鐵路自動閉塞方向電路過渡設計方案探討

王萬里

（中鐵二十五局集團電務工程有限公司，廣東 廣州 510000）

1 概述

雙方向運行的自動閉塞區(qū)段，區(qū)間線路上可運行上行或下行列車，兩站間閉塞區(qū)間，只允許列車按建立的區(qū)間方向運行。只有在區(qū)間空閑、發(fā)車站不再向區(qū)間發(fā)車時，經辦理一定手續(xù)，區(qū)間才可改變運行方向。改變區(qū)間運行方向由自動閉塞方向電路完成，目前在用的有二線制方向電路（肆號003）和四線制方向電路（0041）兩種原理。二線制方向電路較為節(jié)省投資，但存在缺陷，現場使用和維護不便，隨著信號設備的更新改造，逐步被四線制方向電路所取代。對于按線路成段實施的自動閉塞和車站聯鎖更新改造工程，通常采用分段開通方式，面臨新老設備間的過渡問題。其中，兩站間的二線制方向電路與四線制方向電路的過渡，需要根據不同的開通方案設計過渡電路。

2 技術方案

普速鐵路二線制方向電路采用繼電電路實現，四線制方向電路通常采用繼電電路、區(qū)間綜合監(jiān)控系統(tǒng)（QJK）實現。通常意義上，二線制方向電路的監(jiān)督區(qū)間條件與區(qū)間方向條件共用兩芯電纜，而四線制方向電路將這兩個條件分別采用兩芯電纜傳送。兩種制式電路的控制和時序邏輯有區(qū)別、聯鎖驅動采集電路不同。考慮信號設備安全運用同時兼顧車務人員使用需求，二線制—四線制方向電路過渡應停用方向電路的正常改方和輔助改方功能，但可具備監(jiān)督區(qū)間空閑及顯示發(fā)車口接、發(fā)車狀態(tài)功能。

2．1 二線制方向電路

（1）外線控制回路。二線制方向電路的外線控制回路為控制FJ1、FJ2、JQJ和TJJ勵磁的回路，其中，TJJ僅在輔助改方時會勵磁吸起，甲站S口為接車方向，乙站SF口為發(fā)車方向，由接車站提供Z/F電源構通兩站的JQJ和FJ的勵磁回路。平時，接車站方向繼電器FJ1↑、FJ2↑，發(fā)車站方向繼電器FJ1↓、FJ2↓，區(qū)間空閑時，兩站JQJ↑和JQJF↑，當接車站辦理改方作業(yè)時邏輯控制電路控制GFJ、JFZAJ、FFZAJ狀態(tài)變化改變FJ1和FJ2的狀態(tài)。

（2）計算機聯鎖驅動采集電路。計算機聯鎖系統(tǒng)根據值班員操作驅動對應發(fā)車口的進路辦理條件，然后，根據采集到的方向邏輯控制電路輸出條件判斷該發(fā)車口是否具備發(fā)車信號開放條件以及顯示發(fā)車口區(qū)間狀態(tài)信息（方向、占用情況、輔助辦理情況等）。以DS6-K5B型計算機聯鎖系統(tǒng)為例，計算機聯鎖系統(tǒng)驅動列車照查繼電器LZCJ、列車終端檢查繼電器LZJJ、接車輔助按鈕繼電器WJFAJ、發(fā)車輔助按鈕繼電器WFFAJ和微機進路鎖閉繼電器WJSJ。LZCJ常態(tài)吸起，辦理發(fā)車進路，發(fā)車進路鎖閉且檢查LZJJ吸起后落下，進路最后一個區(qū)段解鎖后恢復吸起。LZJJ常態(tài)落下，辦理發(fā)車進路時，進路選出后吸起，然后保持吸起，進路最后一個區(qū)段解鎖后恢復落下。WJFAJ和WFFAJ用于輔助改方，常態(tài)落下。WJSJ僅正向發(fā)車口設置，平時落下，向正向發(fā)車口排列調車進路時，車列占用最后一個道岔區(qū)段及其下一個區(qū)段，WJSJ吸起，最后一個道岔區(qū)段解鎖后落下。聯鎖采集條件有出站口的接發(fā)車狀態(tài)（JD和FD）、監(jiān)督區(qū)間條件（JQD）、輔助改方辦理條件（FZD(S)和FZD）、信號控制條件（KX和KX_H）。

