单机运行引起轨道电路之间不匹配的研究.pdf

102T技术交流ECHNOLOGICAL EXCHANGE单机运行引起轨道电路之间不匹配的研究曾 峰（中铁通信信号勘测设计院有限公司，北京 100036）摘要：轨道电路是一种用于反应列车占用并传递列车运行控制信息的重要设备。在改建普速铁路的过程中出现由于单机运行速度过高、设备反应延时、继电器动作延时等原因引起的轨道电路之间的不匹配问题。提出一种使用电容电阻构成的缓吸电路或设备替换的方法,以解决这种不匹配问题，并在改建京广线荣家湾站的轨道电路中进行现场应用，证明了该方法可以有效解决轨道电路的不匹配和由不匹配引起的联锁无法正常解锁、漏解锁、联锁反应轨道有车无占用等问题。关键词：单机运行；不匹配问题；轨道电路；缓吸电路中图分类号：U284.2 文献标志码：A 文章编号：1673-4440(2023)10-0102-04Research on Mismatch betweenTrack Circuits Caused by Single-locomotive Train OperationZeng Feng(China Railway Communication and Signal Survey&Design Institute Co.,Ltd.,Beijing 100036,China)Abstract:Track circuit is an important device to refl ect the train occupancy status and transmit the train control information.During the retrofitting of the normal-speed railways,there has been the problem of mismatch between track circuits due to the high running speed of the single-locomotive train,the delay in equipment response,and the delay in relay action.This paper proposes the method of slow-operating circuit using capacitors and resistors or equipment replacement to solve this mismatch problem.The proposed method has been applied during the retrofi tting of the track circuits of Rongjiawan Station of Beijing-Guangzhou Railway,and has been proven to eff ectively solve the problem of mismatch between track circuits and such ensuing problems of the interlocking system as fail to unlock normally,forget to unlock,and report track unoccupied in the presence of train.Keywords:single-locomotive train operation;mismatch problem;track circuit;slow-operating circuitDOI:10.3969/j.issn.1673-4440.2023.10.019收稿日期：2022-06-10；修回日期：2023-08-23作者简介：曾峰（1997），男，助理工程师，本科，主要研究方向：铁路信号与控制，邮箱：。1概述轨道电路用于反应列车占用并传递列车运行控制信息，对列车的运行安全具有重要作用。普速铁路车站目前一般采用 25 Hz 相敏轨道电路，在分路不良区段一般采用脉冲轨道电路，所以在一个普速铁路的车站中可能存在 25 Hz 轨道电路和脉冲轨道电路交替使用的情况。列车的正常解锁一般采用铁路通信信号工程技术(RSCE)2023年10月，第20卷第10期103技术交流TECHNOLOGICAL EXCHANGE“三点检查法”。随着铁路技术装备的提升，列车运行速度不断提高，当单机列车高速通过车站时，由于轨道区段长度、高压脉冲轨道电路设备反应时间、继电器动作延时等原因引起的在 97 型 25 Hz 相敏轨道电路之间及高压脉冲轨道电路与 97 型 25 Hz相敏轨道电路之间的不匹配，导致联锁进路无法正常解锁、漏解锁、联锁反应轨道有车无占用等问题。2问题分析根据不对称高压脉冲轨道电路技术条件（暂行）(铁 运 2012311 号)中 6.11 规 定：轨 道 电路接收设备的吸起时间 2 2.5 s，落下时间 1 1.5 s。轨道继电器采用 JWXC-1700 型无极继电器。97 型 25 Hz 相敏轨道电路采用微电子接收单元，系统反应时间为 0.3 0.5 s，轨道复示继电器可采用 JWXC-1700 型无极继电器，若轨道继电器采用JRJC1-70/240，则轨道复示继电器采用 JWXC-H310型缓放继电器。