张 恬

(中铁第一勘察设计院集团有限公司,西安 710043)

1 工程概况

黄陵—韩城—侯马铁路(黄韩侯铁路)位于陕西省东部及山西省西南部，主要承担陕北、山西中南部地区煤炭外运的任务，使陕北地区发往侯马以远的煤炭较经包西线、西延线、侯西线缩短运输距离130 km，是晋陕两省煤炭运输的新便捷通道。

合阳北站为黄韩侯铁路中间站，黄韩侯铁路通过合阳北站以西的金水沟线路所、小寨线路所与既有侯西线的南永宁车站接轨。

2 设计需要解决的问题

在铁路信号工程设计中，经常会遇到正线出岔线路距离相邻车站较远的情况，而运营部门希望在偏远的线路所不设运输人员，要求在相邻车站集中控制线路所道岔，从而减轻现场人员的劳动强度。金水沟、小寨线路所地域较为偏僻，将以上2处线路所纳入相邻车站联锁范围，需解决4个问题：合阳北车站联锁系统控制范围；合阳北车站与小寨线路所及南永宁车站的行车方式；轨道电路选型、轨道电路载频选择；电码化特殊设计。

3 解决方案

3.1 车站联锁范围

合阳北站距小寨线路所2.8 km，距金水沟线路所4.1 km，以上2处线路所距南永宁车站均为1.5 km。合阳北站、金水沟线路所、小寨线路所、南永宁车站信号平面示意如图1所示。

图1 合阳北站、金水沟线路所、小寨线路所、南永宁车站信号平面示意

南永宁车站距离2处线路所更近，一般说来，将两处线路所纳入南永宁车站联锁控制范围似乎更为合理，但南永宁车站为双机热备型计算机联锁系统，而金水沟、小寨线路所位于黄韩侯铁路双线自动闭塞区段，主要承担黄韩侯铁路与既有侯西单线铁路的疏解任务，因此，线路所联锁系统选型应为安全性能等级更为严密的硬件安全冗余型计算机联锁系统。

合阳北站在本工程中新建硬件冗余型计算机联锁系统。金水沟、小寨线路所选用的道岔型号为60 kg/m 12号SC330和60 kg/m 18号GLC(09)05道岔，最远端道岔距离合阳北站信号楼的距离为4.3 km，转辙设备均选用ZDJ9交流电动转辙机。ZDJ9交流电动转辙机的最大有效控制距离为2.3 km，本次设计道岔转辙机最大控制电缆长度至少4.7 km。根据理论计算，合阳北信号控制室至转辙机的每个控制芯线3芯并联后可完成控制功能。虽然转辙机电缆的加芯带来了投资的增加，但是相对于拆除南永宁车站现有的双机热备型计算机联锁系统而新建硬件安全冗余型计算机联锁系统，还是大大地降低了投资。因此将以上两处线路所纳入合阳北站联锁系统控制范围技术方案可行，并且一定程度上节省了工程投资。

3.2 行车方式

3.2.1 合阳北站与小寨线路所的行车方式

小寨线路所虽已纳入合阳北站联锁控制范围，但为了提高区间通过能力，线路所与车站的行车方式仍按照自动闭塞来办理，即在1套联锁系统内部本站与本站办理闭塞。为了便于行车人员办理作业，可为小寨线路所单独设置1套控显设备，设置接车辅助、发车辅助、辅助办理、总辅助等闭塞按钮。小寨线路所与车站间运行方向的改变由四线制改方电路来实现，并完成SFJG、XTG、SJG、XxFJG发送和接收设备的转换。

在设计前期，合阳北站、金水沟线路所、小寨线路所的进出站信号机以及XT、ST信号机的设置位置已考虑满足列车牵引计算的有关规定，XT、ST通过信号机采用经常点灯方式，连续反应防护闭塞分区的空闲及占用情况，当Xx、S信号机红灯故障灭灯时，具备红灯转移功能，红灯转移局部电路见图2。

图2 红灯转移局部电路

以ST信号机为例，S信号机平时点红灯，ST信号机点黄灯。当S信号机未开放LXJF落下的状态下，S信号机的灯丝断丝DJF落下时，XxFJG的GJ即落下，随之ST信号机点红灯，提高了行车安全，满足故障导向安全。