（3）邏輯控制電路。發(fā)車站辦理發(fā)車進路后，聯鎖驅動LZJJ吸起，LZJJ驅動ZJJ吸起。輔助控制繼電器FKJ和改方繼電器GFJ的勵磁電路無法構成而保持落下，控制繼電器KJ、監(jiān)督區(qū)間復示繼電器JQJF和JQJF2均保持吸起，可見發(fā)車口的改方相關控制繼電器狀態(tài)不變。發(fā)車進路鎖閉且聯鎖采集LZJJ吸起后，聯鎖驅動LZCJ落下，出站鎖閉繼電器CSJ 1-2線圈勵磁和自閉回路斷，CSJ落下，導致KXJ 1-2線圈勵磁回路斷開，KXJ落下，外線控制回路上的兩站JQJ落下，隨后，兩站JQJF和JQJF2緩放后落下且JQD亮紅燈。若發(fā)車站取消發(fā)車進路，聯鎖驅動LZCJ↑和LZJJ↓，CSJ 1-2線圈勵磁吸起并自閉，KXJ 1-2線圈勵磁吸起，外線控制回路上的兩站JQJ勵磁回路構通使JQJ恢復吸起，隨后兩站JQJF和JQJF2吸起且JQD滅燈。若發(fā)車站的列車正常出發(fā)占用區(qū)間，KXJ保持落下，直至列車完全駛入接車站出清區(qū)間，KXJ恢復吸起，外線控制回路上的兩站JQJ勵磁回路構通使JQJ恢復吸起，隨后，兩站JQJF和JQJF2吸起且JQD滅燈。辦理向出站口的調車進路時，聯鎖驅動LZJJ落下，WJSJ吸起，此時，方向電路各繼電器狀態(tài)不變。如果辦理越站調車作業(yè)，當車列越出進站信號機壓入區(qū)間時，本站KXJ的1-2線圈勵磁電路斷開而導致KXJ落下，兩站JQJ均落下（JQD亮紅燈），折回站內出清區(qū)間時，KXJ的1-2線圈重新勵磁吸起，兩站JQJ恢復吸起（JQD滅燈）。結合上述分析可知在辦理發(fā)車作業(yè)和越站調車過程中，外線控制回路的FJ并未動作，僅僅是KXJ的動作變化導致JQJ的工作狀態(tài)變化，從而實現監(jiān)督區(qū)間條件的站間透明。

2．2 四線制方向電路

（1）計算機聯鎖驅動采集電路。以DS6-K5B型計算機聯鎖系統(tǒng)為例，計算機聯鎖系統(tǒng)驅動發(fā)車按鈕繼電器FAJ、發(fā)車鎖閉繼電器FSJ、出發(fā)繼電器CFJ、總輔助按鈕繼電器ZFAJ、接車輔助按鈕繼電器JFAJ和發(fā)車輔助按鈕繼電器FFAJ。FAJ常態(tài)落下，排列發(fā)車進路時吸起，3秒后自動落下。FSJ常態(tài)吸起，發(fā)車進路鎖閉后落下，進路的最后一個區(qū)段解鎖后吸起。CFJ常態(tài)吸起，排列發(fā)車進路后保持吸起，列車壓入出發(fā)信號機內方區(qū)段后落下，進路的最后一個區(qū)段解鎖后吸起。可見，FSJ表示出站進路辦理情況，CFJ表示列車從車站出發(fā)和出清車站的時機。ZFAJ、JFAJ和FFAJ用于輔助改方，常態(tài)落下。

聯鎖采集條件有出站口的接發(fā)車狀態(tài)（JD和FD）、輔助辦理表示燈（FZD）、監(jiān)督區(qū)間條件（SJZ和JZ）、信號控制條件（KX和KX_H）。其中，采集到FD且KX條件時，表示出站信號具備開放條件。

（2）監(jiān)督區(qū)間回路。監(jiān)督區(qū)間回路為監(jiān)督區(qū)間繼電器JQJ的勵磁回路，由發(fā)車站提供的JQZ/JQF電源勵磁吸起，當發(fā)車站辦理發(fā)車進路且進路鎖閉后，計算機聯鎖驅動FSJ落下，導致JQJ落下；當發(fā)車站取消發(fā)車進路，FSJ恢復吸起，JQJ恢復吸起；若發(fā)車站的進路未取消，列車正常發(fā)出去然后占用區(qū)間，直至出清區(qū)間、完全駛入接車站時，兩站JQJ才恢復勵磁。辦理向出站口的調車進路時，FSJ保持吸起。如果辦理越站調車作業(yè)，當車列越出進站信號機壓入區(qū)間時，監(jiān)督區(qū)間回路斷開，兩站JQJ均落下（JQD亮紅燈），折回站內出清區(qū)間時，兩站JQJ恢復吸起（JQD滅燈）。

（3）方向控制回路。四線制方向電路中，接車站GFJ↓、GFFJ↑、JQJ2F↑，發(fā) 車 站 GFJ↑、GFFJ↓、JQJ2F↓。甲站為接車站，乙站為發(fā)車站，甲站方向繼電器FJ1↑、FJ2↑，乙站方向繼電器FJ1↓、FJ2↓，甲站FJ2和乙站FJ1、FJ2經紅色虛線所示回路溝通勵磁通道，方向繼電器的1-4線圈電源FZ/FF由接車站提供。

