單線雙方向自動閉塞方案的選擇

年4月19日單線雙方向自動閉塞方案的選擇文檔僅供參考單線雙方向自動閉塞方案的選擇李亞娜張博摘要：本文經(jīng)過對單線雙方向自動閉塞區(qū)段幾種方案的分析，簡單闡述了各方案的特點(diǎn)及應(yīng)用情況。結(jié)合具體工程，針對主要的區(qū)間設(shè)備布置方案進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，給類似工程提供了一定的參考。關(guān)鍵字：自動閉塞；單線；軌道電路；計(jì)軸系統(tǒng)鐵路行車閉塞方式一般包括，半自動閉塞，自動站間閉塞，自動閉塞，準(zhǔn)移動閉塞和移動閉塞。單線雙方向自動閉塞屬于自動閉塞的一種，經(jīng)過能力介于自動站間閉塞與自動閉塞之間。相對于雙線自動閉塞而言，由于不需要新建二線，工程投資較小，見效快，適用于既有單線能力緊張，急需提高經(jīng)過能力以緩解運(yùn)輸壓力的工程。隨著煤炭運(yùn)輸?shù)蓉涍\(yùn)需求的急速增加，許多地方鐵路，山區(qū)鐵路在短期內(nèi)不具備新建復(fù)線的條件下，往往采用單線雙方向自動閉塞的方式，來提高經(jīng)過能力，以滿足日益增長的運(yùn)輸需求。單線雙方向自動閉塞主要根據(jù)區(qū)間設(shè)備的不同，有幾種設(shè)計(jì)方案，這里主要針對顯示制式和閉塞系統(tǒng)兩方面進(jìn)行闡述。1．單線雙方向自動閉塞的顯示制式由于具備了自動閉塞的特點(diǎn)，因此不同的顯示制式，均適用于單線雙方向自動閉塞。根據(jù)需要能夠選擇三顯示或者四顯示自動閉塞。這兩種顯示方式，對于單線雙方向自動閉塞區(qū)段，主要影響了經(jīng)過能力和閉塞分區(qū)長度。1.1經(jīng)過能力不同顯示方式對于單線雙方向自動閉塞來說，經(jīng)過能力差別不大。一般120km/h的線路列車制動距離一般不大于1300米，考慮100-200米安全余量，三顯示閉塞分區(qū)控制在1500米左右，能夠滿足三顯示8分鐘追蹤間隔；四顯示閉塞分區(qū)控制在1200米左右，能夠滿足7分鐘追蹤間隔。單方向連續(xù)發(fā)車能力不但取決于追蹤系數(shù)，還受限于發(fā)車站與接車站股道數(shù)量和區(qū)間長度，以大準(zhǔn)鐵路黍地溝至十九溝單線自動閉塞改造工程為例。方案一，采用大區(qū)間運(yùn)行方式，由于中間站多數(shù)為3股道會讓站，因此采用全線不停車，由始發(fā)站點(diǎn)岱溝開行至燕莊站直達(dá)車。其中，燕莊為終到站8股道，點(diǎn)岱溝為發(fā)車作業(yè)站12股道，裝車線2條。可實(shí)現(xiàn)追蹤對數(shù)為8對，追蹤系數(shù)為1，但燕莊站至點(diǎn)岱溝站距離251km，運(yùn)行時(shí)分225分鐘，平圖周期72分鐘，全線平圖能力20對，低于既有單線半自動能力36對，不滿足提高經(jīng)過能力的要求。方案二，最困難區(qū)段實(shí)現(xiàn)最大追蹤對數(shù)，其中，黍地溝站4股道，十九溝站3股道，區(qū)間距離為16.5km，區(qū)間運(yùn)行時(shí)分為17分鐘，既有為半自動閉塞，開行列車36對。改為自動閉塞后，追蹤系數(shù)按0.5計(jì)算，起、停時(shí)間分別按2分鐘、1分鐘計(jì)算，不同時(shí)到達(dá)時(shí)間為4分鐘，會車1分鐘。采用圖1所示運(yùn)行圖周期計(jì)算。圖1單線自動閉塞運(yùn)行圖周期如果采用三顯示，平圖周期為36分鐘，平圖能力為40對，較既有能力提高11%；采用四顯示，平圖能力35分鐘，平圖能力為41對，較既有能力提高14%。三顯示與四顯示經(jīng)過能力只差了1對車，能夠認(rèn)為大致相同。