軌道電路在區間閉塞中的應用

張佳興

摘 要：隨著經濟的發展，各地區之間的聯系日益密切，迫切需要安全、經濟、高效的運輸網絡來連接，而鐵路運輸網絡恰好承擔了這一歷史使命，可以說鐵路已經成為經濟發展的動脈，確保鐵路運行安全至關重要。基于此，該文闡述了閉塞技術的內涵及其發展史，介紹了軌道電路的工作原理，并分析了各種軌道電路在區間閉塞系統中的據其情況，以期為軌道電路在區間閉塞中的應用提供幫助，更好地服務國計民生。

關鍵詞：軌道電路；區間閉塞；人工閉塞

中圖分類號：U284.4 文獻標志碼：A

1 區間閉塞

鐵路運行安全至關重要，為了確保列車在區間內的運行安全，向區間內發車時必須確認區間內的安全；所謂閉塞，就是為了保證區間或閉塞分區在同一時間內只運行一個列車。閉塞的主要目的，就是用來使防止列車對撞或追撞等事故。

1.1 閉塞技術發展史

19世紀40年代以前，火車運行主要依靠時間間隔法。所謂時間間隔法，就是上一班列車發出后，需要間隔一定的時間再發出下一班。雖然這種方法能在一定程度上保障列車安全，但是這種方法也存在不小的弊端，主要缺點是不能確保安全。一旦先行列車發生故障，后續列車便有可能發生追尾事故。

到了1842年，一名叫庫克的英國人大膽創新，發明出了一種全新的閉塞方法—空間間隔法，顧名思義，就是將行駛的兩班列車以一定的空間相間隔的運行方法。這種方法可以在很大程度上保證列車運行安全，一經問世，就受到了廣泛青睞，采用的范圍也越來越廣，隨著空間間隔法逐步發展成熟，初步形成了區間閉塞制度，而這也被視為最早的現代閉塞技術。

1876年，電話發明不久后就應用到了這一領域，發明出了電話閉塞。電話閉塞就是靠人工通信來保證行車安全，運行區間還無法依靠設備進行鎖閉。

我國鐵路的閉塞起步相對較晚，最早有據可查的就是京張鐵路。隨著中國近現代化的起步，相繼建設了不少鐵路干線。這一時期，鐵路行車閉塞主要依靠電氣路簽和電氣路牌機，可以說在相當長的一段歲月里一直占據著重要比重。1949年，迎來了新中國的成立，隨著各項事業的逐步發展，加上國家的大力扶持，鐵路建設迎來了黃金機遇期。區間閉塞設備也大量建設，發展十分迅速，隨著半自動閉塞和自動閉塞設備的建設應用，人工閉塞被逐步取代逐漸退出了歷史舞臺。

1.2 閉塞分類

按照區間閉塞的具體實現方式，可以將其分為人工閉塞、半自動閉塞和自動閉塞，下面來簡要介紹一下。

一是人工閉塞。人工閉塞，就是依靠人工方式來實時記錄列車的行進位置，并控制色燈信號機的閉塞。在列車發車前，接發車雙方站所要先取得聯系，以便確認閉塞區間處于可用狀態，并通過路簽機、路牌等設備記錄本段區間已經被占用后，將信息通過電話、電報等手段通知到站。需要注意的是，為了確保列車運行安全，列車在始發車站時要阻止后續列車的進入，而終到站則要確保沒有反方向列車駛入，這樣才能確保區間閉塞。

第二種是半自動閉塞。所謂半自動，通俗來說就是一半靠人工，一半靠設備。這種方式依靠人工與設備共同來完成區間閉塞。一般情況下，發車前先由人工來確認區間處于空閑狀態，當車輛行駛至區間后會將信號傳遞給軌道電路，這時設備會自動將區間改為占用狀態。因為此過程雖然需要人工辦理閉塞手續，但出站信號機在列車出發后能自動關閉，所以叫半自動閉塞。這種方式雖然較之前先進了不少，但是依舊沒有將人力從區間閉塞過程中解放出來，區間狀態的復原還得依靠人工來完成。

