邯濟線軌道信號載頻泄漏導致LKJ過機校正不良的分析

黃天天，李新健，劉明源

（1．北京華鐵信息技術有限公司，北京 100081；2．中國鐵路濟南局集團有限公司濟南電務段，濟南 250001）

在邯濟線擴能改造信號設備施工過程中， LKJ-2000型列車運行監控記錄裝置過機不校，導致出現數據距離不準的情況。這種情況集中在晏城調度機DF4-9250機車，初步判斷為LKJ-2000地面信息插件故障，在更換地面信息插件和LKJ-2000主機后故障未消除。分析在同一區段運行的聊城地區使用思維程序的機車正常運行數據，從而懷疑株洲所地面信息軟件（DF4-9250機車使用軟件）存在問題。經與LKJ廠家共同分析，發現導致邯濟線LKJ過機校正不良的原因為地面軌道信號載頻泄漏。

1 過機校正原理

LKJ 以預先存儲在可擦除可編程只讀存儲器(EPROM)內的線路數據為依據，通過實時檢測列車速度，計算列車的走行距離和限制速度，從而不斷跟蹤和校正列車的位置和控制速度，實現防冒進和防超速功能。為確保LKJ 計算距離與地面實際距離相符，必須進行距離的自動修正，LKJ 以地面信號機絕緣節為基準點進行校正，通常稱為過機校正。

利用相鄰軌道區段所配置的載頻的中心頻率的不同，根據這個特征的變化，經過電路處理可以獲知過機的時機，從而產生過機信號。在LKJ主機中，地面信息處理插件完成對地面軌道電路信號絕緣節的識別，通過DSP處理后送給監控記錄插件，監控記錄插件根據數據中設定的允許校正的自動閉塞通過信號機和半自閉閉塞預告信號機，通過信號機絕緣節位置與數據顯示距離進行對比，距離在100 m內對實際距離進行修正，從而完成過機校正。

過機校正不良即過機不校時，LKJ不能正確確定列車位置，輕則導致因距離不準造成停車，重則出現冒進信號機和超速事故。

2 邯濟線過機不校情況分析

邯濟線電化施工后，應用株洲所程序的DF4-9250、9218機車運行在晏城站至茌平站時出現如下問題：在晏城北站的上、下行方向LKJ自動校正正常；在高塘站（上行方向）、茌平站（上、下行方向）LKJ自動校正后在進站信號機總是需要乘務員手動車位對中50 m左右；在倫鎮（上、下行方向）、潘店（上、下行方向）、高塘（上行方向）出現LKJ過機丟失率較高或者LKJ自動校正后機車車位不準。

2.1 高塘、茌平上碼分析

以DF4-9250機車擔當的45762次貨車為例，在上行方向的高塘站預告信號機上碼點機車信息文件如圖1所示。

圖1 機車在高塘站機信息Fig.1 Cab signal display at distant signal of Gaotang Station

機車信息文件分析：機車在絕緣節前面的區間50 m左右開始接收到64 mV（機車信息處理后的信號幅值）、載頻為2 001.5 Hz、低頻為18 Hz的軌道信號，上載頻1.5 s后機車信號變為雙黃燈，上燈之后約2.5 s后機車過絕緣節。

LKJ的地面信息處理插件將軌道信號上載頻點識別為過絕緣節點，LKJ自動校正-23 m，乘務員在進站信號機處手動車位對中+60 m，表明LKJ檢測到的絕緣節比電氣絕緣節早50～60 m（這也與地面設備在絕緣節前方區間50 m對軌道進行短接后識別的過絕緣節信號一致）。LKJ文件記錄如圖2所示。

圖2 LKJ文件記錄Fig.2 LKJ document record

茌平站（上、下行）預告信號機的情況與高塘站上行方向相似，以DF-9250機車在2014年1月1日擔當的86851次貨車為例，主體化機車信號在預告上碼點記錄的波形，如圖3所示。

圖3 茌平站預告信號機機信息Fig.3 Cab signal display at distant signal of Chiping Station

LKJ在預告信號機處自動校正-22 m，乘務員在進站信號機處手動對中+52 m（地面設備在絕緣節前方區間50 m處短接后識別的絕緣節，導致出現誤差50 m左右）。

2.2 倫鎮、潘店、高塘（下行）上碼分析

以DF-9250機車在2013年12月31日擔當的52902次貨車為例，在潘店站預告信號機前面的區間1 308 m就開始接收到軌道信號，導致LKJ在該站過機丟失。機車信息波形如圖4所示。

圖4 潘店預告信號機機信息Fig.4 Cab signal display at distant signal of Pandian Station

在倫鎮站預告信號機前面的區間1 299 m開始接收到軌道信號，同樣導致LKJ在該站過機丟失。機車信息波形如圖5所示。

圖5 倫鎮站預告信號機機信息Fig.5 Cab signal display at distant signal of Lunzhen Station

2.3 地面設備調查

經過現場調查，晏城北站的接近區段絕緣方式為機械絕緣，其余站場為電氣絕緣。經與邯濟公司技術人員溝通，證實邯濟線的電氣絕緣節確實存在軌道信號泄漏的情況。

3 原因分析及處理辦法

3.1 線路設計

邯濟公司在邯濟線進行復線施工期間為減少現場設備過渡量，利用既有三接近ZPW-2000A設備作半自動接近區段使用。原理如圖6所示。

圖6 線路結構原理Fig.6 Schematic diagram of line structure

接近區段使用ZPW-2000A 設備，其電氣絕緣節中發送端對于接近區段移頻信號為0阻抗，理論設計可以全部短路掉相鄰區段移頻信號。但設備使用過程中，出現機車在壓入接近區段前錯誤接收前方區段的移頻信號情況，造成過電氣絕緣節校對不準確問題。

3.2 問題原因

1）實際當機車正常壓入區段時，受道床、車速、機車等外部客觀影響，使線路短路狀態未能達到理想的0阻抗短路狀態。

2）施工中鋼軌上加裝的補償電容，對未能完全短路的移頻信號起到放大作用。

綜合上述原因造成機車運行至電容與電氣絕緣節間地段時偶發錯誤接收到移頻信號。

3.3 解決措施

1）在電容與電氣絕緣節間增加短路線一根，將兩鋼軌再次進行短路，實現對相鄰區段移頻信號的短路。如圖6所示A處。

2）拆除距離電氣絕緣節最近的兩個電容，減少對移頻信號的放大作用。如圖6所示B處。

3）降低接近區段ZPW-2000A設備的發送電平級，確保不利狀態下能夠滿足機車入口電壓標準即可，實現移頻信號對相鄰區段的最小干擾和溢出。如圖6所示C處。

4 結束語

隨著經濟的發展，鐵路線改造、建設施工繁多，線路設備過渡也非常頻繁，鐵路施工應盡量保障鐵路線路的正常使用，防止因線路施工及設備過渡出現鐵路重大事故。本文通過邯濟線線路改造出現的機車過機不校正導致距離出現誤差的問題進行數據分析，分析得出軌道信號載頻泄漏為導致故障的原因并對現場進行了有效的故障處理。