1.2閉塞分區(qū)不同顯示方式的閉塞分區(qū)長度不同。三顯示是一個(gè)閉塞分區(qū)滿足制動距離，四顯示是2個(gè)閉塞分區(qū)滿足一個(gè)制動距離，而單線自動閉塞區(qū)段，一般列車的最高運(yùn)行速度都不大于160km/h，因此，三顯示的閉塞分區(qū)長度為1700m左右，四顯示的閉塞分區(qū)長度為1200m左右。2閉塞系統(tǒng)的選擇自動閉塞系統(tǒng)中，檢查各閉塞分區(qū)占用情況，能夠利用計(jì)軸設(shè)備和軌道電路設(shè)備完成。2.1計(jì)軸設(shè)備計(jì)軸自動閉塞系統(tǒng)一般包括計(jì)軸結(jié)合電路和控制電路設(shè)計(jì)兩大部分。計(jì)軸結(jié)合電路設(shè)計(jì)，以JZ1-H微機(jī)計(jì)軸設(shè)備為例，其特點(diǎn)為個(gè)閉塞分區(qū)之間相對獨(dú)立，每個(gè)閉塞分區(qū)有一個(gè)運(yùn)算單元進(jìn)行控制，不會因某個(gè)運(yùn)算單元故障而影響其它區(qū)段。軌道繼電器條件（輸入），區(qū)段復(fù)零繼電器條件（輸出）。每個(gè)監(jiān)測區(qū)段設(shè)有一個(gè)區(qū)軌繼電器輸出條件，當(dāng)閉塞分區(qū)占用或設(shè)備故障時(shí)，相應(yīng)軌道繼電器均落下；當(dāng)閉塞分區(qū)空閑時(shí)，相應(yīng)軌道繼電器均吸起。設(shè)備還提供了一個(gè)大區(qū)軌用來表示大區(qū)段的軌道狀態(tài)。每個(gè)區(qū)段單獨(dú)復(fù)零，均設(shè)置復(fù)零繼電器，由控制臺上的預(yù)復(fù)零按鈕控制其吸起和落下，平時(shí)為落下斷開狀態(tài)，其吸起接通條件作為區(qū)段復(fù)零的依據(jù)?？刂齐娐吩O(shè)計(jì)包括區(qū)間信號控制電路和區(qū)間發(fā)碼控制電路。區(qū)間每一個(gè)并置經(jīng)過信號機(jī)設(shè)一個(gè)區(qū)間信號控制組合QXK，組合內(nèi)設(shè)上、下行方向繼電器，黃燈繼電器及其復(fù)式繼電器，綠燈繼電器及其復(fù)式繼電器、燈絲繼電器及其復(fù)式繼電器。由于為單線自動閉塞，當(dāng)某個(gè)區(qū)間按下行方向運(yùn)行時(shí)，下行各經(jīng)過信號機(jī)按閉塞分區(qū)的空閑狀態(tài)電燈，上行方向各經(jīng)過信號機(jī)均滅燈。區(qū)間每一個(gè)閉塞分區(qū)設(shè)一個(gè)移頻發(fā)碼組合YPF，組合內(nèi)設(shè)上、下行方向繼電器、黃碼繼電器、綠碼繼電器、發(fā)碼繼電器、發(fā)碼報(bào)警繼電器、斷絲繼電器。上、下行方向繼電器是實(shí)現(xiàn)個(gè)閉塞分區(qū)發(fā)碼方向總是迎著列車運(yùn)行方向發(fā)碼。結(jié)合顯示制式，上文已經(jīng)過計(jì)算分析，三顯示與四顯示對于單線雙方向自動閉塞經(jīng)過能力幾乎相同，從考慮設(shè)備節(jié)省使用，提高使用效率，降低維護(hù)成本的角度，由于三顯示閉塞分區(qū)長度較四顯示長，區(qū)間越長，節(jié)省的設(shè)備越多，計(jì)軸設(shè)備的工作條件和鋼軌軌面條件、道床電氣特性變化無關(guān)，因此在地處山區(qū)、隧道等道床電氣特性不好的線路，能夠選擇三顯示自動閉塞結(jié)合計(jì)軸自閉系統(tǒng)使用。2.2軌道電路軌道電路檢查區(qū)間占用情況，能夠選擇UM71和ZPW-型系列軌道電路。不論采用哪種，都需要考慮區(qū)間載頻方案。