JZ1-H型微机计轴系统在内宜线自动闭塞的应用

焦家林

0 前言

计轴设备代替轨道电路作为区段占用检查设备的使用在国外已有近百年的历史，采用计轴轨道电路彻底解决了轨道电路分路不良的问题。在我国，成都铁路局以山区铁路为主，是较早使用微机计轴设备的路局之一，1991年在马角坝—成都开通了微机计轴自动闭塞示范工程，2001年开通了川黔线重庆西至赶水段，2009年开通了内宜线内江至宜宾南段自动闭塞改造工程，计轴系统在非自动闭塞和自动闭塞区段都已经得到了广泛的应用。本文以内宜线内江至宜宾南段自动闭塞改造工程为例，通过对计轴自动站间闭塞改造为计轴自动闭塞的具体工程改造，对计轴系统在自动闭塞中的应用进行详细的分析。

1 计轴自动闭塞改造方案

内宜线内江至宜宾南全线长124.5 km。该工程将内宜线既有计轴自动站间闭塞改造为计轴单线双向自动闭塞，涉及13个区间单线双方向自动闭塞新建及14个车站联锁改造。改造后的自动闭塞区段由四线制方向电路、微机联锁系统及6502电气集中联锁系统与计轴设备结合电路、机车信号地面设备结合电路等构成。室内安装计轴主机，室外车轴检测设备采用车轮传感器、电子检测盒以及连接电缆。该工程在8个车站设计轴主机设备，分别管辖本站进站至邻站进站之间区间轨道电路。站间按单线双向自动闭塞办理行车（当区间信号机故障或闭塞分区计轴设备故障时可按自动站间办理行车）。

2 计轴系统工作原理

2.1 系统构成

JZ1-H型微机计轴系统由3部分构成：

（1）室外设备。由安装在钢轨上的车轮检测器（传感器）和进行现场信号采集处理并与室内主机信息交流的轨旁电子检测设备EAK构成。其作用是检测钢轨上走行的列车轮对，并对其进行计数，转换后传送到室内计轴主机进行运算。

（2）室内设备。由计轴主机（运算单元）、计轴电源和防雷单元3部分构成。其作用是对轨旁电子设备EAK传送来的信息进行运算，给出相应区段的占用条件或接收区段复位的条件。

（3）传输通道。传输通道是联接室内外设备和联接二站间设备构成系统的重要组成部分。

2.2 计轴工作原理

列车经过计轴检测点时，车轮传感器就记录下每一个车轮的轮轴信号，通过电子检测器调制转换处理后传入室内CPU处理器，CPU将接收到的信息，结合运行方向记录轴数，进行统计分析比较。当结果满足电路要求后，在控制台上给出相应区段占用或空闲的状态表示。

计轴设备的车轮传感器由发送传感器和接收传感器（发送和接收磁头）构成，对应安装在钢轨旁。车轮经过时切割发送磁头产生的磁力线。接收磁头端根据感应到的磁力线分布变化情况判断是否有轮轴经过。

每个计轴检测点都由2组磁头构成。列车运行时，车轮先经过的磁头系统判断为从该磁头方向驶入，后经过的磁头系统判断为从该磁头驶出，以此确定列车的运行方向。当计轴轨道电路区段两端计轴检测点记录判断驶入和驶出同一区段的车轴数一致时，完成一次占用/出清的过程。

计轴自动站间闭塞计轴点的工作原理与计轴自动闭塞原理相同，所不同的是：采用计轴自动站间闭塞方式，2车站之间完成一次发车、接车作业计轴系统只需检测大区间的占用/出清。采用计轴自动闭塞方式，2车站之间完成一次发车、接车作业计轴系统需检测多个闭塞分区的占用/出清。

3 计轴系统在自动闭塞的应用

JZ1-H型微机计轴设备采用音频轨道电路模式，着重考虑轨道区段的独立处理、轨旁检测单元的抗干扰传输及减少电缆芯线的使用量。因此在运用方案中，采用分散式“2取2”计算机（运算单元）处理，由硬件叠加的方式组成连续轨道区段的处理，每个运算单元负责处理1个轨道区段，室外电子检测盒电源采用主机柜内 220 V交流电源集中供电，每个计轴检测点采用1对通信线，将检测信号传送至室内主机柜中各相应运算单元，各检测点信息单独传送，保证了闭塞分区的相对独立。

