四線制方向電路特殊場(chǎng)景問(wèn)題分析與研究

馬建忠

（中國(guó)鐵路西安局集團(tuán)有限公司寶雞電務(wù)段，陜西寶雞 721000）

1 概述

方向電路是復(fù)線自動(dòng)閉塞區(qū)段一個(gè)方向自動(dòng)閉塞設(shè)備故障，利用另一個(gè)方向改方運(yùn)行方向電路實(shí)現(xiàn)反方向按照自動(dòng)站間閉塞方式行車(chē)，保證不中斷行車(chē)的閉塞設(shè)備電路，是兩站間閉塞設(shè)備的基礎(chǔ)，是雙向自動(dòng)閉塞制式中不可缺少的關(guān)鍵電路組成部分。目前我國(guó)使用的方向電路已由兩線制方向電路改進(jìn)為四線制方向電路，主要是在既有二線制方向電路的基礎(chǔ)上將方向回路與區(qū)間軌道電路的監(jiān)督回路分別獨(dú)立設(shè)置，構(gòu)成四線制方向電路。相比兩線制方向電路來(lái)說(shuō)，四線制方向電路運(yùn)用更加穩(wěn)定，可靠性和安全性更高，易于故障分析判斷處理。

2 四線制方向電路動(dòng)作邏輯簡(jiǎn)要分析

正常開(kāi)放信號(hào)有兩種情況，一是向正方向發(fā)車(chē)口辦理發(fā)車(chē)進(jìn)路：當(dāng)本方向口點(diǎn)亮發(fā)車(chē)綠色箭頭時(shí)，按下進(jìn)路的始端按鈕和終端按鈕，發(fā)車(chē)箭頭變?yōu)榧t色，即可開(kāi)放出站信號(hào)。二是向反方向發(fā)車(chē)口辦理發(fā)車(chē)進(jìn)路：當(dāng)本方向接車(chē)箭頭為黃色時(shí)，首先按壓該方向的允許改方按鈕，輸入密碼后點(diǎn)擊確認(rèn)按鈕，改方燈黃閃后，辦理反向發(fā)車(chē)進(jìn)路，即可使方向電路自動(dòng)改變運(yùn)行方向。原發(fā)車(chē)站改為接車(chē)站狀態(tài)，其發(fā)車(chē)綠色箭頭熄滅，接車(chē)黃色箭頭點(diǎn)亮；原接車(chē)站改為發(fā)車(chē)站狀態(tài)，其接車(chē)黃色箭頭熄滅，發(fā)車(chē)綠色箭頭點(diǎn)亮，運(yùn)行方向改變后，兩站的區(qū)間方向箭頭同時(shí)點(diǎn)亮紅色，當(dāng)列車(chē)完全駛?cè)胄陆榆?chē)站時(shí)，區(qū)間監(jiān)督燈熄滅，區(qū)間恢復(fù)空閑13 s后，可進(jìn)行下一次改方操作，如圖1所示。

圖1 四線制方向電路常態(tài)繼電器示意Fig.1 Schematic diagram of normal relay of four-wire directional circuit

3 特殊場(chǎng)景存在問(wèn)題分析

由于站改施工，甲站至乙站首次聯(lián)鎖換裝施工時(shí)，上行線為既有線路，下行線路路基未形成，故存在過(guò)渡開(kāi)通，過(guò)渡設(shè)計(jì)為甲站至乙站上行線按正方向自動(dòng)閉塞方式行車(chē)，乙站至甲站下行線按反方向自動(dòng)站間閉塞方式行車(chē)，這樣就必然存在根據(jù)列車(chē)運(yùn)輸需求，自動(dòng)閉塞電路通過(guò)改變運(yùn)行方向電路實(shí)現(xiàn)單線雙向運(yùn)行的情況。以甲站為例說(shuō)明，如圖2所示。