對于單線區(qū)間，只能按照上行或下行方向配置一種載頻，設(shè)計(jì)中是采用上行還是下行載頻，要根據(jù)實(shí)際情況綜合考慮，首先如果相鄰線路有相應(yīng)制式的軌道電路時(shí)要以避免臨線干擾為原則；在不考慮臨線干擾的情況下，以司機(jī)手動扳閘轉(zhuǎn)換機(jī)車信號開關(guān)最少為原則。雙線自動閉塞區(qū)段列車在正常情況下時(shí)按照上、下行方向分線行車，上、下行線路分別按照不同頻率布置載頻，列車按照方向分線運(yùn)行時(shí)不需要司機(jī)手動扳閘轉(zhuǎn)換機(jī)車信號開關(guān)。如果要在上、下行線方向上轉(zhuǎn)線行車，則需要司機(jī)手動轉(zhuǎn)換機(jī)車信號開關(guān)，確保機(jī)車能夠接收到地面低頻信息。因此，單線雙方向自動閉塞區(qū)段，需要司機(jī)在與配置的載頻不同方向行車時(shí)，手動控制機(jī)車信號的開關(guān)，實(shí)現(xiàn)上、下行轉(zhuǎn)換。區(qū)間經(jīng)過信號機(jī)一般采用并置，共用一個(gè)軌道區(qū)段，用方向電路條件改變軌道電路的發(fā)送端和接收端?？紤]到軌道電路極限長，閉塞分區(qū)應(yīng)盡量小于軌道電路極限長，減少分割，節(jié)省投資。UM71和ZPW的極限長一般分別為900米和1350米。三顯示閉塞分區(qū)一般長度大約1500米3.區(qū)間信號機(jī)布置布置區(qū)間信號機(jī)的主要工作內(nèi)容就是確定各閉塞分區(qū)的長度，而影響閉塞分區(qū)長度的主要因素為：制動距離、追蹤間隔、顯示制式及安全余量。分析對閉塞分區(qū)劃分的各影響因素的優(yōu)先級，針對單線自動閉塞，由于經(jīng)過能力受追蹤間隔的影響較小，閉塞分區(qū)長度的上限掌握能夠靈活，在滿足安全的條件下，應(yīng)盡量多的考慮其它因素，這些余量結(jié)合線路實(shí)際情況考慮。單線自動閉塞區(qū)段，信號機(jī)設(shè)置主要受安裝條件限制。以計(jì)軸自動閉塞為例，山區(qū)地段，由于線路曲線半徑小，長大橋隧多，很多地方安裝了護(hù)輪軌，在這些地方安裝計(jì)軸設(shè)備時(shí)就需要切割護(hù)輪軌，為了避免這種情況，需要將信號機(jī)移至無護(hù)輪軌處，一般在橋上的需要移出橋頭30米以上，在彎道上需要移至彎前或彎后的直線段上?？墒?，這種情況比較特殊且在彎道上可能還有顯示距離的問題，應(yīng)盡量留有足夠的余量，方便現(xiàn)場調(diào)整。單線自動閉塞，區(qū)間經(jīng)過信號機(jī)一般采用并置。計(jì)軸自動閉塞區(qū)段，上、下行信號機(jī)設(shè)置于同一位置的線路兩側(cè)，安裝困難時(shí)或者為了方便維護(hù)，甚至可能“背靠背”的方式設(shè)置在同側(cè)。而采用軌道電路的區(qū)段，信號機(jī)后方存在30米的調(diào)諧區(qū)，一般上、下行信號機(jī)共用一個(gè)軌道區(qū)段，軌道區(qū)段的劃分點(diǎn)為兩信號機(jī)中間的絕緣節(jié)，設(shè)置的信號機(jī)實(shí)際相距30米。4.結(jié)束語單線雙方向自動閉塞能夠發(fā)揮其見效快，安全性高等優(yōu)勢，解決單線區(qū)段的經(jīng)過能力緊張的問題。經(jīng)過上述對單線雙方向自動閉塞幾種方案的介紹，能夠看出，無論是計(jì)軸自動閉塞，還是基于軌道電路的自動閉塞都有廣泛的應(yīng)用前景。計(jì)軸設(shè)備在山區(qū)地段，線路道床電阻低，橋梁、隧道多的線路，有較好的適應(yīng)性；基于軌道電路的自動閉塞，技術(shù)成熟，安全性高，也能滿足大部分線路的要求。合理的采用不同的技術(shù)方案，適應(yīng)于實(shí)際線路條件