公跨鐵橋異物侵限監測信號設計方案研究與分析

李 瀅，湯旻安

（1.中鐵第五勘察設計院集團有限公司鄭州分院，鄭州 450000；

2. 蘭州交通大學 新能源與動力工程學院，蘭州 730000）

1 概述

異物侵限監控系統作為鐵路防災安全監控系統之一，可以監控公路跨鐵路橋梁及過山隧道口等地方的異物侵限狀況。該系統可以根據不同的侵限狀態發出監控報警和停車信息，提高了列車運行的安全性。

2 基本要求

《 高 速 鐵 路 設 計 規 范》（TB10621-2014）“16.0.10 設計速度大于160 k m/h 區段上跨鐵路的道路橋梁處應設置異物侵限監測現場采集設備”。運技基礎[2010]739 號文也說明“為確保高速鐵路行車安全，應在公跨鐵立交橋上設置異物侵限監測裝置，監測機動車、大型貨車因故越過防護欄、護網而侵入高速鐵路限界并控制列車運行”。當發生異物侵限時，信號系統直接與異物侵限設備接口，監控單元直接將侵限報警信息發送給列控中心或者聯鎖系統，采取相應的列車運行安全防護措施。確定侵限災害影響范圍后將異物侵限納入信號平面圖、聯鎖表和碼序圖中，并編制相應的異物侵限接口工程數據表。對于設置C3 系統的線路還應將該災害信息發送至無線閉塞系統中心。

3 異物侵限信號方案分析

針對不同情形下異物侵限的信號設置方案進行探討分析。新建某一公跨鐵橋與鐵路交叉點位于線路區間，按照相關規范、標準需在上跨橋處新設異物侵限監測網一處。文中結合異物侵限點的設置情況，具體分析在不同位置設置監測網時的信號設計方案。

3.1 新增異物侵限監測點

新增異物侵限監測點，該監測點臨近的通信基站室內未設異物侵限系統設備。

3.1.1 信號設計方案

新增異物侵限監測點下行線落在0089G，上行線落在0106G 內，在此范圍內無既有的異物侵限監測設備，此時室外需設置異物侵限監測設備（雙電網傳感器及室外控制箱等），在通信基站信號室內設置監測單元等防災系統相關設備，且需與信號系統結合實現信號系統與異物侵限監測之間的聯動控制。信號設計增加上行SY WJ 及下行XY WJ 異物侵限報警繼電器各一臺，室內增設異物侵限處理電路，新增室外分線盤配線、組合內部配線，修改組合側面配線，修改列控系統配線，列控中心、計算機聯鎖、集中監測設備軟件相應進行修改。

3.1.2 異物侵限時碼序

當區間發生異物侵限時，列車正方線運行，列控系統控制監測點所在閉塞分區發H 碼，監測點后方各閉塞分區依次發追蹤碼序，如圖1 所示。列車反向運行時，閉塞分區碼序圖類似。當異物復原后，列控中心按正常邏輯控制異物侵限防護區段的軌道電路發碼。

圖1 列車正向運行異物侵限時碼序示意圖Fig.1 Schematic diagram of code sequence in case of foreign object invasion in forward train movement

3.1.3 信號系統與異物侵限監控系統接口工程數量

信號系統與異物侵限監控系統接口工程數量，如表1 所示。

3.2 新增監測點落入既有監測區段內

新增異物侵限監測點的設計里程為DK9+963，監測點設置在某線路所管轄的信號區間閉塞分區內，新增異物侵限監測點下行線落在0089G，上行線落在0106G 內，附近已有一處公跨鐵橋并設置了異物侵限監測系統，該監測點所在閉塞分區已設有一處異物侵限監測網，即兩處監測點落入同一閉塞分區內。異物侵限系統信號平面示意如圖2 所示。

表1 信號系統與異物侵限監控系統接口工程數量表Tab.1 Schedule of interface quantities between signal system and foreign invasion monitoring system

方案一：既有設計里程DK10+065 已有一處公跨鐵橋并設置了異物侵限監測系統，信號室內配套設有異物侵限電路，列控中心、計算機聯鎖、集中監測設備已經相應進行異物侵限監測防護控制。本次室外在異物侵限監測點處新增1 處雙電網傳感器及現場控制箱，信號室內相應增加異物侵限繼電器，下行線為XYWJ2，上行線為SYWJ2。

圖2 異物侵限系統信號平面示意圖Fig.2 Signal plan of foreign object invasion monitoring system

由于新增異物監測點與既有公跨鐵橋落在同一區段，將新增設的異物繼電器串接在既有該區段對應的Y WJ 勵磁電路中。即將XYWJ2 串入下行線0089G 對應的XYWJ1；SYWJ2 串入上行線0106G對應的SYWJ1。

