黃 榮

（中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，武漢 430063）

采用CTCS-2級(jí)列控系統(tǒng)的客運(yùn)專線，區(qū)間自動(dòng)閉塞采用ZPW-2000系列無(wú)絕緣移頻軌道電路，車站采用ZPW-2000系列移頻軌道電路或25 Hz相敏軌道電路疊加電碼化。區(qū)間正向按自動(dòng)閉塞方式追蹤運(yùn)行，反向按站間閉塞方式運(yùn)行，軌道電路按追蹤碼序發(fā)碼?？紤]滿足動(dòng)車組運(yùn)行的安全性和舒適性，追蹤碼序最高可發(fā)至L5，軌道電路采用追蹤碼序?yàn)椋篖5-L4-L3-L2-L-LU-U-HU，軌道電路或電碼化采用標(biāo)準(zhǔn)載頻為1 700、2 000、2 300、2 600 Hz。

1 站內(nèi)軌道電路的編碼設(shè)計(jì)

1.1 列車正向運(yùn)行

列車正線運(yùn)行時(shí)，將接車進(jìn)路和股道、發(fā)車進(jìn)路和前方區(qū)間1LQ區(qū)段定義為一個(gè)發(fā)碼分區(qū)，并與區(qū)間閉塞分區(qū)一并發(fā)追蹤碼序。

站內(nèi)采用電碼化方式的車站，發(fā)碼通道常態(tài)為斷開(kāi)狀態(tài)，軌道上無(wú)碼，在進(jìn)路建立且列車壓入后，接通發(fā)碼通道，向軌道發(fā)追蹤碼，列車出清后斷開(kāi)發(fā)碼通道。站內(nèi)采用移頻軌道電路的區(qū)段，進(jìn)站信號(hào)機(jī)未開(kāi)放、接發(fā)車進(jìn)路未建立時(shí)，進(jìn)站信號(hào)機(jī)內(nèi)方接車進(jìn)路中除股道外的各區(qū)段均發(fā)JC碼（27.9 Hz），股道發(fā)HU碼；接車進(jìn)路建立后發(fā)追蹤碼序。列車進(jìn)入接車進(jìn)路后，接車進(jìn)路上前方區(qū)段有車占用時(shí)，后方區(qū)段發(fā)JC碼。當(dāng)出站信號(hào)機(jī)未開(kāi)放、發(fā)車進(jìn)路未建立時(shí)，發(fā)車進(jìn)路各區(qū)段均發(fā)JC碼，前方閉塞分區(qū)發(fā)追蹤碼序；發(fā)車進(jìn)路建立后發(fā)追蹤碼序。發(fā)車進(jìn)路上前方某區(qū)段有車占用時(shí)，后方區(qū)段發(fā)JC碼。

1.2 列車反向運(yùn)行

列車反向運(yùn)行時(shí)，將反向接車進(jìn)路和股道、反向發(fā)車進(jìn)路與前方進(jìn)站信號(hào)機(jī)外方的正向接近區(qū)段（例如區(qū)間1LQG與2LQG）合并為一個(gè)發(fā)碼分區(qū)，接發(fā)車進(jìn)路建立后與區(qū)間閉塞分區(qū)一并發(fā)追蹤碼序。進(jìn)路建立前后站內(nèi)各區(qū)段發(fā)碼方式同正向運(yùn)行。

1.3 有折返作業(yè)的多個(gè)區(qū)段發(fā)碼

站內(nèi)設(shè)移頻軌道電路時(shí)，由于同一時(shí)刻僅可能有一端發(fā)送低頻信息，因此需要考慮折返作業(yè)過(guò)程中區(qū)段的正、反向發(fā)碼情況。對(duì)于兩背向的進(jìn)路信號(hào)機(jī)之間的區(qū)段或股道，有折返作業(yè)而該區(qū)段沒(méi)有分割點(diǎn)時(shí)，列車占用該軌道區(qū)段后，軌道區(qū)段發(fā)送方向不應(yīng)改變，故反方向無(wú)碼，在反方向的進(jìn)路建立后，由列控中心控制該軌道區(qū)段改變發(fā)送方向、正向無(wú)碼反向有碼；有折返作業(yè)而區(qū)段有分割點(diǎn)時(shí)（即由多個(gè)區(qū)段組成），列車占用前一個(gè)軌道區(qū)段時(shí)，列控中心即控制后方的軌道區(qū)段改變發(fā)送方向、正向無(wú)碼反向有碼，列車占用的最前方區(qū)段則在反方向進(jìn)路建立后才由列控中心控制改變發(fā)送方向。

