ZPW-2000A預疊加電碼化機車信號載頻切換電路設計

李亞蘭

（杭州鐵路設計院有限責任公司，杭州 310004）

1 概述

鐵路作為新時代交通強國的骨干力量，其運行效率及行車安全顯得尤為重要，機車信號主體化的概念也越來越具體。列車在自動閉塞區間運行時，機車信號能夠連續接收地面信號，不間斷的復示前方信號機的顯示，當列車進入車站站內時，通過對軌道電路實施電碼化設計使得機車信號連續。但是對于一些處在幾條線路交叉點的車站，會存在車站一端為復線自動閉塞區間，另一端為單線雙向自動閉塞區間的情況，如圖1 所示，車站1 至車站2 區間為復線自動閉塞區間，車站1 至車站A 與車站C均為單線自動閉塞區間。此時復線區間可向任意一條單線區間運行，即列車由上（下）行線轉下（上）行線，采用ZPW-2000A 預疊加電碼化(以下簡稱開環電碼化)設備的車站往往都是由司機利用開關進行人工載頻切換。人工切換操作頻率高且復雜，而且切換的時間和地點都由司機人工掌握，存在難掌握和不明確等問題。本文通過對車站1 電碼化電路的優化設計，實現載頻自動切換。

圖1 示例車站Fig.1 Example station

2 載頻自動切換邏輯

預疊加電碼化是目前應用比較廣泛的電碼化技術，“預”就是當列車占用某一區段時，其列車運行前方與該區段相鄰的下一個區段也開始發碼；“疊加”就是軌道電路信息與機車信號信息在傳輸通道內同時存在。電碼化設備作為機車信號的地面設備，可通過優化電碼化電路，實現機車信號上（下）、下（上）行線載頻自動切換功能。機車信號設備載頻切換的時機和原理如下。

當機車信號接收到1700-1 ＋25.7 Hz 時，機車信號則自動切換至僅接收1700-1 Hz 載頻。

當機車信號接收到2300-1 ＋25.7 Hz 時，機車信號則自動切換至僅接收2300-1 Hz 載頻。

當機車信號接收到2000-1 ＋25.7 Hz 時，機車信號則自動切換至僅接收2000-1 Hz 載頻。

當機車信號接收到2600-1 ＋25.7 Hz 時，機車信號則自動切換至僅接收2600-1 Hz 載頻。

當機車信號接收到1700-2 ＋25.7 Hz 或2300-2＋25.7 Hz 時，機車信號則自動切換至僅接收1700/2300 Hz 載頻。

當機車信號接收到2000-2＋25.7 Hz 或2600-2＋25.7 Hz 時，機車信號則自動切換至僅接收2000/2600 Hz 載頻。

根據《鐵路車站電碼化技術條件》（TB/T 2465-2010）對車站實施預疊加電碼化的范圍要求，機車信號載頻自動切換功能的實現需根據車站電碼化范圍的不同，視情況具體分析設計。

3 開環電碼化載頻切換電路設計

本文以實際工程設計車站過渡版站型為例，如圖2 所示，對其開環電碼化電路加以優化設計，實現載頻自動切換。車站1 下行進站信號機外方為復線自動閉塞區間，上行進站信號機外方為單線自動閉塞區間。當列車從下行線進入上行線（如圖2中③、④、⑥路徑）或從上行線進入下行線（如圖2 中①、②、⑤徑路）時，機車信號載頻需從下行（上行）載頻切換到上行（下行）載頻。機車信號載頻自動切換需在電碼化電路中設置轉頻繼電器（ZPJ），利用ZPJ 和低頻轉頻信息，對電碼化電路進行優化設計實現載頻自動切換。

