25HZ轨道电路叠加电码化的设计

25HZ轨道电路叠加电码化的设计第一章系统简介根据铁路运输需要，为满足机车在站内能通过轨道接收到移频机车信号信息的要求，站内轨道电路必须实施电码化。

非电气化牵引区段国内的站内一般采用50Hz交流连续式轨道电路(因其轨道继电器为JZXC-480型，习惯简称为480轨道电路)。

电气化牵引区段国铁的站内一般采用97型25HZ相敏轨道电路，而且要求正线电码化在列车行驶过程中，要确保连续性，即不得有瞬间中断。

侧线电码化为占用发码方式的叠加电码化。

自1988年，在全路推行车站股道电码化工作中，电码化专题组曾按部科技司下达的科研任务的要求，研制了多种轨道电路的多种机车信号电码化，并在全路已推广数千车站。

但因当时没有提出适应超速防护装置的需要，即对发码连续性的要求，故该制式是只在满足列车运行速度100km/h 以下时，保证机车信号稳定工作的前提下，同时解决轨道电路的自动恢复问题，故而采用了脉动切换和叠加的发码方式，但不符合铁路提速后电码化的要求。

由于列车运行速度的提高，其制动更加困难，冒进信号的可能性比现在更大。

而现有的向机车信号或超防设备提供信息的电码化技术和设备己不能满足提速列车的要求，因此，实施适应在提速区段使用的预叠加电码化技术和设备势在必行。

正线区段电码化在时间上不允许有中断时间，原来车站股道电码化的叠加发码方式必须改为“预先发码”的方式，即列车占用前一个区段时，本区段就应预先发码。

列车占用正线区段内任一区段时，其前方(指列车前进方向)区段应预先发码，彻底消除了中断时间。

采用逐段预先发码的叠加方式，不难看出：任一瞬间均有两个区段在发码，即发送盒的输出端子接向轨道，而叠加发码时轨道电路的送、受电端与电码化发送线是并联的，这就造成相邻两个区段送、受电端也相连，即我们俗称的“相混”，这当然是不允许的，必须予以克服。

发码方式为叠加发码，发码和轨道电路送、受电端是并接的，由此引起轨道电路附加支路的衰耗。

由于改变了轨道电路的调整和分路性能，其极限长度能否达到1200m，是必须加以确认的技术问题。

电码化轨道电路在机车信号入口电流和轨道电路的调整和分路两方面均应满足各自的技术要求。

由于必须采用预叠加发码方式，这就要求接口设备中的隔离元件具有“故障------安全”性能，当隔离元件出现故障时，串入到并接轨道继电器的电流或电压均不得使之误动。

1.1 电码化技术的发展在1994年“京九”工程站内正线采用预叠加18信息移频电码化、到发线股道采用叠加18信息移频电码化。

1995年通过铁道部技术鉴定，系统器材设计合理，具有“故障-----安全”保证。

几年来运用效果良好，特别是上层逻辑控制电路为今后各类预叠加电码化的控制电路广泛采用，成为一种标准电路。

1.1.1 切换与叠加以往对轨道电路实施电码化一般分为叠加方式电码化和非叠加方式电码化两类。

在非电气化牵引区段的站内，通常采用交流连续式轨道电路(俗称480轨道电路)。

发送电码化信息的方式一般采用非叠加方式（如采用切换方式）所谓“切换”即电码化发码接点条件在轨道电路电码化过程中，由平时固定接向轨道电路设备转接向电码化发码设备。

切换方式经历了“固定切换”和“脉动切换”。

在交流电气化牵引区段，通常采用与25HZ相敏轨道电路“叠加”移频机车信号信息的电码化方式。

所谓“叠加”即在轨道电路传输通道内，轨道电路信息和机车信号信息同时存在。

传输继电器的作用是在发码时机到来之际，将发码设备与轨道电路设备并联，两者同时向轨道传输通道发送信息。

1.1.2 预叠加随着铁路运输的发展，提速区段对机车信号和超速防护有了更高的需求(即在发码区段内，保证机车信号在时间和空间上均连续) 。

日前的“切换和叠加”电码化技术已不满足提速要求，必须在原有电码化“叠加发码”方式的基础上进行改进，采用“叠加预发码”方式，才能保证列车接收地面信息在“时间和空间”上的连续。