站內(nèi)采用電碼化方式的股道，由于正、反方向上均設(shè)置有移頻發(fā)送盒，故不存在上述發(fā)碼倒換方向問(wèn)題。

1.4 轉(zhuǎn)頻碼

動(dòng)車組應(yīng)采用由應(yīng)答器提供轉(zhuǎn)頻信息的方案。在有普速車或有貨車上線的客運(yùn)專線，由于普速車或貨車無(wú)法接收到應(yīng)答器的轉(zhuǎn)頻信息，根據(jù)需要，可考慮通過(guò)地面軌道區(qū)段發(fā)轉(zhuǎn)頻碼的方式實(shí)現(xiàn)車載設(shè)備的自動(dòng)轉(zhuǎn)頻。

1）采用全進(jìn)路發(fā)碼的車站，在轉(zhuǎn)線的渡線道岔區(qū)段處發(fā)轉(zhuǎn)頻碼

對(duì)全列車進(jìn)路發(fā)碼的車站，辦理了轉(zhuǎn)線接車（或發(fā)車）進(jìn)路并開(kāi)放信號(hào)后，咽喉區(qū)發(fā)JC碼，股道發(fā)正常碼。當(dāng)列車由下行線轉(zhuǎn)到上行線時(shí)，在列車運(yùn)行到下行線的最后一個(gè)道岔區(qū)段,上行線的第一個(gè)相鄰的道岔區(qū)段開(kāi)始發(fā)轉(zhuǎn)頻碼（25.7 Hz），該道岔區(qū)段解鎖后，恢復(fù)發(fā)檢測(cè)（JC）碼。

2）僅正線和股道發(fā)碼的車站，在股道和發(fā)車進(jìn)路的最后一個(gè)區(qū)段發(fā)轉(zhuǎn)頻碼

對(duì)僅采用股道及正線電碼化的25Hz軌道電路的車站，轉(zhuǎn)線發(fā)車時(shí)，可在發(fā)車進(jìn)路最后一個(gè)區(qū)段發(fā)轉(zhuǎn)頻碼，利用在電碼化發(fā)車進(jìn)路通道，有條件接通發(fā)碼通道，其電碼化轉(zhuǎn)頻發(fā)碼通道修改如圖1所示，采用列控中心輸出一個(gè)轉(zhuǎn)頻繼電器（ZPJ）的方案,將ZPJ條件并接到最后一個(gè)軌道區(qū)段（2DG）的發(fā)碼通道上。當(dāng)列車運(yùn)行到該區(qū)段時(shí)，接通發(fā)碼通道，由列控中心編碼后向該區(qū)段發(fā)轉(zhuǎn)頻碼，實(shí)現(xiàn)車載設(shè)備自動(dòng)轉(zhuǎn)頻。

列車轉(zhuǎn)線接車進(jìn)入股道時(shí)，可在股道上先發(fā)2 s的轉(zhuǎn)頻碼，再發(fā)正常的追蹤信息碼，實(shí)現(xiàn)車載設(shè)備自動(dòng)轉(zhuǎn)頻。需要注意的是，由于在股道上先發(fā)2 s的轉(zhuǎn)頻碼，會(huì)延長(zhǎng)列車收到有效信息碼時(shí)機(jī)，當(dāng)動(dòng)車組在規(guī)定的運(yùn)行距離或時(shí)間內(nèi)未收到股道發(fā)出的有效信息碼時(shí)，會(huì)觸發(fā)B7制動(dòng)，因此，采用此方案時(shí)應(yīng)考慮動(dòng)車組側(cè)線接車最高允許速度及動(dòng)車組車載設(shè)備的相關(guān)參數(shù)要求。

