采用计轴技术解决站内轨道电路分路不良问题的探讨

1、科技情报开发与经济SCI-TECH INFORMATION DEVELOPMENT&ECONOMY2008年第18卷第22期近年来,随着铁路运输布局调整,中间车站调车作业减少,轨道区段有的不经常走车,造成钢轨生锈,很多轨道电路分路不良,严重影响行车效率,威胁行车安全。为解决这一技术难题,电务部门积极采用各种技术手段和方案,探索解决问题的方法,采用计轴轨道电路就是其中的一种。下面结合我局采用计轴技术消除分路不良的实际情况探讨如下。1计轴轨道电路的基本原理1.1工作原理站内计轴设备专门针对站内轨道电路分路不良问题设计,它把微处理器技术、通信技术、自动控制技术、冗余技术、传感器技术、防雷技术

2、融为一体,通过安装在轨道线路上的车轮传感器,把经过的车轮转换为电信号,然后将信号调制后传送到室内,经计轴主机的分析计算,判断线路是否占用。目前的计轴方案是在所监测的分路不良区段的每个端口各设一个计轴点,利用计轴点来探测驶入和驶出区段的车轴数。为了准确地判断区段内的车轴数,需要得知列车的行驶方向,需在每一个计轴点安装两对收发磁头,来实现判断列车运行方向的目的。列车经过计轴点,每当有一个车轮经过车轮传感器,车轮传感器就产生一个相应的变化信号,车轮检测器对传感器所产生的信号进行处理,然后送给室内的计轴主机。计轴主机采集该信息,并结合运行方向记录轴数(增轴或减轴,同时,不断地对区段的各个计轴点的轴数进

3、行统计和比较,给出相应区段的占用或空闲状态并驱动所设的计轴轨道继电器。1.2传感器工作原理每套车轮传感器包含两个发射磁头,两个接收磁头。发射磁头安装在钢轨外侧,接收磁头安装在钢轨内侧,发射磁头与接收磁头成对工作,一一对应。发射磁头与接收磁头的内部结构都是带铁芯的线圈,当发射磁头内流过交变的电流时,会在空间产生一个交变的磁场,接收磁头感应该磁场变化,产生一个交变的感应电压。当车轮经过时,接收磁头上的感应电压会产生幅值和相位上的变化,车轮电子检测器对不同状态进行分析处理,同时检测接收线圈上的感应电压的大小与相位,只有电压与相位同时达到预先设定的范围时,才输出轴脉冲。轴脉冲经调制、解调由电缆传送至室

4、内,由计轴主机对其进行计数,得到轴数,并与其他计轴点进行比较,给出区段的空闲或占用状态。1.3设备结构我局目前采用的计轴设备为成都通信工厂和河南辉煌科技股份有限公司产品,以辉煌公司HHJZ01型计轴设备为例,其设备由室内设备、室外设备与传输电缆3部分构成。室内设备包括计轴机柜、操控盘。计轴机柜放置在机械室,1个计轴机柜最多可容纳4套计轴主机,每台主机最多可检测5个计轴点,它由A子机与B子机上下两层组成,每个子机有两块CPU板,若干块解调板与继电器板组成,其中,解调板的数量与计轴点对应,继电器板的数量与区段对应。同时,计轴机柜还包括电源设备及防雷设备等。操控盘放置在运转室,它是计轴设备唯一可操作

5、的部件,操控盘上设有清零按钮、光带及计数器,在需要的时候可对计轴设备做清零操作。室外设备包括车轮传感器、车轮检测器、铝制箱体及其支架,车轮传感器的功能是探测车轮,它安装在钢轨上,它由两个发射磁头与两个接收磁头组成。车轮检测器安装在铝制箱体内,它检测车轮传感器的信号,并形成轴信号,它由1块电源板、2块收发板和1块调制板组成。铝制箱体可保护车轮检测器不受电磁干扰及其他外力破坏,由于其通常被油饰为黄色,俗称黄帽子。其设备结构见图1。2计轴轨道电路与既有轨道电路的结合采用计轴设备解决分路不良问题,必须将计轴控制条件与既有轨道电路控制条件相结合,将计轴条件纳入既有连锁控制条件。计轴设备与既有连锁设备的接

6、口方案设计按照铁道部站内轨道电路技术标准进行设计,将计轴轨道继电器的前接点串入原轨道继电器的励磁回路,通过计轴和轨道电路实现对轨道占用/空闲的双重检查,以25Hz轨道电路为例,其原理见图2。文章编号:1005-6033(200822-0145-02收稿日期:2008-06-17采用计轴技术解决站内轨道电路分路不良问题的探讨吉建国(太原铁路局电务处,山西太原,030013摘要:介绍了计轴轨道电路的基本原理与设备结构,探讨了计轴轨道电路与既有轨道电路的结合及室外计轴设备的设置问题,结合实际应用提出了相应的改进建议。关键词:计轴设备;轨道电路;分路不良中图分类号:U227.8文献标识码:A图1设备结