圖2 甲站站場(chǎng)示意Fig.2 Schematic diagram of station A

3.1 典型案例

案例一：某日00:17，乙站向甲站辦理了反方向發(fā)車(chē)，列車(chē)到達(dá)甲站后，甲站XF口為接車(chē)方向，區(qū)間空閑，甲站辦理了S行1道接車(chē)進(jìn)路，該接車(chē)延續(xù)進(jìn)路延續(xù)至XF進(jìn)站口（甲站S行進(jìn)站外方有6‰的下坡道），00:33甲站按壓S1列車(chē)按鈕（S1LA）計(jì)劃變更1道接車(chē)進(jìn)路為1道通過(guò)進(jìn)路；由于此時(shí)甲站XF進(jìn)站口為接車(chē)方向，且S1至XF口進(jìn)路為上行1道接車(chē)進(jìn)路的坡道延續(xù)進(jìn)路，此時(shí)方向電路不動(dòng)作，因區(qū)間開(kāi)通方向?yàn)榻榆?chē)方向，此時(shí)S1信號(hào)機(jī)不能開(kāi)放。

案例二：甲站至乙站為正方向自動(dòng)閉塞，乙站至甲站為反方向自動(dòng)站間閉塞。某日20:25:14開(kāi)放上行1道接車(chē)信號(hào)，該接車(chē)延續(xù)進(jìn)路延續(xù)至XF進(jìn)站口；20:31:31列車(chē)完全進(jìn)入1道，20:34:08接車(chē)延續(xù)進(jìn)路正常解鎖，20:34:14辦理上行1道發(fā)車(chē)信號(hào)時(shí)，進(jìn)路僅出現(xiàn)白光帶，出站信號(hào)無(wú)法開(kāi)放，區(qū)間占用指示燈亮紅燈，接車(chē)指示燈亮黃燈，方向電路不動(dòng)作，S1發(fā)車(chē)信號(hào)無(wú)法開(kāi)放。

3.2 問(wèn)題分析

經(jīng)調(diào)看電務(wù)信號(hào)集中監(jiān)測(cè)和電務(wù)聯(lián)鎖維修機(jī)分析，有以下案例。

案例一：某日00:31甲站排列S行接1道延續(xù)至XF口接車(chē)進(jìn)路，此時(shí)XF口為接車(chē)方向；00:33:07，車(chē)站點(diǎn)壓S1LA按鈕，計(jì)劃變更排列1道通過(guò)進(jìn)路，未能排出，由于此時(shí)XF口為接車(chē)方向，因區(qū)間開(kāi)通方向不正確，方向電路未動(dòng)作，未能開(kāi)放發(fā)車(chē)信號(hào)，導(dǎo)致車(chē)站值班員誤認(rèn)為信號(hào)設(shè)備故障，登記S1信號(hào)機(jī)故障。經(jīng)分析，由于甲站XF口存在6‰坡道延續(xù)進(jìn)路，車(chē)站排列上行接車(chē)進(jìn)路時(shí)延續(xù)至XF口，此時(shí)發(fā)車(chē)鎖閉繼電器FSJ落下，如圖3所示，發(fā)車(chē)鎖閉繼電器FSJ落下導(dǎo)致監(jiān)督區(qū)間繼電器JQJ失磁落下，進(jìn)而導(dǎo)致方向電路不動(dòng)作，即此時(shí)XF為接車(chē)方向，從而使車(chē)站在將上行延續(xù)進(jìn)路轉(zhuǎn)排發(fā)車(chē)進(jìn)路時(shí)，由于方向電路開(kāi)通方向不正確，信號(hào)無(wú)法開(kāi)放。

圖3 監(jiān)督區(qū)間繼電器JQJ勵(lì)磁電路Fig.3 Energizing circuit of relay JQJ in the supervised section