3）列車在疏解線上正向運(yùn)行時(shí)需從下行線轉(zhuǎn)到上行線，可在線路所渡線道岔區(qū)段處轉(zhuǎn)頻

以福州樞紐為例，如圖2所示，為實(shí)現(xiàn)列車在疏解線上正向運(yùn)行時(shí)的自動(dòng)轉(zhuǎn)頻，在疏解線上溫福線路所6DG、福廈線路所4DG兩個(gè)特殊區(qū)段，采用先發(fā)2 s的轉(zhuǎn)頻碼，后再發(fā)追蹤碼的方式實(shí)現(xiàn)列車在疏解線自動(dòng)轉(zhuǎn)頻。對(duì)于樟林線路所4DG和溫福線路所6DG發(fā)轉(zhuǎn)頻碼的區(qū)段，其區(qū)段長(zhǎng)度應(yīng)滿足在最高運(yùn)行速度下2 s的轉(zhuǎn)頻碼和2 s的追蹤碼的收碼和解碼時(shí)間，以保證列車在該區(qū)段運(yùn)行時(shí)不會(huì)產(chǎn)生制動(dòng)。

2 股道疊加電碼化、發(fā)轉(zhuǎn)頻碼帶來(lái)的問(wèn)題及解決方案

根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，由于ZPW-2000軌道電路平時(shí)即處于發(fā)碼狀態(tài)，列車只要進(jìn)入該區(qū)段范圍，車載設(shè)備即開(kāi)始接收地面低頻信息并譯碼，相對(duì)于25Hz軌道電路疊加后占用發(fā)碼的方式，能保證列車進(jìn)入股道后較早地收到有效碼。

對(duì)于站內(nèi)采用25Hz軌道電路的車站，當(dāng)車站設(shè)有1/18號(hào)道岔側(cè)向進(jìn)路接車時(shí)，側(cè)線接車速度可能提高到80 km/h；CTCS-2車站低頻信息碼編碼往往由列控中心進(jìn)行邏輯控制；這時(shí)股道電碼化采用占用后疊加發(fā)碼方式、甚至轉(zhuǎn)線進(jìn)入股道的進(jìn)路又采用了先發(fā)25.7 Hz轉(zhuǎn)頻碼的方式，容易導(dǎo)致列車在規(guī)定區(qū)域或時(shí)間內(nèi)接收不到有效的低頻信息碼，產(chǎn)生列車瞬間制動(dòng)，影響動(dòng)車組的正常開(kāi)行。

分析列車無(wú)法有效收到低頻信息碼的原因在于列車進(jìn)入股道區(qū)段直至列車譯出低頻碼的時(shí)間間隔較大，這期間包括：1）列車壓入—股道GJ落下；2）GJ落下—聯(lián)鎖/列控信息采集；3）列控信息處理—低頻信息發(fā)送給列車；4）車載處理時(shí)間；5）如果有轉(zhuǎn)頻碼時(shí),還要考慮2 s的轉(zhuǎn)頻碼時(shí)間，所有時(shí)間相加，則列車收到低頻碼的時(shí)機(jī)超出車載設(shè)定的范圍，車載設(shè)備認(rèn)為掉碼引發(fā)B7制動(dòng)。鑒于上述情況，可考慮采用股道預(yù)疊加發(fā)碼方式，即股道前一個(gè)軌道區(qū)段列車占用時(shí)預(yù)先發(fā)碼，該方式下1）～4）時(shí)間均在股道前一個(gè)軌道區(qū)段列車占用時(shí)處理完畢，可以有效改善列車收到有效碼的時(shí)機(jī)。

股道電碼化預(yù)發(fā)碼通道修改如圖3所示，以下行3股道接車為例，當(dāng)列車進(jìn)入股道的前一個(gè)區(qū)段時(shí)，由列控中心或聯(lián)鎖系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)一個(gè)3股道下行接車預(yù)發(fā)碼繼電器（3G-XJMJ），提前接通3G的發(fā)碼通道。