3.2.2 合阳北车站与南永宁车站的行车方式

小寨线路所、金水沟线路所与南永宁车站站间距离较短，其间不能装设预告信号机，需采用站间联系电路作为闭塞设备使用，站间需装设轨道电路。在两站的控显设备上增加邻站进站信号机表示灯、站间轨道电路表示灯、运行方向表示灯及邻站出站信号表示灯。

3.3 轨道电路选型、轨道电路载频选择

3.3.1 轨道电路选型

合阳北车站、金水沟线路所采用97型25 Hz相敏轨道电路，由于小寨线路所相关轨道区段、SFJG、XTG、SJG、XxFJG距离合阳北车站信号控制室距离较远(图1)，最远端的小寨线路所304DG距离合阳北车站信号控制室距离约为4.5 km，远远超出97型25 Hz轨道电路2 km(道床电阻1.0 Ω)的极限控制长度，并且由于小寨线路所与合阳北车站采用自动闭塞，SFJG、XTG、SJG、XxFJG必须采用闭路式轨道电路，因此以上区段采用ZPW-2000A轨道电路，选用机械绝缘节。

3.3.2 轨道电路载频选择

按照常规设计合阳北车站内、金水沟线路所的97型25 Hz轨道电路载频上行线均设置为2000-1，下行线载频均设置为1700-1；其余ZPW-2000A移频轨道电路下行线载频按照1700-1、2300-1、1700-2、2300-2依次设置，上行线载频按照2000-1、2600-1、2000-2、2600-2依次设置。但由于部分特殊轨道区段正反双方向接车均需设置电码化，因此相关轨道电路的载频需满足特殊区段载频设置，详见表1。

以Sx信号机为起点、SF信号机为终点的上行线正方向接车，以SxF信号机为起点、SF信号机为终点的下行线反方向接车为例：由SxF反方向接车时，SFJG、XTG载频分别设置为下行线频率2300-2、1700-2。由Sx正方向接车时，SFJG、XTG载频需更改上行线为2000-1、2600-1。由于SxF方向接车为下行线反方向接车，Sx方向接车为上行线正方向接车，因此，XxG、XTG上行方向载频常态设置为上行线频率2000-1、2600-1。由SxF反方向接车时，改为下行线载频。表1中所列区段按照双频率轨道区段室外设备安装。

表1 特殊区段轨道电路载频设置

3.4 电码化特殊设计

合阳北车站、金水沟线路所采用97型25 Hz相敏轨道电路叠加ZPW-2000A电码化设备。正线接发车采用预发码方式，侧线采用压入发码方式。

表1中所列的轨道区段为正线正反向接车进路都需要发码的区段，以SFJG、XTG为例，前文已经说明由于从Sx方向正方向接车及从SxF反方向接车载频不同，室外轨道电路已按照双频率设备安装，满足正反向接车需设置不同载频的要求，室内电码化电路中增加改频继电器(GPJ)。改频继电器的设置减少了司机频繁扳闸的环节，减轻现场人员的劳动强度。

当排列以SF信号机为起点、SFL信号机为终点的接车进路，排列以SFL信号机为起点、SI信号机为终点的接车进路时，需判断前一段进路办理的是上行线正方向接车还是下行线反方向接车。前段已经说明，以上接车进路内轨道区段上行方向载频规定为上行线频率，由下行线反向接车时需将载频修改为下行线频率。因此SFLJG改频继电器励磁时应检查SFJG和XTG接车时是否改频。SFJG和XTG改频继电器励磁电路如图3所示，SFLJG改频继电器励磁电路如图4所示。

图3 SFJG和XTG改频继电器励磁电路

图4 SFLJG改频继电器励磁电路

改频继电器采用JWXC-H340型无极缓放继电器，缓放时间在DC24V时不小于0.5 s，缓吸时间在DC24V时不大于0.3 s，因此根据图3电路设计，在(XTG)GPJ失磁落下前，(SFLJG)GPJ能可靠吸起，使得只有在下行线反方向接车(XTG)GPJ吸起的前提下(SFLJG)GPJ励磁，达到司机不用扳闸自动改频的目的。

4 结语

合阳北站联锁设计方案在合理节省工程投资的前提下，满足运营部门希望在偏远线路所不设运输人员的要求，实现了行车计划集中指挥的功能。随着西部铁路的进一步发展，针对西部地区地广人稀的地理特点，改善行车指挥人员工作环境、信号设备集中控制的要求将会越来越高，本文中介绍的联锁设计方案已经过联锁导通试验，效果良好，可作为后续相关设计的参考。

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