三是自動閉塞。自動閉塞的工作原理是通過計軸設備自動計算進入和離開區間時的車軸數目，從而自動判斷區間空閑狀態的閉塞法。在這一過程中，通過色燈信號機可以自動變換顯示區間狀態，列車按照信號機的指示進行操作，整個閉塞過程全都自動控制，不再需要人工參與操作，因此稱之為自動閉塞。

2 軌道電路工作原理

我國軌道電路技術雖然起步較晚，但是發展速度很快。隨著傳輸的信息量增加，它的使用范圍也越來越廣，對鐵路發展有著重要作用。軌道電路主要由電源、軌道線路、限流裝置、軌道絕緣和接收裝置組成。當軌道電路部分空閑時，一定強度的信號電流將使用軌道線從軌道電源自動傳輸到軌道電路的接收端。接收設備的繼電器在電路的作用下激勵，關閉前觸點，從而連接彩燈信號機的綠燈電路。此時，將發送空閑信號以引導機車進入間隔。一旦機車駛入區間時，由于機車軸的分流，軌道電路電源的信號電流只有一小部分可以傳輸到軌道電路接收設備。由于電流不足，接收設備的繼電器不能繼續激勵。前觸點將斷開，后觸點將閉合。此時，信號的紅光電路被接通，并且顯示禁止信號。

軌道電路的這一性能，能夠有效防止列車追尾和撞擊事故，保障行車安全。軌道電路具有比較高的安全性，如果軌道電路的任何一部分發生故障時，都會導致接收設備的繼電器無法勵磁，而發出區段占用信息報警。此外，軌道電路對于保障行車和調車作業安全也起著十分重要的作用。利用軌道電路可以監督檢查某一固定區段內的線路情況，提前知曉是否有列車運行、調車作業或車輛占用的情況，從而避免發生險情。

3 自動閉塞狀態下的無絕緣軌道電路

絕緣移頻軌道電路廣泛應用在區間閉塞中，其憑借著傳輸距離長、室外設備少等優點，一經問世就受到廣泛青睞，應用范圍也十分廣泛。但是這種電路也有自身的弊端，那就是對于列車行駛速度十分受限，不利于速度的提升，十分不利于鐵路的發展，無法適應時代的新要求。隨著科學技術的不斷突破，一個個技術難題被攻克，電氣化鐵路飛速發展，無縫線路大量鋪設，這就為無絕緣軌道電路的誕生掃清了障礙，無絕緣電路應運而生。

按照電路原理可以將無絕緣軌道電路分為3類，分別是電氣隔離式、自然衰耗式和強制衰耗式。其中，電氣隔離式軌道電路應用比較多。它利用諧振槽路，采用不同信號頻率，實現相鄰軌道電路間的電氣隔離，因此又被稱作諧振式。主要原理就是利用軌道電路載頻上行線和下行線頻率差構成電氣調諧區，從而實現電氣絕緣。

4 移頻軌道電路

移頻軌道電路是區間移頻自動閉塞的基礎，還可以用來監督閉塞分區的實時工作狀態。移頻軌道電路以頻率參數作為控制信息，利用頻率調制將低頻調制信號移到較高頻率，使幅度不變，頻率隨低頻的幅度有規律地變化。軌道電路在實現區間閉塞的同時，還可以傳送有關的行車信息，為列車運行控制提供所需的相關信息。在移頻自動閉塞區間內，通常是按照運行列車占用閉塞分區的狀態來傳輸移頻信息，按照列車的順行方向，自動將相關信息傳送給下一個閉塞分區。

5 結語

隨著時代的發展進步，特別是進入高鐵時代，運行速度不斷提高，不但要傳遞行車的速度命令，而且還要傳送詳細具體的線路參數，這些無疑對軌道電路提出了新的更高的要求，迫切需要發展基于數字化軌道電路系統。路漫漫其修遠，發展新一代軌道電路系統，任重道遠，可以有效減少列車安全隱患，為列車的安全運行保駕護航，促進國民經濟的發展。

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