進(jìn)一步分析可以發(fā)現(xiàn)，股道預(yù)疊加發(fā)碼方式無(wú)法有效解決轉(zhuǎn)線進(jìn)入股道、股道發(fā)轉(zhuǎn)頻碼時(shí)列車因掉碼觸發(fā)瞬間制動(dòng)的情況。此時(shí)，由于轉(zhuǎn)線進(jìn)入股道，股道預(yù)疊加發(fā)送的載頻與轉(zhuǎn)線前的線路載頻不同、列車無(wú)法收到；轉(zhuǎn)頻時(shí)機(jī)的控制依然為GJ落下后2 s，因此上文分析的1）～5）時(shí)間均無(wú)法利用預(yù)疊加方式縮短，股道掉碼可能性依舊。

因此，當(dāng)站內(nèi)含有18號(hào)及以上道岔的接車進(jìn)路時(shí)，應(yīng)優(yōu)先采用ZPW-2000軌道電路；采用電碼化發(fā)送低頻信息時(shí)，建議股道使用疊加發(fā)碼方式；動(dòng)車組進(jìn)路上建議取消25.7的轉(zhuǎn)頻信息碼。

3 1LQ長(zhǎng)度過(guò)短帶來(lái)的問(wèn)題及解決方案

如果一離去區(qū)段（1LQ）長(zhǎng)度過(guò)短（短于列車最高允許速度制動(dòng)到零的常用制動(dòng)距離），對(duì)站內(nèi)側(cè)向發(fā)車進(jìn)路不發(fā)碼的車站，在完全監(jiān)控模式下，動(dòng)車組以1LQ前方的信號(hào)點(diǎn)為目標(biāo)制動(dòng)距離運(yùn)行，在收到1LQ區(qū)段允許通過(guò)的信息碼之前會(huì)觸發(fā)制動(dòng)，影響列車運(yùn)行的舒適性；在部分監(jiān)控模式下，動(dòng)車組發(fā)車到達(dá)1LQ區(qū)段時(shí)，其運(yùn)行速度可能會(huì)超過(guò)以1LQ前方信號(hào)點(diǎn)為目標(biāo)制動(dòng)距離的速度要求，影響行車安全。為防止上述情況的發(fā)生，1LQ長(zhǎng)度應(yīng)滿足發(fā)車時(shí)最高速度制動(dòng)到零的最大常用制動(dòng)距離要求，特殊情況下無(wú)法滿足要求時(shí)，可采用站內(nèi)發(fā)車進(jìn)路補(bǔ)發(fā)區(qū)間1LQ信息碼的方式，以彌補(bǔ)區(qū)間1LQ長(zhǎng)度的不足。當(dāng)因條件限制發(fā)車進(jìn)路不能實(shí)現(xiàn)補(bǔ)碼時(shí)，可采用股道降級(jí)發(fā)碼（UUS降級(jí)為UU碼）。

當(dāng)側(cè)線發(fā)車時(shí)，站內(nèi)發(fā)車進(jìn)路補(bǔ)發(fā)區(qū)間1LQ的信息碼，其發(fā)碼通道可借用圖1中的發(fā)車進(jìn)路電碼化轉(zhuǎn)頻通道，并規(guī)定ZPJ在側(cè)線發(fā)車時(shí)均吸起，以接通補(bǔ)碼通道。

4 不同速度等級(jí)結(jié)合處的碼序設(shè)計(jì)

在客運(yùn)專線與普速線或既有線結(jié)合處，由于在不同地段運(yùn)行速度不同、制動(dòng)距離不同，因此需要不同的最高信息碼，在分界處應(yīng)考慮碼序的銜接，并根據(jù)不同運(yùn)行速度合理設(shè)計(jì)最高信息碼。下面以寧波樞紐為例（如圖4所示），說(shuō)明不同運(yùn)行速度線路結(jié)合處最高信息碼設(shè)計(jì)情況。

從圖4看出，當(dāng)不同的高速度的分界不在閉塞分區(qū)分界點(diǎn)時(shí)，應(yīng)將有較高信息碼分段范圍推至速度較低的一端的閉塞分區(qū)或發(fā)碼分區(qū)分界處，以保證列車運(yùn)行的安全性和舒適性。