案例二：20:34:07甲站1道延續(xù)至XF口接車(chē)進(jìn)路解鎖，監(jiān)督區(qū)間燈熄滅，此時(shí)XF口為接車(chē)方向；20:34:10，車(chē)站排列1道發(fā)車(chē)進(jìn)路，按壓S1LA和XFLA按鈕，方向電路未動(dòng)作，出站信號(hào)未開(kāi)放。進(jìn)一步分析，雖然XF口延續(xù)進(jìn)路已解鎖，即發(fā)車(chē)鎖閉繼電器FSJ已吸起，監(jiān)督區(qū)間燈熄滅，監(jiān)督區(qū)間繼電器JQJ已吸起，但電路設(shè)計(jì)為防止短車(chē)（如單機(jī)）瞬間分路不良使監(jiān)督區(qū)間繼電器JQJ瞬間吸起，防止此時(shí)接車(chē)站排列發(fā)車(chē)進(jìn)路，將導(dǎo)致錯(cuò)誤改變運(yùn)行方向，造成敵對(duì)發(fā)車(chē)的危險(xiǎn)側(cè)信號(hào)。故設(shè)計(jì)時(shí)在監(jiān)督區(qū)間繼電器JQJ吸起13 s后（如圖4所示），監(jiān)督區(qū)間復(fù)示繼電器JQJF才能吸起，監(jiān)督區(qū)間二復(fù)示繼電器JQJ2F吸起，才具備改方條件。車(chē)站值班員在監(jiān)督區(qū)間燈熄滅僅3 s后就辦理反向發(fā)車(chē)進(jìn)路，此時(shí)監(jiān)督區(qū)間復(fù)示繼電器JQJF未勵(lì)磁吸起，監(jiān)督區(qū)間二復(fù)示繼電器JQJ2F也不能吸起，方向電路未動(dòng)作，信號(hào)無(wú)法開(kāi)放。

3.3 四線制改方電路問(wèn)題分析

延續(xù)進(jìn)路已解鎖，發(fā)車(chē)鎖閉繼電器FSJ吸起，監(jiān)督區(qū)間繼電器JQJ吸起，區(qū)間空閑，由于監(jiān)督區(qū)間復(fù)示繼電器JQJF需要監(jiān)督區(qū)間繼電器JQJ吸起后13 s才能吸起，若此時(shí)立即辦理，方向電路不動(dòng)作，但是此時(shí)控制臺(tái)區(qū)間監(jiān)督燈已熄滅，證明區(qū)間已空閑，車(chē)站控制臺(tái)上無(wú)任何提示，在頻繁使用此類(lèi)改方操作時(shí)，信號(hào)值班員無(wú)法判斷監(jiān)督區(qū)間繼電器JQJ吸起后已達(dá)到13 s，即監(jiān)督區(qū)間復(fù)示繼電器JQJF吸起，監(jiān)督區(qū)間二復(fù)示繼電器JQJ2F吸起。如圖4所示，由于監(jiān)督區(qū)間二復(fù)示繼電器JQJ2F未勵(lì)磁吸起，將導(dǎo)致按壓方向按鈕后，方向按鈕繼電器FAJ吸起，但是監(jiān)督區(qū)間二復(fù)示繼電器JQJ2F未勵(lì)磁吸起，導(dǎo)致改方繼電器GFJ線包1缺少KZ電源，繼電器不動(dòng)作，故此時(shí)直接進(jìn)行改方電路操作，會(huì)導(dǎo)致改方電路不動(dòng)作，從而車(chē)站值班員誤認(rèn)為設(shè)備故障，按照故障處置流程進(jìn)行處置，加之現(xiàn)場(chǎng)電務(wù)工區(qū)值班人員一般對(duì)此類(lèi)電路不掌握，易導(dǎo)致應(yīng)急處置時(shí)間長(zhǎng)，極大影響正常運(yùn)輸秩序。

圖4 監(jiān)督區(qū)間復(fù)示繼電器JQJF、改方繼電器GFJ勵(lì)磁電路Fig.4 Energizing circuit of repeating relay JQJF and direction-changing relay GFJ in the supervised section

4 解決方案

案例一問(wèn)題為基本操作問(wèn)題，對(duì)延續(xù)進(jìn)路鎖閉進(jìn)路不熟悉，經(jīng)培訓(xùn)納入站細(xì)方可解決。電路本身無(wú)問(wèn)題，控制臺(tái)有明確的提示，便于識(shí)別辨認(rèn)，即在方向電路為接車(chē)站的情況下，辦理發(fā)車(chē)進(jìn)路，由于發(fā)車(chē)進(jìn)路區(qū)段上延續(xù)進(jìn)路未解鎖，故方向電路不動(dòng)作，信號(hào)無(wú)法開(kāi)放。

