股道分割信號機點亮藍燈時聯鎖驅動的LXJ，作為G2預上碼條件。辦理長/短接車進路時，列車壓入接車進路咽喉區最末區段7DG后，驅動7GYMJ吸起；當列車壓入G1，股道GJ落下時，7GYMJ落下。

與方案四相比，同樣加入分割信號機LXJ的使用，將預上碼與分割信號機的顯示相聯系。該方案比方案四電路更簡單，軟件實現也更簡單，且G2的預上碼功能與YMJ不關聯。

5.6 綜合分析

前四種方案G2的預上碼都采用YMJ繼電器。由于動車所股道分割信號機的特殊設置，G2對于預發碼需求較高。因此，進行工程設計時需要考慮到YMJ故障對列車運行的影響。

當YMJ由列控中心驅動，且使用YMJ對G2進行預上碼時，需要注意聯鎖長進路的解鎖時機[8]。如果僅僅出清咽喉區就將長進路解鎖，可能會造成G2YMJ提前落下。因此，需要聯鎖和列控提前溝通長、短進路的不同解鎖時機。

當YMJ由聯鎖驅動時，可以考慮進路情況與YMJ的統一性。例如，當G2YMJ無法正常驅動時，是否考慮打落分割信號機的LXJ，使其熄滅藍燈，改點紅燈。

重慶西動車所由于工期緊張，暫時不對軟件進行修改。現場按照方案五修改G2預上碼電路，修改后動車組列車運行正常。

6 結束語

工程設計時，對于分割股道預疊加發碼的設計，既要考慮外部電路構造，又要考慮軟件YMJ驅動邏輯是否易于實現，而YMJ驅動邏輯與外部電路又存在非常緊密的聯系。

無論采用何種方案，當YMJ由聯鎖或者列控中心驅動時，需要結合具體繼電電路，明確相應驅動邏輯。