摘要：在既有线铁路运输组织中，列车区间占用丢失的情况时有发生，成为制约安全运输效率的瓶颈。一方面存在着信号显示升级的风险，容易导致行车事故的发生；另一方面给铁路行车组织带来巨大不便，严重降低了运输组织效率。加强对列车区间占用丢失的研究是十分必要的。本文通过分析典型案例，从技术手段分析列车区间占用丢失的解决方案，综合对比提出了在ZPW-2000A轨道电路基础上增加逻辑检查功能，实现对列车位置的逻辑判断方案，并对逻辑电路进行分析，对继电逻辑检查电路解决占用丢失的情况进行了论证。
一、列车区间占用丢失及其应急处置规定
列车区间占用丢失是指列车占用轨道区段，但轨道继电器吸起、车站控制显示空闲的情况。这种情况下轨道电路不能直接反映列车占用信息、CTC/TDCS无法判定列车位置、影响安全行车。
根据铁路局《普速铁路行车组织规则》规定，在自动闭塞区间，列车调度员、车站值班员发现列车占用丢失后，应立即扣停后续列车，再通知本列停车，并通知后方站停止向该区间放行列车，然后设备管理单位进行检查处理。在设备未回复正常前，列车调度员、车站值班员应按前行列车到达前方站方可放行后续列车的原则组织区间列车逐列运行至前方站，待区间列车全部到达前方站后改按站间区间掌握行车，设备正常后，恢复正常行车。由此可见，列车区间占用丢失会严重影响铁路运输组织秩序，大大降低了运输效率，因此研究占用丢失的技术手段是十分必要的。
二、列车区间占用丢失典型案例
2.1 CTC显示湖东一场对大同南区间0155G红光带，经检查联锁设备正常，确定CTC显示错误。进一步分析原因为：采集机软件跑死，软件无信息交换造成。
2.2 52052次单机运行至大同站-大西一场间XT1LQG，TDCS系统占用丢失报警，原因：钢轨两侧杂草多处被车轮压在钢轨上造成列车轧不实。
2.3 51117次单机运行至大同-大同北间3723G时，占用丢失报警，原因：工务换轨后打磨绣层不彻底，造成轨道电路分路不良。
2.4 51135次运行在大同西二场至大同北站间0039G时TDCS系统显示列车占用丢失，原因：大同北站对口泉二三场TDCS通道不良造成51135次列车车次号遗留。
2.5 51361次运行至袁树林站-神头站间X1LQ占用丢失，原因：单机运行又机车车轮有油腻，造成机车车轮与轨面接触不良。
2.6 岱岳站对东榆林、岱岳站对北周庄站间车次号丢失，造成32042次、51301次占用丢失。原因：岱岳站自律机自动倒机造成。
2.7 翠屏山至蓟县西X1LQG、4157G区段列车占用丢失，原因：下雨轨道车停留时间长，车体轻造成列车分路不良。
通过分析以上案例，可以判定导致列车区间占用丢失的因素很多、现象不一，但是列车占用丢失的判断却没有很直接和明确的方法或者技术手段，也就出现了真实和误报的占用丢失共存的情况。因此非常有必要在技术角度考虑占用丢失的判断方案。
三、列车区间占用丢失技术处理可行方案
3.1 采用计轴设备。计轴设备是通过测算列车车轮数量来判断占用和出清情况，它与轨道电路的状态无关，具备检查长轨道区间的能力，普遍应用半自动闭塞加计轴方式，但因此种形式运输效率低下，不能满足现代铁路大运输的要求，应用范围较窄。
3.2 钢轨轨面喷涂处理。通过在钢轨表面采用金属喷涂技术，能够解决轨道电路“压不死”的问题，但此种方式存在轴数限定，即喷涂范围内经过一定次数轮对碾压后需再次进行喷涂，无法持续解决轨道电路失去分路问题，且无法解决由于轨面上有沙粒、煤粉、抑尘剂等而引起的失去分路。
3.3 CTC/TDCS增加列车占用丢失报警。CTC/TDCS占用丢失报警功能，实际上是基于轨道电路联锁的采集，由列车实时前行的红光带和车次号自动追踪为比照依据，当列车的红光带发生不是连续的占用时，即正在占用的闭塞分区轨道电路恢复空闲了，而区间闭塞方向前方相邻闭塞分区轨道电路连续15秒，即前方闭塞分区没有占用表示，则立即判断为发生了列车占用丢失。CTC/TDCS系统列车占用丢失报警功能是确保列车安全运行的一项非常重要的辅助功能，但是，由于在列车运用过程中存在着大量的无效的报警信息或者误报警信息，特别是由于网络传输所造成的信息不同步所占比例较大，并且此报警功能只能提供报警信息，不能对列车占用丢失区段进行有效防护，存在较大的安全隐患。