暂不考虑联锁设备反应时间，单机列车按东风 7 型轴距为 14.1 m 计算，25 Hz 轨道电路采用微电子接收单元，根据普速铁路信号维护规则（技术标准）中 11.2.10 规定，24 V 时继电器动作时间如表 1 所示，假定某一站场中存在四段轨道电路 AG、BG、CG、DG，AG 为 25 Hz 区段、BG 为脉冲区段、CG 为 25 Hz 区段、DG 为 25Hz 区段，如图 1 所示。具体情况可分为以下几种。表1继电器动作时间Tab.1 Relay action times设备型号吸起时间落下时间JWXC-1700180 220 ms20 30 msJWXC-H3100.40.1 s0.80.1 sJWXC-H340 0.3 s 0.5 sJRJC1-70/240200 ms66 ms图站场平面示意Fig.1 Station layout AG BG CGDG1）机车由 AG 向 CG 运行经过 BG，考虑 BG长度为 L1，车长为 L2 14.1 m，BG 占用反应时间为 t1 1.5 s 0.03 s，列车压入 BG 到出清 AG的时间为 t2(L2/v 0.5 0.22)s，v 为列车运行速度，如果 t2 t1则联锁可能出现有车无占用。若要脉冲轨道电路不发生此类情况，则列车速度必须小于 62.67 km/h。2）机车由 BG 向 DG 运行经过 CG，考虑 CG长度为 L1，车长为 L2 14.1 m，BG 恢复空闲时间为 t1 2.5 s 0.22 s，CG 从占用到恢复时间 t2（LLv 0.5 0.030.5 0.22）s，v 为列车运行速度，如果t2t1可能导致CG无法正常解锁或者错误提前解锁。当机车运行速度为40 km/h时，若不发生此类情况相邻非脉冲区段长度需大于 30.4 m；当机车运行速度为 80 km/h 时，相邻非脉冲区段长度需大于 46.8 m；当机车运行速度为 120 km/h 时，相邻非脉冲区段长度需大于 63.1 m；当机车运行速度为 160 km/h 时，相邻非脉冲区段长度需大于79.4 m。如果不采用微电子单元要求非脉冲区段长度更大。3）当列车由 DG 向 CG 运行且轨道继电器采用JRJC1-70/240，轨道复示继电器采用 JWXC-H310，考虑车长为 L2 14.1 m，最不利情况下 CG 占用反应时间为 t1 0.9 s，DG 恢复空闲时间 t2(L2/v 0.3）s，v 为列车运行速度，如果 t2 t1则联锁可能出现有车无占用。若要 97 型 25 Hz 不发生此类情况，则列车速度必须小于 84.6 km/h。3解决方案经理论分析，当 97 型 25 Hz 相敏轨道电路之间相邻使用（不采用微电子接收单元）或脉冲轨道电路与 25 Hz 相敏轨道电路相邻使用，导致轨道区段无法正常解锁、错误解锁、联锁反应有车无占用等问题，主要在于轨道电路之间反应占用空闲时间特性不同。解决方案如下：1）97 型 25 Hz 相敏轨道电路，轨道继电器采用JRJC1-70/240，轨道复示继电器采用 JWXC-H310 时的不匹配，在冲击电流影响不大的情况下可以采用No.10曾峰：单机运行引起轨道电路之间不匹配的研究104T技术交流ECHNOLOGICAL EXCHANGEJWXC-H340 型替代 JWXC-H310 型继电器，或者采用电容电阻串联构成缓吸电路使其相匹配。2）在新建站场设计中考虑脉冲轨道电路和25 Hz 相敏轨道电路相邻使用，应尽可能使 25 Hz相敏轨道电路区段加长。3）在无法满足加长 25 Hz 相敏轨道电路区段，如改建铁路时也可使用电容电阻构成缓吸电路，使轨道电路之间反应占用空闲时间相匹配。4应用与结论在改建京广线荣家湾站的设计过程中，由于3-5DG（区 段 长 度 127 m）、1-7DG（区 段 长 度100 m）分路不良，采用高压脉冲轨道电路，IAG（区段长度 302 m）、9DG（区段长度 75 m）、IIAG（区段长度 302 m）、15DG（区段长度 92 m）、IIG（区段长度 412 m）采用 97 型 25 Hz 相敏轨道电路，其轨道继电器采用 JRJC1-70/240，轨道复示继电器采用 JWXC-H310，具体站场如图 2 所示。在运行试验时，当单机列车上行高速通过车站，在最不利条件下 15DG 反应占用时间为 0.9 s，IIG 恢复空闲时间为 0.3 s，两轨道电路之间存在 0.6 s 的时间差，导致联锁出现有车无占用，因此在设计过程中，采用 JWXC-H340 型替代 JWXC-H310 型继电器，可以将这种时间差减小到 0.2 s，只要列车运行速度控制在 253.8 km/h 以下，便可以有效解决此类问题。当单机列车下行高速通过车站时，在最不利条件下，1-7DG 恢复空闲时间为 2.72 s，9DG占用和恢复总时间为 1.25 s，两轨道电路之间存在1.47 s 的时间差，导致联锁出现漏解锁。在设计过程中，考虑到改建铁路，在不更改轨道区段长度的条件下，利用电容电阻构成充放电电路原理设计缓吸电路，当 9DGGJR 吸起时电流从 KZ 经过 R1和C1构成的串联电路到 KF 给电容 C1充电。当电容C1充满电后，对直流电为断开状态，电流再流经9DGJF 继电器线圈到 KF，使 9DGJF 继电器的缓吸2.5 s（考虑缓吸电路的衰耗），当 9DGGJR 落下时电容 C1、电阻 R2和 9DGGJF1 第 7 组接点的后接点构成回路使电容 C1放电，电路如图 3 所示，减小轨道电路之间的时间差，便可以有效解决此类问题。