當異物侵限監測點沒有發生異物侵限報警時，XYWJ2 ↑，SYWJ2 ↑。

當異物侵限監測點發生報警后，XYWJ1 ↓，SYWJ1 ↓。

列控系統的接口電路維持既有不變，在采集電路中增加串入節點，修改室內分線盤、組合側面配線及列控系統配線。相關異物侵限修改配線如圖3、4、5 所示。

異物侵限繼電器接口架采集維持既有不變，列控中心、計算機聯鎖、集中監測設備軟件無需修改。

方案二：由于既有室內外已設置了異物侵限監測系統，已經進行了異物侵限監測防護控制。本次提出在室外異物侵限監測點處新增1 處雙電網傳感器接入既有現場控制箱內，信號室內不再增加、修改既有配線，信號系統軟件無需修改的方案，鑒于目前該方案還沒有實施的案例，因此其可行性還有待同行專家的討論驗證。

圖3 分線盤配線修改Fig.3 Distributing board wiring modification

圖4 組合側面配線修改Fig.4 Wiring changes in the side of combination

3.3 新增監測點落入2個既有監測范圍內

圖5 接口架配線修改Fig.5 Interface rack wiring modification

新增異物侵限監測點處已有2 處公跨鐵橋設置了異物侵限監測系統，且新增侵限監測點上行線落在既有監測點2 所在閉塞分區0092BG 內，下行線落在既有監測點1 所在的閉塞分區0089BG 內，異物侵限系統信號平面示意如圖6 所示。

根據圖6 可以看出，新增監測點上下行分別落在既有不同監測點區段內，這種情況是上述情形二的特殊情況。

方案一：按照情形二的處理方式，在現場增加控制箱1 處，信號室內增加異物侵限繼電器XYWJ3 和SYWJ3，將新增監測點3 的YWJ 同時與相鄰既有監測點的YWJ 串接。

圖6 異物侵限信號平面示意圖Fig.6 Signal plan of foreign object invasion monitoring system

將XY WJ3 串入既有異物侵限點1 下行線0071A G 對 應 的XYWJ1；SY WJ3 串 入 上 行 線0092AG 對應的SYWJ1 中。

當監測點3 沒有發生異物侵限報警時，XYWJ3 ↑，SYWJ3 ↑。

當 監 測 點3 發 生 報 警 后，XYWJ1 ↓，SYWJ1 ↓。

同樣地，將新增的XY WJ3 串入既有異物侵限點2 下行線0089AG 對應的XYWJ2；SYWJ3 串入上行線0106AG 對應的SYWJ2 中。

當監測點3 沒有發生異物侵限報警時，XYWJ3 ↑，SYWJ3 ↑。

當 監 測 點3 發 生 報 警 后，XYWJ2 ↓，SYWJ2 ↓。

將新增監測點3 的YWJ 同時與相鄰既有監測點的Y WJ 串接時，監測點3 出現異物侵限時，XYWJ3 和SYWJ3 無法落下，無法給出報警信息。因此該方法不適用于此種情況，本文提出方案二。

方案二：將新增監測點3 的SYWJ 與XYWJ，按落在同一閉塞區段內的繼電器相互串接的原則，分別將上下行YWJ 串接在既有2 個監測點區段對應的YWJ 勵磁電路中。即將新增的XYWJ3串入既有異物侵限點2 的下行線0089AG 對應的XYWJ2，SYWJ3 串入既有異物侵限點1 的上行線0092AG 對應的SYWJ1 中。

當監測點3 沒有發生異物侵限報警時，XYWJ3 ↑，SYWJ3 ↑。

當監測點3 發生異物侵限時，XYWJ3 ↓，SYWJ3 ↓，同時帶動監測點1 和2 的報警。

由此可見，當發生異物侵限時這3 個相鄰的監測點是相互聯系的，因此可以將這3 個點視為一個監測點處理，室內僅設置一個XY WJ 和一個SYWJ 來監測3 個監測點所在的閉塞區段，下行異物監測繼電器命名為（0071AG-0089AG）XYWJ，上行異物監測繼電器命名為（0092AG-0106A G）SYWJ。室外設置監測網及現場控制箱接入既有監控單元，室內無需增加繼電器，無需修改各種配線及系統軟件。該方案適用于相鄰區段內有多個異物侵限監測點的監測。

4 結論

公跨鐵橋新增及改建異物侵限監測系統的設置與實施直接關系到監測點列車運行的安全，應結合現場實際情況選擇合理、經濟的設計方案。本文針對信號設計，根據幾種不同情形下公跨鐵橋設置異物監測點的實際進行信號設計方案的分析與探討，旨在與同行進行技術交流，為類似的工程設計提供設計參考。