单线双方向自动闭塞方案的选择.doc

单线双方向自动闭塞方案的选择李 亚 娜 张 博摘要：本文通过对单线双方向自动闭塞区段几种方案的分析，简单阐述了各方案的特点及应用情况。结合具体工程，针对主要的区间设备布置方案进行了详细的介绍，给类似工程提供了一定的参考。关键字：自动闭塞；单线；轨道电路；计轴系统铁路行车闭塞方式一般包括，半自动闭塞，自动站间闭塞，自动闭塞，准移动闭塞和移动闭塞。单线双方向自动闭塞属于自动闭塞的一种，通过能力介于自动站间闭塞与自动闭塞之间。相对于双线自动闭塞而言，由于不需要新建二线，工程投资较小，见效快，适用于既有单线能力紧张，急需提高通过能力以缓解运输压力的工程。随着煤炭运输等货运需求的急速增加，许多地方铁路，山区铁路在短期内不具备新建复线的条件下，往往采用单线双方向自动闭塞的方式，来提高通过能力，以满足日益增长的运输需求。单线双方向自动闭塞主要根据区间设备的不同，有几种设计方案，这里主要针对显示制式和闭塞系统两方面进行阐述。1 单线双方向自动闭塞的显示制式由于具备了自动闭塞的特点，因此不同的显示制式，均适用于单线双方向自动闭塞。根据需要可以选择三显示或者四显示自动闭塞。这两种显示方式，对于单线双方向自动闭塞区段，主要影响了通过能力和闭塞分区长度。1.1 通过能力不同显示方式对于单线双方向自动闭塞来说，通过能力差别不大。一般120km/h的线路列车制动距离一般不大于1300米，考虑100-200米安全余量，三显示闭塞分区控制在1500米左右，可以满足三显示8分钟追踪间隔；四显示闭塞分区控制在1200米左右，可以满足7分钟追踪间隔。由于单线自动闭塞的优势主要是可以实现追踪运行，追踪列车数越多，通过能力越大。一般采用成对部分追踪运行图方案，即上下行货物列车有一部分是成对追踪或连发运行，有一部分是非追踪或连发运行。与单线非平行运行图相比，区间通过能力有所提高。单方向连续发车能力不仅取决于追踪系数，还受限于发车站与接车站股道数量和区间长度，以大准铁路黍地沟至十九沟单线自动闭塞改造工程为例。方案一，采用大区间运行方式，由于中间站多数为3股道会让站，因此采用全线不停车，由始发站点岱沟开行至燕庄站直达车。其中，燕庄为终到站8股道，点岱沟为发车作业站12股道，装车线2条。可实现追踪对数为8对，追踪系数为1，但燕庄站至点岱沟站距离251km，运行时分225分钟，平图周期72分钟，全线平图能力20对，低于既有单线半自动能力36对，不满足提高通过能力的要求。方案二，最困难区段实现最大追踪对数，其中，黍地沟站4股道，十九沟站3股道，区间距离为16.5km，区间运行时分为17分钟，既有为半自动闭塞，开行列车36对。改为自动闭塞后，追踪系数按0.5计算，起、停时间分别按2分钟、1分钟计算，不同时到达时间为4分钟，会车1分钟。采用图1所示运行图周期计算。图1 单线自动闭塞运行图周期如果采用三显示，平图周期为36分钟，平图能力为40对，较既有能力提高11%；采用四显示，平图能力35分钟，平图能力为41对，较既有能力提高14%。三显示与四显示通过能力只差了1对车，可以认为大致相同。1.2 闭塞分区不同显示方式的闭塞分区长度不同。三显示是一个闭塞分区满足制动距离，四显示是2个闭塞分区满足一个制动距离，而单线自动闭塞区段，一般列车的最高运行速度都不大于160km/h，因此，三显示的闭塞分区长度为1700m左右，四显示的闭塞分区长度为1200m左右。2 闭塞系统的选择 自动闭塞系统中，检查各闭塞分区占用情况，可以利用计轴设备和轨道电路设备完成。2.1 计轴设备计轴自动闭塞系统一般包括计轴结合电路和控制电路设计两大部分。计轴结合电路设计，以JZ1-H微机计轴设备为例，其特点为个闭塞分区之间相对独立，每个闭塞分区有一个运算单元进行控制，不会因某个运算单元故障而影响其他区段。轨道继电器条件（输入），区段复零继电器条件（输出）。每个监测区段设有一个区轨继电器输出条件，当闭塞分区占用或设备故障时，相应轨道继电器均落下；当闭塞分区空闲时，相应轨道继电器均吸起。设备还提供了一个大区轨用来表示大区段的轨道状态。