荣家湾站改建前后对应轨道继电器吸起/落下时间如表 2 所示。因此在新建站场中，轨道电路尽量做表2改造前后对比数据Tab.2 Data comparison before and after retrofi tting轨道区段名称改造前轨道继电器吸起时间/落下时间改造后轨道继电器吸起时间/落下时间15DG0.3 0.5 s/0.7 0.9 s0.3 0.4 s/0.5 0.6 sIIG0.3 0.5 s/0.7 0.9 s0.3 0.4 s/0.5 0.6 s1-7DG2.22 2.72 s/1.22 1.72 s2.22 2.72 s/1.22 1.72 s9DG0.3 0.5 s/0.7 0.9 s2.5 s/0.5 0.6 s图DGJF缓吸.s电路原理Fig.3 Circuit principles of 2.5s slow energizing of 9DGJF relayKZ-G-()DGGJRKFKF-R/WZH-()DGGJFZH-()DGGJF-（）DGJF-R/W F%+CI-（）RCH图列车运行平面Fig.2 Track layout for train operationIIAG-DGDG IIGXFDDSIISIDDXIAG-DGDGIG铁路通信信号工程技术(RSCE)2023年10月105技术交流TECHNOLOGICAL EXCHANGE到统一制式，97 型轨道电路尽量采用微电子接收单元，可以避免这类不匹配问题，但在条件无法满足的情况下，采用 JWXC-H340 型替代 JWXC-H310型继电器和设计缓吸电路可以有效解决不匹配问题。参考文献1 陈建译，陈习莲.25 Hz 相敏轨道电路技术与应用 M.北京:中国铁道出版社，2013.2 王永信.车站信号自动控制 M.北京:中国铁道出版社，2007.3 赵红广.论高压脉冲轨道电路的研究与应用J.价值工程，2019，38（34）：122-123.Zhao Hongguang.Research and Application of High Voltage Pulse Track CircuitJ.Value Engineering,2019,38(34):122-123.4 胡晓芳.25 Hz 轨道电路原理与故障分析 J.铁路通信信号工程技术，2021，18（10）：106-110.Hu Xiaofang.Principle and Fault Analysis of 25 Hz Track CircuitJ.Railway Signalling&Communication Engineering,2021,18(10):106-110.5 乔志超，谢文磊，王智新.不对称高压脉冲轨道电路的计算机仿真模型研究 J.铁道学报，2018，40（3）：82-87.Qiao Zhichao,Xie Wenlei,Wang Zhixin.Research of Simulation Model for Asymmetric High-Voltage Pulse Track CircuitJ.Journal of the China Railway Society,2018,40(3):82-87.6 刘曦.电化区段高压脉冲轨道电路干扰机车信号分析 J.铁路通信信号工程技术，2022，19（7）：96-101.Liu Xi.Analysis of High-voltage Pulse Track Circuits Interfering with Locomotive Signals in Electrified SectionsJ.Railway Signalling&Communication Engineering,2022,19(7):96-101.7 王崇明.RCH 阻容盒在高压脉冲轨道电路中的作用分析 J.郑州铁路职业技术学院学报，2017，29（1）：4-5.Wang Chongming.Analysis of the Functions about RCH Resistance Capacity Boxes in High Voltage Pulse Track CircuitJ.Journal of Zhengzhou Railway Vocational and Technical College,2017,29(1):4-5.No.10曾峰：单机运行引起轨道电路之间不匹配的研究*国外信息转辙机预测性维护伙伴关系欧洲通过与瑞典数据分析和人工智能公司 Predge 的战略合作，Vossloh 将为转辙机开发预测性维护模型。Vossloh 首席执行官 Oliver Schuster 在 9 月 18 日表示：“在这种趋势预测模型的帮助下，我们的客户将能够更主动、更详细、更好地规划他们的维护措施。故障数量将显著减少，最终轨道的可用性将显著提高。与此同时，我们将更深入地了解各种轨道部件的相互作用。”Predge 首席执行官 Simo Pyklist 表示：“我们专注于开发尖端的预测性维护解决方案，并专门为运营使用设计我们的人工智能模型。与 Vossloh 的合作将我们的产品扩展到转辙机，并为更广阔的市场提供预测性见解。”(北京全路通信信号研究设计院集团有限公司 王锦翻译自： 2023-09-21）