5 臨時(shí)限速降級(jí)發(fā)碼

雖然臨時(shí)限速命令會(huì)通過(guò)列控中心下達(dá)至有源應(yīng)答器并傳送至車載設(shè)備，基于安全性考慮，側(cè)向的接車進(jìn)路上有低于80 km/h的臨時(shí)限速或線路固定限速時(shí)，進(jìn)路建立后，進(jìn)站或進(jìn)路信號(hào)機(jī)的接近區(qū)段由UUS碼降級(jí)為UU碼；當(dāng)側(cè)向發(fā)車進(jìn)路或離去區(qū)段有低于80 km/h的臨時(shí)限速或線路固定限速時(shí)，進(jìn)路建立后，股道上發(fā)碼由UUS碼降級(jí)為發(fā)UU碼。

6 短區(qū)間反向運(yùn)行降級(jí)發(fā)碼

根據(jù)站間區(qū)間點(diǎn)設(shè)置情況，特定條件下反向運(yùn)行可考慮降級(jí)發(fā)碼。以福州樞紐疏解線上的福廈線路所為例（如圖2所示），當(dāng)福廈線路所SF信號(hào)機(jī)向福州方向反向接車時(shí)，根據(jù)相關(guān)規(guī)范，進(jìn)站內(nèi)方的4#道岔為18號(hào)道岔，SF信號(hào)機(jī)顯示可為一個(gè)黃色閃光和一黃色燈光，SF接近區(qū)段發(fā)UUS碼。此時(shí)，如果前方樟林線路所的SXF信號(hào)機(jī)為關(guān)閉狀態(tài)，列車越過(guò)SF出站信號(hào)機(jī)后即收到HU碼，雖然前方的自動(dòng)距離能夠滿足列車自動(dòng)要求（2.3 km），但會(huì)給司機(jī)正常運(yùn)行帶來(lái)壓力，因此考慮當(dāng)前方SXF信號(hào)機(jī)未開(kāi)放時(shí)，將SF信號(hào)機(jī)降級(jí)為顯示兩個(gè)黃色燈光，SF接近區(qū)段的發(fā)碼降級(jí)為UU碼。

7 小結(jié)

C T C S-2級(jí)列控系統(tǒng)的碼序是列車安全運(yùn)行的重要憑證，為滿足列車在各種情況下安全、舒適運(yùn)行，設(shè)計(jì)前應(yīng)統(tǒng)籌規(guī)劃區(qū)間布點(diǎn)及碼序關(guān)系等。

動(dòng)車組應(yīng)采用應(yīng)答器提供轉(zhuǎn)頻信息的方案，列車信號(hào)機(jī)絕緣節(jié)兩端應(yīng)采用不同的載頻；區(qū)間1LQ長(zhǎng)度應(yīng)滿足車載設(shè)備目標(biāo)距離制動(dòng)的要求，條件不滿足時(shí)可采用站內(nèi)補(bǔ)碼或?qū)⒐傻澜导?jí)發(fā)碼方案。

根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)站內(nèi)含有18號(hào)及以上道岔的進(jìn)路時(shí)，站內(nèi)發(fā)碼區(qū)段應(yīng)優(yōu)先采用與區(qū)間一致的移頻軌道電路。在有普速車及貨車上線的客運(yùn)專線上，采用向軌道電路發(fā)轉(zhuǎn)頻碼的方案實(shí)現(xiàn)車載設(shè)備的自動(dòng)轉(zhuǎn)頻時(shí)，應(yīng)用不當(dāng)容易引起車載設(shè)備的制動(dòng)，需謹(jǐn)慎采用。

[1]中華人民共和國(guó)鐵道部 鐵路技術(shù)管理規(guī)程[S].北京：中國(guó)鐵道出版社.

[2]鐵標(biāo)/T3060-2002 機(jī)車信號(hào)低頻信息定義及分配[S].

[3]科技運(yùn)[2010]138號(hào) 列控中心技術(shù)規(guī)范[S].