每个区段单独复零，均设置复零继电器，由控制台上的预复零按钮控制其吸起和落下，平时为落下断开状态，其吸起接通条件作为区段复零的依据。控制电路设计包括区间信号控制电路和区间发码控制电路。区间每一个并置通过信号机设一个区间信号控制组合QXK，组合内设上、下行方向继电器，黄灯继电器及其复式继电器，绿灯继电器及其复式继电器、灯丝继电器及其复式继电器。由于为单线自动闭塞，当某个区间按下行方向运行时，下行各通过信号机按闭塞分区的空闲状态电灯，上行方向各通过信号机均灭灯。区间每一个闭塞分区设一个移频发码组合YPF，组合内设上、下行方向继电器、黄码继电器、绿码继电器、发码继电器、发码报警继电器、断丝继电器。上、下行方向继电器是实现个闭塞分区发码方向总是迎着列车运行方向发码。结合显示制式，上文已通过计算分析，三显示与四显示对于单线双方向自动闭塞通过能力几乎相同，从考虑设备节省使用，提高使用效率，降低维护成本的角度，由于三显示闭塞分区长度较四显示长，区间越长，节省的设备越多，计轴设备的工作条件和钢轨轨面条件、道床电气特性变化无关，因此在地处山区、隧道等道床电气特性不好的线路，可以选择三显示自动闭塞结合计轴自闭系统使用。2.2 轨道电路轨道电路检查区间占用情况，可以选择UM71和ZPW-2000型系列轨道电路。不论采用哪种，都需要考虑区间载频方案。对于单线区间，只能按照上行或下行方向配置一种载频，设计中是采用上行还是下行载频，要根据实际情况综合考虑，首先如果相邻线路有相应制式的轨道电路时要以避免临线干扰为原则；在不考虑临线干扰的情况下，以司机手动扳闸转换机车信号开关最少为原则。双线自动闭塞区段列车在正常情况下时按照上、下行方向分线行车，上、下行线路分别按照不同频率布置载频，列车按照方向分线运行时不需要司机手动扳闸转换机车信号开关。如果要在上、下行线方向上转线行车，则需要司机手动转换机车信号开关，确保机车能够接收到地面低频信息。因此，单线双方向自动闭塞区段，需要司机在与配置的载频不同方向行车时，手动控制机车信号的开关，实现上、下行转换。区间通过信号机一般采用并置，共用一个轨道区段，用方向电路条件改变轨道电路的发送端和接收端。 考虑到轨道电路极限长，闭塞分区应尽量小于轨道电路极限长，减少分割，节省投资。UM71和ZPW2000的极限长一般分别为900米和1350米。三显示闭塞分区一般长度大约1500米，四显示为1200米左右，因此，选择四显示自动闭塞更为合理，而通过能力和三显示一样，却能节省轨道电路的发送接收设备。3. 区间信号机布置布置区间信号机的主要工作内容就是确定各闭塞分区的长度，而影响闭塞分区长度的主要因素为：制动距离、追踪间隔、显示制式及安全余量。分析对闭塞分区划分的各影响因素的优先级，针对单线自动闭塞，由于通过能力受追踪间隔的影响较小，闭塞分区长度的上限掌握可以灵活，在满足安全的条件下，应尽量多的考虑其他因素，这些余量结合线路实际情况考虑。单线自动闭塞区段，信号机设置主要受安装条件限制。以计轴自动闭塞为例，山区地段，由于线路曲线半径小，长大桥隧多，很多地方安装了护轮轨，在这些地方安装计轴设备时就需要切割护轮轨，为了避免这种情况，需要将信号机移至无护轮轨处，一般在桥上的需要移出桥头30米以上，在弯道上需要移至弯前或弯后的直线段上。但是，这种情况比较特殊且在弯道上可能还有显示距离的问题，应尽量留有足够的余量，方便现场调整。单线自动闭塞，区间通过信号机一般采用并置。计轴自动闭塞区段，上、下行信号机设置于同一位置的线路两侧，安装困难时或者为了方便维护，甚至可能“背靠背”的方式设置在同侧。而采用轨道电路的区段，信号机后方存在30米的调谐区，一般上、下行信号机共用一个轨道区段，轨道区段的划分点为两信号机中间的绝缘节，设置的信号机实际相距30米。4. 结束语 单线双方向自动闭塞可以发挥其见效快，安全性高等优势，解决单线区段的通过能力紧张的问题。通过上述对单线双方向自动闭塞几种方案的介绍，可以看出，无论是计轴自动闭塞，还是基于轨道电路的自动闭塞都有广泛的应用前景。计轴设备在山区地段，线路道床电阻低，桥梁、隧道多的线路，有较好的适应性；基于轨道电路的自动闭塞，技术成熟，安全性高，也能满足大部分线路的要求。合理的采用不同的技