李 瀅，湯旻安

（1.中鐵第五勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司鄭州分院，鄭州 450000；

2. 蘭州交通大學(xué) 新能源與動力工程學(xué)院，蘭州 730000）

1 概述

異物侵限監(jiān)控系統(tǒng)作為鐵路防災(zāi)安全監(jiān)控系統(tǒng)之一，可以監(jiān)控公路跨鐵路橋梁及過山隧道口等地方的異物侵限狀況。該系統(tǒng)可以根據(jù)不同的侵限狀態(tài)發(fā)出監(jiān)控報警和停車信息，提高了列車運(yùn)行的安全性。

2 基本要求

《 高 速 鐵 路 設(shè) 計 規(guī) 范》（TB10621-2014）“16.0.10 設(shè)計速度大于160 k m/h 區(qū)段上跨鐵路的道路橋梁處應(yīng)設(shè)置異物侵限監(jiān)測現(xiàn)場采集設(shè)備”。運(yùn)技基礎(chǔ)[2010]739 號文也說明“為確保高速鐵路行車安全，應(yīng)在公跨鐵立交橋上設(shè)置異物侵限監(jiān)測裝置，監(jiān)測機(jī)動車、大型貨車因故越過防護(hù)欄、護(hù)網(wǎng)而侵入高速鐵路限界并控制列車運(yùn)行”。當(dāng)發(fā)生異物侵限時，信號系統(tǒng)直接與異物侵限設(shè)備接口，監(jiān)控單元直接將侵限報警信息發(fā)送給列控中心或者聯(lián)鎖系統(tǒng)，采取相應(yīng)的列車運(yùn)行安全防護(hù)措施。確定侵限災(zāi)害影響范圍后將異物侵限納入信號平面圖、聯(lián)鎖表和碼序圖中，并編制相應(yīng)的異物侵限接口工程數(shù)據(jù)表。對于設(shè)置C3 系統(tǒng)的線路還應(yīng)將該災(zāi)害信息發(fā)送至無線閉塞系統(tǒng)中心。

3 異物侵限信號方案分析

針對不同情形下異物侵限的信號設(shè)置方案進(jìn)行探討分析。新建某一公跨鐵橋與鐵路交叉點(diǎn)位于線路區(qū)間，按照相關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)需在上跨橋處新設(shè)異物侵限監(jiān)測網(wǎng)一處。文中結(jié)合異物侵限點(diǎn)的設(shè)置情況，具體分析在不同位置設(shè)置監(jiān)測網(wǎng)時的信號設(shè)計方案。

3.1 新增異物侵限監(jiān)測點(diǎn)

新增異物侵限監(jiān)測點(diǎn)，該監(jiān)測點(diǎn)臨近的通信基站室內(nèi)未設(shè)異物侵限系統(tǒng)設(shè)備。

3.1.1 信號設(shè)計方案

新增異物侵限監(jiān)測點(diǎn)下行線落在0089G，上行線落在0106G 內(nèi)，在此范圍內(nèi)無既有的異物侵限監(jiān)測設(shè)備，此時室外需設(shè)置異物侵限監(jiān)測設(shè)備（雙電網(wǎng)傳感器及室外控制箱等），在通信基站信號室內(nèi)設(shè)置監(jiān)測單元等防災(zāi)系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備，且需與信號系統(tǒng)結(jié)合實(shí)現(xiàn)信號系統(tǒng)與異物侵限監(jiān)測之間的聯(lián)動控制。信號設(shè)計增加上行SY WJ 及下行XY WJ 異物侵限報警繼電器各一臺，室內(nèi)增設(shè)異物侵限處理電路，新增室外分線盤配線、組合內(nèi)部配線，修改組合側(cè)面配線，修改列控系統(tǒng)配線，列控中心、計算機(jī)聯(lián)鎖、集中監(jiān)測設(shè)備軟件相應(yīng)進(jìn)行修改。

3.1.2 異物侵限時碼序

當(dāng)區(qū)間發(fā)生異物侵限時，列車正方線運(yùn)行，列控系統(tǒng)控制監(jiān)測點(diǎn)所在閉塞分區(qū)發(fā)H 碼，監(jiān)測點(diǎn)后方各閉塞分區(qū)依次發(fā)追蹤碼序，如圖1 所示。列車反向運(yùn)行時，閉塞分區(qū)碼序圖類似。當(dāng)異物復(fù)原后，列控中心按正常邏輯控制異物侵限防護(hù)區(qū)段的軌道電路發(fā)碼。

圖1 列車正向運(yùn)行異物侵限時碼序示意圖Fig.1 Schematic diagram of code sequence in case of foreign object invasion in forward train movement