“预”就是在列车占用某一区段时，其列车运行前方，与本区段相邻的下一个区段也开始发码。

1.2 预叠加电码化原理电码化系统的设计原则为：正线区段(包括无岔和道岔区段)为“逐段预先发码(简称‘预叠加’) ”，保证列车在正线区段行驶的全过程，地面电码化能不间断地发送机车信号。

侧线区段为占用发码叠加发码。

我们以下行正线接发车为例(站场示意图见1) ，略述正线区段逐段预先发码的应用原理。

接车进路、发车进路ZPW一2000A电码化发送设备采用“N+l”冗余方式设计。

图1中粗线表示的是站内电码化范围。

与下行电码化方向相对应，迎着列车行驶方向进行发码，进路内每一轨道区段均设置一台传输继电器CJ。

发送的Ⅰ、Ⅱ路输出分别与相邻轨道区段的CJ相连，即Ⅰ路输出若连A、C、E、G区段的CJ，Ⅱ路输出则连B、D、F、H区段的CJ。

(1)列车进入YG区段时，接车进路己排通，即正线继电器ZXJ↑进站信号开放， LXJ ↑，则接车电码化继电器JMJ↑。

直到列车进入D股道， DGJF ↓，切断JMJ的KZ电源，J MJ才落下，表明接车电码化己结束。

列车进入YG区段，YGJF↓,传输继电器电路中ACJ↑，发送设备Ⅰ路的移频信息叠加进A区段的轨道电路信息中，站内电码化开始工作，预发(叠加)第一个码。

(2)列车进入站内电码化第一个区段A，ADGJF↓， ACJ通过自闭电路保持吸起，发送设备Ⅰ路输出继续向A区段轨道传递机车信号信息，同时BCJ ↑，发送设备Ⅱ路的移频信息叠加进B区段的轨道电路信息中，使列车运行在A区段时，B区段已预先发码。

同样，列车进入B区段，BDGJF ↓。

BCJ通过自闭电路保持吸起，发送的Ⅱ路输出继续向B区段轨道传递机车信号信息。

BDGJF↓切断了ACJ的KZ电源，ACJ↓，A区段不再接收到Ⅰ路的移频信息；与此同时CCJ↑，Ⅰ路的移频信息由CCJ叠加进C区段的轨道电路信息中，使列车运行在B区段时，C区段己预先发码。

(3)列车在压入D股道前一个区段C时，DCJ↑，将电码化信息预叠加到D 股道；当列车压入D股道时DGJ↓，JMJ↓，表明接车进路电码化到此结束。

由于列车在D股道，DGJF↓，在检查了1LQ空闲和发车进路排通后，发车电码化继电器FMJ↑，则ECJ↑，发车进路电码化开始工作，这样亦能连续向发车进路预发码。

(4)发车进路的预发码直至列车压入站内电码化最后一个区段H时结束，并直至列车压入ILQ， FMJ↓，叠加电码化信息的工作才结束。

移频电码化发送设备的两路输出信息就是如此被一个接着一个地轮流叠加至站内相邻的两个轨道区段的。

它的设计与使用，既满足了任一瞬间发送的每一路输出只向一个区段发码，又满足了任一瞬间都有两个相邻区段在发码，完全实现了“预叠加”方式对站内正线电码化技术的要求。

接车进路、发车进路ZPW-2000A电码化发送设备采用“N+ 1”冗余方式设计，接车或发车进路发送设备故障，自动转换至+1设备并报警，确保正线行车安全可靠。

图1电码化预叠加原理示意图1.2.1 正线预叠加系统原理正线区段包括进直的接车进路和出直的发车进路内各区段(正线股道除外)，按铁标“铁路车站电码化技术条件”规定，当列车冒进信号时，内方区段不得发码的要求，每一进路需设置一个允许发码的控制继电器(JMJ或FMJ)只有开放相应信号(排除了冒进信号)时才具备发码的条件，它的工作直接区分列车进入内方后能否发码，涉及安全，借助超速防护装置确保防止冒进信号，故该发码的控制继电器应采用“肯定”的逻辑关系，即它↑吸起时才发码。