案例二問(wèn)題屬于四線制改方電路在特殊運(yùn)用場(chǎng)景下，需進(jìn)行優(yōu)化，建議修改電路指示燈予以解決。因?yàn)檠永m(xù)進(jìn)路解鎖后，發(fā)車(chē)鎖閉繼電器FSJ吸起，監(jiān)督區(qū)間繼電器JQJ吸起，此時(shí)車(chē)站值班員觀察到區(qū)間監(jiān)督燈已熄滅，證明區(qū)間已空閑，一般認(rèn)為可以辦理改方電路操作。也就是說(shuō)監(jiān)督區(qū)間繼電器JQJ吸起13 s后監(jiān)督區(qū)間復(fù)示繼電器JQJF才能吸起，而這個(gè)過(guò)程中控制臺(tái)上無(wú)任何提示和限制條件，車(chē)站值班員無(wú)法通過(guò)控制臺(tái)界面判斷是否區(qū)間已空閑13 s，監(jiān)督區(qū)間復(fù)示繼電器JQJF已吸起，存在設(shè)備提示不明確導(dǎo)致誤操作的風(fēng)險(xiǎn)。

方案一：建議計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖每個(gè)區(qū)間口增加1路采集電路，對(duì)監(jiān)督區(qū)間二復(fù)示繼電器JQJ2F吸起和落下?tīng)顟B(tài)進(jìn)行采集，并在控制臺(tái)給出指示燈條件。當(dāng)采集到監(jiān)督區(qū)間二復(fù)示繼電器JQJ2F吸起時(shí)指示燈滅燈，即可以進(jìn)行改方操作，當(dāng)采集到監(jiān)督區(qū)間二復(fù)示繼電器JQJ2F落下時(shí)指示燈點(diǎn)亮紅燈，即不能進(jìn)行改方操作（如圖5所示），并將此納入聯(lián)鎖機(jī)操作手冊(cè)。

圖5 JQFD監(jiān)督區(qū)間指示燈電路Fig.5 Circuit of Indicator lamp of JQFD supervised section

方案二：計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖內(nèi)部增加程序邏輯計(jì)數(shù)器，并在控制臺(tái)上給出倒計(jì)時(shí)數(shù)據(jù)，即采集到每個(gè)方向電路中的JQJ由落下變?yōu)槲鸷螅摲较蚩诘谋O(jiān)督區(qū)間繼電器JQJ指示燈開(kāi)始由13 s倒計(jì)時(shí)，當(dāng)?shù)褂?jì)時(shí)結(jié)束后，方可進(jìn)行改方操作，并將此納入聯(lián)鎖機(jī)操作手冊(cè)。

5 結(jié)束語(yǔ)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的快速發(fā)展，鐵路信號(hào)設(shè)備也隨之快速向高可靠和智能型發(fā)展，列車(chē)運(yùn)行最小追蹤間隔時(shí)間不斷優(yōu)化。在保證列車(chē)安全運(yùn)行的前期下，結(jié)合當(dāng)前既有保安設(shè)備，要?jiǎng)討B(tài)優(yōu)化定型電路結(jié)構(gòu)，四線制改方電路日常作為一個(gè)方向線路信號(hào)設(shè)備故障，而利用另一個(gè)方向線路按照自動(dòng)站間閉塞反方向行車(chē)的必備基礎(chǔ)電路，平常僅作為故障應(yīng)急使用，使用頻率低，一般使用時(shí)有各級(jí)技術(shù)干部盯控指揮，不易出現(xiàn)因誤操作導(dǎo)致誤認(rèn)為設(shè)備故障的情況。而在過(guò)渡施工過(guò)程中，作為常用行車(chē)模式，使用頻率高，由于控制臺(tái)指示燈設(shè)計(jì)不明確、不全面，極易導(dǎo)致設(shè)備誤操作干擾正常運(yùn)輸秩序。建議在今后的四線制改方電路中予以修改，以便為鐵路運(yùn)輸提供更加智能優(yōu)化的信號(hào)設(shè)備，更好的保障安全高效運(yùn)輸秩序。