3.1.3 信號系統(tǒng)與異物侵限監(jiān)控系統(tǒng)接口工程數(shù)量

信號系統(tǒng)與異物侵限監(jiān)控系統(tǒng)接口工程數(shù)量，如表1 所示。

3.2 新增監(jiān)測點(diǎn)落入既有監(jiān)測區(qū)段內(nèi)

新增異物侵限監(jiān)測點(diǎn)的設(shè)計里程為DK9+963，監(jiān)測點(diǎn)設(shè)置在某線路所管轄的信號區(qū)間閉塞分區(qū)內(nèi)，新增異物侵限監(jiān)測點(diǎn)下行線落在0089G，上行線落在0106G 內(nèi)，附近已有一處公跨鐵橋并設(shè)置了異物侵限監(jiān)測系統(tǒng)，該監(jiān)測點(diǎn)所在閉塞分區(qū)已設(shè)有一處異物侵限監(jiān)測網(wǎng)，即兩處監(jiān)測點(diǎn)落入同一閉塞分區(qū)內(nèi)。異物侵限系統(tǒng)信號平面示意如圖2 所示。

表1 信號系統(tǒng)與異物侵限監(jiān)控系統(tǒng)接口工程數(shù)量表Tab.1 Schedule of interface quantities between signal system and foreign invasion monitoring system

方案一：既有設(shè)計里程DK10+065 已有一處公跨鐵橋并設(shè)置了異物侵限監(jiān)測系統(tǒng)，信號室內(nèi)配套設(shè)有異物侵限電路，列控中心、計算機(jī)聯(lián)鎖、集中監(jiān)測設(shè)備已經(jīng)相應(yīng)進(jìn)行異物侵限監(jiān)測防護(hù)控制。本次室外在異物侵限監(jiān)測點(diǎn)處新增1 處雙電網(wǎng)傳感器及現(xiàn)場控制箱，信號室內(nèi)相應(yīng)增加異物侵限繼電器，下行線為XYWJ2，上行線為SYWJ2。

圖2 異物侵限系統(tǒng)信號平面示意圖Fig.2 Signal plan of foreign object invasion monitoring system

由于新增異物監(jiān)測點(diǎn)與既有公跨鐵橋落在同一區(qū)段，將新增設(shè)的異物繼電器串接在既有該區(qū)段對應(yīng)的Y WJ 勵磁電路中。即將XYWJ2 串入下行線0089G 對應(yīng)的XYWJ1；SYWJ2 串入上行線0106G對應(yīng)的SYWJ1。

當(dāng)異物侵限監(jiān)測點(diǎn)沒有發(fā)生異物侵限報警時，XYWJ2 ↑，SYWJ2 ↑。

當(dāng)異物侵限監(jiān)測點(diǎn)發(fā)生報警后，XYWJ1 ↓，SYWJ1 ↓。

列控系統(tǒng)的接口電路維持既有不變，在采集電路中增加串入節(jié)點(diǎn)，修改室內(nèi)分線盤、組合側(cè)面配線及列控系統(tǒng)配線。相關(guān)異物侵限修改配線如圖3、4、5 所示。

異物侵限繼電器接口架采集維持既有不變，列控中心、計算機(jī)聯(lián)鎖、集中監(jiān)測設(shè)備軟件無需修改。

方案二：由于既有室內(nèi)外已設(shè)置了異物侵限監(jiān)測系統(tǒng)，已經(jīng)進(jìn)行了異物侵限監(jiān)測防護(hù)控制。本次提出在室外異物侵限監(jiān)測點(diǎn)處新增1 處雙電網(wǎng)傳感器接入既有現(xiàn)場控制箱內(nèi)，信號室內(nèi)不再增加、修改既有配線，信號系統(tǒng)軟件無需修改的方案，鑒于目前該方案還沒有實(shí)施的案例，因此其可行性還有待同行專家的討論驗證。

圖3 分線盤配線修改Fig.3 Distributing board wiring modification

圖4 組合側(cè)面配線修改Fig.4 Wiring changes in the side of combination

3.3 新增監(jiān)測點(diǎn)落入2個既有監(jiān)測范圍內(nèi)

圖5 接口架配線修改Fig.5 Interface rack wiring modification

新增異物侵限監(jiān)測點(diǎn)處已有2 處公跨鐵橋設(shè)置了異物侵限監(jiān)測系統(tǒng)，且新增侵限監(jiān)測點(diǎn)上行線落在既有監(jiān)測點(diǎn)2 所在閉塞分區(qū)0092BG 內(nèi)，下行線落在既有監(jiān)測點(diǎn)1 所在的閉塞分區(qū)0089BG 內(nèi)，異物侵限系統(tǒng)信號平面示意如圖6 所示。