圖2 實例車站Fig.2 Instance of station

3.1 徑路?的列車轉線作業載頻切換設計

徑路①的列車轉線作業，需要機車信號由上行載頻切換成下行載頻。《鐵路車站電碼化技術條件》要求股道占用時，不終止發碼。以此為切入點，利用下行正線IG 接車的電碼化編碼電路，當列車從5/7#道岔反位壓入IG 時，在股道實現載頻自動切換。下行正線IG 接車電碼化載頻為1700-2，此時需設計IG 的轉頻繼電器（IGZPJ）和轉頻復示繼電器（IGZPJF），當5/7#道岔在定位時，不影響下行正線IG 接車電碼化電路，電路發送正常下行正線接車低頻信息；當5/7#道岔在反位時，列車沿徑路①壓入IG 時，其軌道繼電器落下，設置的2 s 緩吸轉頻繼電器還未吸起，利用緩吸時間（2 s）發送轉頻信息，待轉頻繼電器吸起后，股道繼續發送低頻信息。滿足《鐵路車站電碼化技術條件》中對股道占用時，不終止發碼的要求。

電碼化電路自動轉頻優化如圖3 所示。當列車經由5/7#道岔反位壓入IG 時，IGDGJ ↓→IGZPJ ↑（延時2 s）→IGZPJF ↑，在IGZPJ 緩吸時間內，機車信號接收到1700-2 ＋ZP（轉頻碼25.7 Hz）頻率，頻率由上行載頻自動切換到下行載頻。

圖3 下行正線ⅠG接車電碼化編碼電路優化Fig.3 Optimization of the coding circuit for downlink positive receiving to IG

3.2 徑路?的列車轉線作業載頻切換設計

徑路②的列車轉線作業，需要機車信號由上行載頻切換成下行載頻，借鑒《鐵路車站電碼化技術條件》對閉環電碼化的范圍：“自動閉塞區段，經道岔直向的發車進路，為該進路中的所有區段；經道岔側向的發車進路，為該進路的最末一個區段”，利用下行正線發車的電碼化電路，可在發車進路最后一個區段實現載頻自動切換。此規范對預疊加電碼化經道岔直向的發車進路要求同閉環電碼化，只是取消經道岔側向的發車進路要求。下行正線發車電碼化載頻為1700-2，設計切頻繼電器（SNQPJ）和改頻繼電器（SNFGPJ）。往SN 口發車時，發車鎖閉繼電器（FSJ）落下，直通繼電器（ZTJ）的吸起和落下，說明發車進路是直股還是彎股。當6/8#道岔在反位發車時，直通繼電器（XIZTJ）落下，當第一離去區間空閑時，設置的切頻繼電器（SNQPJ）勵磁吸起，同時自保電路也構成。當列車由徑路②壓入IBG 時，對應的軌道繼電器落下，在IBG 實現載頻的轉換。為不影響下行正線發車電碼化電路，還需將SNFGPJ 的前節點并入電碼化電路傳輸改頻碼。

電碼化電路自動轉頻優化電路如圖4 所示。辦理經6/8#道岔反位發車進路，發車進路鎖閉以后，SNFSJF ↓→X1LQGJ ↑→XIZTJ ↓→SNQPJ ↑，當列車經由6/8#道岔反位壓入IBG 時，IBGDGJ ↓→SNQPJ ↑→SNFGPJ ↑→機車信號收到1700-2 ＋ZP（轉頻碼25.7 Hz）頻率，頻率由上行載頻自動切換到下行載頻。在不影響原電碼化電路的前提下，實現頻率轉換，且滿足規范要求。

圖4 下行正線發車電碼化電路優化Fig.4 Optimization of the coding circuit for downlink positive departure line

3.3 徑路?～?的列車轉線作業載頻切換設計

綜上所述，徑路③、⑤、⑥的列車轉線作業，其電路設計思路同徑路①，均在壓入股道的2 s 內發送轉頻信息，實現載頻的自動轉換。徑路④的列車轉線作業，其電路設計思路同徑路②，在發車進路最末一個區段實現載頻自動切換。

4 結論

本文對工程設計中實例車站過渡站型的電碼化電路進行優化設計，實現列車進行上、下行線轉線作業時的載頻自動轉換，解決了人工切換載頻的操作頻繁復雜、切換地點和時間不明確的問題。電路設計在實際車站過渡的應用期間，未發現問題。本文的研究方案為載頻切換電路的進一步優化提供參考。