（4）邏輯控制電路。當發(fā)車站辦理發(fā)車進路且進路鎖閉后，計算機聯鎖驅動FAJ吸起3秒且FSJ落下，該過程中GFJ狀態(tài)不變，其他方向電路的控制繼電器狀態(tài)均未變化，因此，取消發(fā)車進路也不影響其他控制繼電器狀態(tài)。正方向運行時，KXJ勵磁檢查1LQ區(qū)段的空閑條件；反向運行時KXJ勵磁檢查整個區(qū)間的空閑條件。正向發(fā)車口的1LQ區(qū)段占用時，KXJ落下，表示本出站口不具備辦理發(fā)車條件，出清1LQ區(qū)段后本出站口才具備再次辦理發(fā)車條件。

顯然，在發(fā)車作業(yè)辦理過程中，四線制方向電路的方向控制回路上各繼電器均未動作，僅監(jiān)督區(qū)間控制回路的FSJ和GJ條件，隨著進路鎖閉/解鎖和區(qū)間占用/出清過程控制JQJ動作，實現監(jiān)督區(qū)間條件站間透明功能。QJK系統(tǒng)實現四線制方向電路。QJK系統(tǒng)實現四線制方向電路控制邏輯時，要求相鄰兩站均設置QJK系統(tǒng)，站間方向條件和監(jiān)督區(qū)間條件基于安全信息傳輸網絡交互。QJK系統(tǒng)與計算機聯鎖之間采用繼電接口，即QJK系統(tǒng)采集聯鎖系統(tǒng)驅動的繼電器條件，聯鎖采集QJK系統(tǒng)輸出的方向電路邏輯控制繼電條件，QJK系統(tǒng)方向電路聯鎖接口和閉塞結合電路原理圖如圖所示（圖中所示為接車口電路原理）。

2．3 過渡方案

圖1 四線制方向電路邏輯控制電路原理圖

圖2 QJK實現方向電路原理圖

結合2.1和2.2節(jié)二線制和四線制方向電路的原理分析，提出二線制-四線制方向電路過渡期間停用方向電路的正常改方和輔助改方功能，但具備監(jiān)督區(qū)間條件及顯示發(fā)車口接、發(fā)車狀態(tài)功能的方案。首先，需要固定區(qū)間方向，通常規(guī)定過渡期間僅正方向行車，在過渡方案實施前，將區(qū)間方向改到正方向，并規(guī)定禁止相鄰兩站間的改方和輔助改方操作，同時，可將閉塞結合電路中QFJ勵磁電路斷開。其次，溝通兩站間的監(jiān)督區(qū)間控制回路，保證JQJ正常勵磁且不能動作FJ條件，聯鎖應能采集正常的監(jiān)督區(qū)間狀態(tài)條件。需要注意的是，二線制方向電路中外線控制回路的JQJ、FJ勵磁電路的電源由接車站提供，四線制方向電路中監(jiān)督區(qū)間控制回路JQJ勵磁電路的電源由發(fā)車站提供，在設計過渡電路時應遵守該原則。

另外，JQJ控制回路斷開和恢復時機與發(fā)車進路辦理和區(qū)間占用情況有關，二線制和四線制方向電路的計算機聯鎖驅動繼電器的時機不一樣，對于某些特殊情況，需要綜合考慮兩種制式的結合。二線制的LZCJ和四線制的FSJ可相互替代，兩繼電器的常態(tài)、驅動落下和恢復吸起的技術條件一致；而本過渡場景中二線制方向電路的CSJ相當于LZCJ的復示，因此，可與四線制的FSJ相互替代。同樣，二線制LZJJ與四線制的FAJ可相互替代。但是，二線制LZCJ可替代四線制CFJ，而四線制CFJ不能替代二線制LZCJ，因為二線制LZCJ和四線制CFJ的驅動落下時機不一致。LZCJ和CFJ常態(tài)吸起，聯鎖驅動LZCJ落下時機是發(fā)車進路鎖閉且采集LZJJ吸起；聯鎖驅動CFJ時，排列發(fā)車進路后CFJ保持吸起，列車壓入出發(fā)信號機內方區(qū)段后CFJ落下。再次，為防止車站值班員錯誤操作和可能出現的故障條件下的方向繼電器狀態(tài)變化引起的錯誤辦理，建議將接車口對應的發(fā)車信號條件關閉，例如，將四線制方向電路接車口的KXJ勵磁電路斷開或聯鎖僅采集KX_H條件。最后，由于四線制方向電路可采用繼電方式也可以采用區(qū)間綜合監(jiān)控系統(tǒng)實現，在過渡電路設計時需要結合實際情況，當然，開通區(qū)間閉塞設備和開通聯鎖設備對于具體電路設計也會有不同。考慮實施范圍控制時，建議盡量在開通新設備車站實施過渡，相鄰車站如沒有施工盡量不要動電路。

3 結語

本文對二線制方向電路和四線制方向電路的關鍵電路進行了分析，提出了在兩種制式電路過渡期間停用改方和輔助改方功能，但是，不停用監(jiān)督區(qū)間和顯示發(fā)車口接、發(fā)車狀態(tài)功能的設計方案，以三種典型開通場景為例設計了不同的過渡電路，并在京廣線廣州至坪石段自動閉塞和聯鎖改造工程中成功應用，具有一定的借鑒和推廣意義。