系统具有抗干扰能力。各闭塞分区在大区间空闲的情况下，通过对部分外部轨道条件的采集可实现“±1”轴冗余。闭塞分区故障或因干扰（≥“±1”轴）显示占用，则故障修复或干扰排除后，按压相应闭塞区段复零按钮，可对区段立即复零。

4 计轴自动闭塞相关改造

为满足计轴自动闭塞工程的改造要求，特对既有信号系统一些电路进行了改造，现将改造后部分电路介绍如下。

4.1 计轴主机与闭塞设备接口电路

每个检测区段设有一个区轨继电器输出条件，当区段占用或设备故障时，相应轨道继电器均落下；当区段空闲时，相应轨道继电器均吸起。区轨继电器（QGJ）代表各自区段的轨道状态，设备还提供了一个大区轨继电器（SDQGJ XDQGJ）用以表示大区段的轨道状态。

每个闭塞分区均设置相应的复零继电器（QGYFLJ SDQGYFLJ XDQGYFLJ），其条件作为区段复零的依据。由于磁头损坏、计轴设备故障等特殊原因，导致计轴设备不能正常工作，轨道继电器落下，故障修复后必须进行系统复位。

每个闭塞分区及大区段都设有相应的复零按钮，以对区段进行复零操作。计轴主机对相应的复零条件进行采集，实现区段复零。

4.2 信号控制网络的完善

以每个信号点为单元，设置1组LJ、UJ、DJ作为区间并置信号点上下行通过信号机点灯条件。

4.3 机车信号发码控制电路的改进

在自动闭塞区段要求全部区段均有连续式机车信号，为此，对应每个区段专设1台发码继电器（FMJ），用于控制该区段移频信息发送及切断的时机。站间为自动闭塞方式时，FMJ吸起，向轨道发码；站间为非自动闭塞方式时，FMJ落下，切断向区间轨道电路的发码电路。作为进站信号机的接近区段，不论何种闭塞方式，发码电路都不被切断而一直发码，为此，在进站信号机的接近区段设自动闭塞反模式发码继电器（ZBFJ）和 FMJ，向接近区段发码，发码继电器电路如图 1所示（其中12QG为接近区段）。

图1 发码继电器电路图

4.4 四线制方向电路的改进

电路增加本站和邻站自动站间闭塞继电器条件。2车站之间按自动站间闭塞方式办理接、发车作业时，2车站值班员均按下自动站间闭塞按钮，本站和邻站的计轴闭塞继电器（JZBJ1 LZJZBJ）落下，计轴自动闭塞反模式继电器（JZBFJ）吸起，使监督区间继电器（JQJ）吸起，车站值班员办理发车进路后，方向电路可以改变运行方向。2车站之间按自动闭塞方式办理接、发车作业时，本站和邻站的计轴闭塞继电器（JZBJ1 LZJZBJ）吸起，区间各闭塞分区空闲，各闭塞分区区轨继电器（QGJ1 QGJ2）均吸起，使监督区间继电器（JQJ）吸起，车站值班员办理发车进路后，方向电路可以改变运行方向。监督区间继电器电路如图2所示。

图2 监督区间继电器电路图

5 结束语

内宜线采用微机计轴自动闭塞改造方案，从2009年7月开通运营以来，大大提高了运输效率，保证了行车安全，深受运输部门的欢迎和好评。

随着我国经济的飞速发展，交通大动脉在国民经济中的地位愈加重要，社会经济生活对铁路的安全和高效不断提出新的要求，合理选择技术装备显得尤为重要。计轴系统不受道床、轨道状态及气候条件的影响，区间不需要加装钢轨绝缘设施，从而具有更高的可靠性和稳定性。

[1]纪英杰，黄富明.单线计轴闭塞冗余半自动闭塞电路的研究[J].铁道通信信号，2006，（9）：42.

[2]何朴珈.应用计轴技术解决轨道电路分路不良问题[J].铁道运营技术，2009，（1）：15.