7、构示意图图2计轴轨道电路与既有轨道电路结合示意图145当5-7DG2轨道电路分路不良时,区段有车占用,5-7GJR2由于分路不良可能不能正常落下,造成有车占有而连锁设备无显示;而计轴设备由于不受线路状况影响,只要有车辆进入,计轴轨道继电器JGJ 就会落下,这样,将计轴轨道继电器JGJ 和原来的25Hz 二元二位继电器GJR 串联起来,利用JGJ 切断DGJ 的励磁回路,与GJR 共同检查轨道的占用状态,只要有一个继电器落下,就会造成轨道继电器落下,从而保证有车占用的检查,确保安全。采用计轴设备解决轨道电路分路不良问题,不受轨道电路电气特性的影响,理论上适用于各种制式轨道电路,25Hz,ZPW-

8、2000A 等轨道电路应将计轴控制条件与原轨道电路控制条件串联后控制总轨道继电器,其他轨道电路可考虑在室内外连接部分将计轴条件接入,同样可达到控制目的。3室外计轴点的设置目前的计轴设计方案是针对整个轨道电路区段进行的计轴轨道电路方案设计,即计轴设备在室外轨道区段的每一个进出口处设计轴点(传感器,区段相邻时可在相邻处共用一处计轴点。没有针对解决分路不良部分进行专门的设计,其计轴点的设计存在很多不合理,造成解决分路不良费用的增加。下面以一个一送三受区段和一个一送一受区段为例说明如下:计轴点的设置见图3,图3中,5-7DG2与D15G 为分路不良区段,为消除这两个分路不良区段,需设5个计轴点(Z 1

9、,Z 2,Z 3,Z 4,Z 5,其中Z 4为两区段共用。从图中可以看出,对于5-7DG 来说,其分路不良区段仅为7号道岔开通反位的方向,但在目前技术方案下,为消除此一处分路不良区段,至少需设置4处计轴点。每增加一处计轴点,计轴工程的费用将大幅增加,因此,可否仅对同一区段的分路不良部分设立计轴点,减少投资,成为计轴技术在消除分路不良技术方案中得到进一步推广应用的一个重要因素。要解决计轴投资过大问题,可按以下方法改进计轴点的设置:对于图3解决5-7DG2分路不良问题来说,仅在5-7DG2的出入口处(7号反位岔后和受端绝缘处设2个计轴点,即可解决其分路不良问题,5-7DG 与DG1由于不存在分路不

10、良问题,无需设计轴点,具体方案见图4。计轴点设置修改后,其与连锁结合电路保持不变,只是其计轴控制继电器的励磁和落下不再反映整个5-7DG 出清和占用,转变为仅反映分路不良的5-7DG2占用和出清情况,其解决分路不良的作用不变。由于计轴点由原来的4个减少为2个,减少了50%,计轴消除分路不良的费用将大幅降低,有利于计轴技术在解决轨道电路分路不良方面的推广使用。4计轴点距绝缘节的设置距离我局目前采用的两种计轴技术,其对计轴点距绝缘节的设置距离均有具体长度要求,如:成都通信工厂对传感器距绝缘节的距离要求为±1m ,这样的要求在现场实际安装中存在有较大的安全隐患。在图5中,当计轴点Z 1设于

11、绝缘节外方1m 范围内时,若绝缘节刚满足距警冲标3.5m 的安全距离要求,为非侵限绝缘,此时由于计轴点在其外方,其距警冲标的距离必小于3.5m 的安全距离,当车列轮对越过计轴传感器停车后,车列尾部距警冲标的距离不符合安全要求。由于原轨道电路绝缘为非侵限绝缘,其有关轨道电路占用条件在经7号道岔定位的连锁电路中未设计检查,有较大的安全隐患,在车列经过7号道岔的定位进路时,存在与增加计轴的分路不良区段停留车列发生侧面冲突的可能。根据以上分析,计轴传感器的设置应首先考虑其安全性,在非侵限绝缘处,其距警冲标的距离必须大于3.5m 的安全距离,不能满足时,应设于绝缘节内侧(见图6。计轴点与绝缘节的距离不宜

12、过大,尽量减少对轨道电路有效长度的影响。5结语计轴轨道电路由于不受钢轨锈蚀程度和轨道电路电气特性的影响,是解决轨道电路分路不良的一个较理想方案。但由于其本身的造价较高、施工相对较复杂,涉及室内外计轴设备的安装及电缆工程,且不能改善分路不良轨道电路区段地面机车信号信息的传输,限制了其推广使用。对于资金允许、能结合大修或改造同步进行且无地面机车信号发码的区段可考虑采用计轴技术解决分路不良。(责任编辑:白尚平第一作者简介:吉建国,男,1965年11月生,2004年毕业于西南交通大学网络学院,工程师,太原铁路局电务处,山西省太原市,030013.图4计轴点设置改进示意图图5计轴点与警冲标距离示意图图6

13、计轴点设于绝缘节内侧Probe into the Solution of the Bad Shunting of Instation TrackCircuit by Adopting the Axle-counting TechnologyJI Jian-guoABSTRACT :This paper introduced the principles and configuration of the track circuit for the axle -ccounting,probes into the problems of the combination of the track circuit for the axle -ccounting and the existing track circuit and the installation of the outdoor axle-ccounting equi