继电器的供电电路应按“故障-----安全”原则设计，即构成供电的必备条件也均采用“肯定”的逻辑关系，前接点接通。

而继电器开通的时机条件(非安全性)可做成与必备条件相同也可做成“列车接近时”两种方式。

控制继电器的恢复条件或时机，即它供电电路的切断，按接点电路设计的一般原理，知“当它的任务完成时即为它的恢复时机”，不难看出，当列车进入不由它控制发码的区段时，例如接车进路驶入股道或发车进路驶入区间时，即可切断它的供电电路。

另外要保证区段瞬间分路后，由于信号己关闭，为保证不使以后的列车冒进后能错误收到码，此时也应使MJ恢复到落下位置。

现以图2为例:由于它的“开放信号”的必备条件当列车进入内方后将自动关闭，故它的必备条件应是“曾开放信号”同时应有自闭电路。

控制继电器JMJ和FMJ的供电电路接通公式分别为:F(JMJ)= [XLXJ • XZLBJ + JMJ (∑JDGJ) ]• GJF(FMJ)= [X1 ZXJ • X1ZLBJ + FMJ (∑FDGJ) ] •1LQJ上式中的XLXJ • XZLBJ+ X1ZXJ• X1ZLBJ分别表示下行进站信号开放、开通下行正线进路，一道下行出站信号开放、开通下行一道直股发车进路，∑JDGJ代表接车进路内所有道岔区段和无岔区段的轨道继电器落下(AGJ、BGJ、CGJ)接通并联条件， GJ为DGJ，∑FDGJ代表发车进路内所有道岔区段和无岔区段的轨道继电器落下(EGJ、FGJ、GGJ、HGJ)接通并联条件。

由于采用逐段预先发码方式，虽然进直的接车进路或出直的发车进路已具备发码的条件，JMJ↑或FMJ ↑，但发送盒能适时地并接到轨道区段，是由每个区段的传输继电器CJ 的动作来实现的。

正线进路内除股道外的所有轨道区段的CJ接通公式为:F(nCJ) = JMJ • ZGJ • [)1(nGJ] • GJ(n+1) •GJ• GJ (n ) +)(-nGJ (n+2) •…F(nCJ) = FMJ • ZGJ • [)1(nGJ ] • GJ(n+1)GJ• GJ (n ) +)(-n• GJ (n+2) •…对应本例， ZGJ接车时为DGJ，发车时为lLQJ。

如n为AG时，则F(ACJ) = JMJ •DGJ • [YGJ• AGJ+AGJ ] • BGJ • CGJ为了防止电路相混，供电路的并联条件(YGJ• AGJ +AGJ)分别接通继电器的两个线圈，构成独立的供电支路，见图3 Array图3.预叠加电码化示意图由接通公式可知，任一瞬间只有相邻的两个CJ吸起，例如列车驶入BG，此时BGJ的BGJ和CCJ的BGJ条件具备从而使BCJ和CCJ均↑吸起。

而ACJ由于BGJ而切断供电电路↓落下。

如使相邻的两个区段分别由不同的发送盒发送，则既能保证相邻的轨道电路的送、受电端不相混，又能保证发送盒任一瞬间只向一个区段发送，从而保证了入口电流和能正确选定发送盒应有的最小发送功率要求。

1.2.2 侧线预叠加系统原理由于这些区段的发码不需必备条件只需控制发码时机，故不设MJ仅设CJ，它们的接通公式为:F(CJ) =CJ正线股道由于考虑预先发码，故稍有变化，本例为DCJ:F(DCJ) =DGJ + JMJ •CGJ图4.正线股道及到发线股道叠加电码化示意图1.3 电码化工程设计的有关问题1.3.1 系统设计原则1.正线区段（包括无岔和道岔区段）为“逐段预先发码”，保证列车在正线区段行驶的全过程，地面电码化能不间断地发送机车信号信息。