根據(jù)圖6 可以看出，新增監(jiān)測點(diǎn)上下行分別落在既有不同監(jiān)測點(diǎn)區(qū)段內(nèi)，這種情況是上述情形二的特殊情況。

方案一：按照情形二的處理方式，在現(xiàn)場增加控制箱1 處，信號室內(nèi)增加異物侵限繼電器XYWJ3 和SYWJ3，將新增監(jiān)測點(diǎn)3 的YWJ 同時與相鄰既有監(jiān)測點(diǎn)的YWJ 串接。

圖6 異物侵限信號平面示意圖Fig.6 Signal plan of foreign object invasion monitoring system

將XY WJ3 串入既有異物侵限點(diǎn)1 下行線0071A G 對 應(yīng) 的XYWJ1；SY WJ3 串 入 上 行 線0092AG 對應(yīng)的SYWJ1 中。

當(dāng)監(jiān)測點(diǎn)3 沒有發(fā)生異物侵限報警時，XYWJ3 ↑，SYWJ3 ↑。

當(dāng) 監(jiān) 測 點(diǎn)3 發(fā) 生 報 警 后，XYWJ1 ↓，SYWJ1 ↓。

同樣地，將新增的XY WJ3 串入既有異物侵限點(diǎn)2 下行線0089AG 對應(yīng)的XYWJ2；SYWJ3 串入上行線0106AG 對應(yīng)的SYWJ2 中。

當(dāng)監(jiān)測點(diǎn)3 沒有發(fā)生異物侵限報警時，XYWJ3 ↑，SYWJ3 ↑。

當(dāng) 監(jiān) 測 點(diǎn)3 發(fā) 生 報 警 后，XYWJ2 ↓，SYWJ2 ↓。

將新增監(jiān)測點(diǎn)3 的YWJ 同時與相鄰既有監(jiān)測點(diǎn)的Y WJ 串接時，監(jiān)測點(diǎn)3 出現(xiàn)異物侵限時，XYWJ3 和SYWJ3 無法落下，無法給出報警信息。因此該方法不適用于此種情況，本文提出方案二。

方案二：將新增監(jiān)測點(diǎn)3 的SYWJ 與XYWJ，按落在同一閉塞區(qū)段內(nèi)的繼電器相互串接的原則，分別將上下行YWJ 串接在既有2 個監(jiān)測點(diǎn)區(qū)段對應(yīng)的YWJ 勵磁電路中。即將新增的XYWJ3串入既有異物侵限點(diǎn)2 的下行線0089AG 對應(yīng)的XYWJ2，SYWJ3 串入既有異物侵限點(diǎn)1 的上行線0092AG 對應(yīng)的SYWJ1 中。

當(dāng)監(jiān)測點(diǎn)3 沒有發(fā)生異物侵限報警時，XYWJ3 ↑，SYWJ3 ↑。

當(dāng)監(jiān)測點(diǎn)3 發(fā)生異物侵限時，XYWJ3 ↓，SYWJ3 ↓，同時帶動監(jiān)測點(diǎn)1 和2 的報警。

由此可見，當(dāng)發(fā)生異物侵限時這3 個相鄰的監(jiān)測點(diǎn)是相互聯(lián)系的，因此可以將這3 個點(diǎn)視為一個監(jiān)測點(diǎn)處理，室內(nèi)僅設(shè)置一個XY WJ 和一個SYWJ 來監(jiān)測3 個監(jiān)測點(diǎn)所在的閉塞區(qū)段，下行異物監(jiān)測繼電器命名為（0071AG-0089AG）XYWJ，上行異物監(jiān)測繼電器命名為（0092AG-0106A G）SYWJ。室外設(shè)置監(jiān)測網(wǎng)及現(xiàn)場控制箱接入既有監(jiān)控單元，室內(nèi)無需增加繼電器，無需修改各種配線及系統(tǒng)軟件。該方案適用于相鄰區(qū)段內(nèi)有多個異物侵限監(jiān)測點(diǎn)的監(jiān)測。

4 結(jié)論

公跨鐵橋新增及改建異物侵限監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)置與實(shí)施直接關(guān)系到監(jiān)測點(diǎn)列車運(yùn)行的安全，應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況選擇合理、經(jīng)濟(jì)的設(shè)計方案。本文針對信號設(shè)計，根據(jù)幾種不同情形下公跨鐵橋設(shè)置異物監(jiān)測點(diǎn)的實(shí)際進(jìn)行信號設(shè)計方案的分析與探討，旨在與同行進(jìn)行技術(shù)交流，為類似的工程設(shè)計提供設(shè)計參考。