3.4 继电式区间逻辑检查。为确保在通常行车条件下，避免列车在区间出现失去分路情况下导致的信号显示升级等不安全因素，在不改变既有设备、电路的基础上，考虑列车占用丢失时能够从技术电路的角度给出安全报警。因此研究在既有ZPW-2000型轨道电路设备基础上，通过增加逻辑检查功能，实现对列车位置的逻辑判断，从而对轨道电路失去分路时进行安全防护便成为最佳选择。
四、基于逻辑检查处理列车区间占用丢失的技术分析
4.1继电式区间逻辑检查总体要求。铁路总公司《自动闭塞区间继电式逻辑检查技术条件》（铁总运〔2015〕121号）明确规定：
4.1.1.逻辑检查电路应该具有报警功能和防护功能；
4.1.2.逻辑检查电路应该以逻辑检查区段为单元进行逻辑检查；
4.1.3.逻辑检查电路的设计目标是保证轨道电路的占用、空闲检查功能，但当轨道电路失去分路时，列车运行后方信号显示将保持禁止信号，防止后续追踪列车进入失去分路区段，同时以声、光报警形式通知相关人员，避免列车在区间失去分路时导致信号显示升级等不安全因素。
在既有铁路线路上增加区间逻辑检查功能，是指在既有区间轨道电路技术条件的基础上，增加继电检查电路和声光报警装置，按照站内“三点检查”的逻辑思维，继电电路具备对轨道电路占用、空闲等状态的逻辑检查功能，并对失去分路检查区段进行安全防护，以声光报警的形式告知车站值班员，消除列车区间占用丢失带来的安全风险。发生列车区间占用丢失的情况，车站值班员与司机联系确认列车位置，电务应急处置人员确认轨道电路处于空闲状态，电务人员可采取人工解锁的方式消除声光报警。
4.2 继电式区间逻辑检查具体分析
4.2.1 主要增加设备及功能
4.2.1.1 人解盘：在运转室安装人解盘，为区间逻辑检查提供操作、表示界面，针对每个闭塞分区分别设置相应的人工解锁按钮、逻辑检查报警灯、QGJF状态表示灯、蜂鸣器等。
4.2.1.2 逻辑检查组合柜：安装在机械室，逻辑检查电路设置继电器情况如下：①记录继电器（JLJ），按照列车正常占用、出清轨道区段的状态，记录实际轨道区段的运用状态；②区间轨道复示继电器（QGJF），用来复示QGJ继电器的状态；③报警继电器（BJ），当QGJ与JLJ两者状态一致时，报警继电器常态落下，当QGJ与JLJ两者状态不一致时，报警继电器吸起并产生报警；④人工解锁继电器（RJJ），记录人工解锁 按 钮 的 动 作 及 反 方 向运行状态，以便对 CZJ、JLJ、BJ进行人工恢复。⑤车站每个正方向发车口增设“出站继电器（CZJ）”，用以记录列车自发车站正常发车、进入站内发车进路末区段的过程。车站每个正方向接车口增设“进站继电器（JZJ）”，用以记录列车自区间正常接车、进入本站的过程。这样在不改变既有轨道电路设计的基础上，通过增加继电器，丰富了轨道电路的功能，实现了逻辑判断用途。
4.2.2 逻辑电路分析
4.2.2.1 中间部分闭塞分区JLJ电路分析
以 1241G 为例，见图1，可以看出JLJ的自闭电路有3条。正常情况下1227G、1241G空闲时，1241G的JLJ继电器保持吸起状态。当1227G占用、1241G空闲时，1227G的轨道继电器落下，1241G的JLJ第一条自闭电路被切断；当1227G、1241G都占用时，1227G、1241G的轨道继电器落下，1241G的JLJ第二条自闭电路被切断。当列车压入1255G出清 1241 G 时，1255 G 的 GJ↓及 1241G 的 QGJF↑使 JLJ↑并自闭，此时1241G 属于正常出清（空闲）。当 1227 G 不占用，直接占用 1241 G，此时1227G的GJ吸起使得1241G的JLJ能够保持吸起，但1241G的QGJ落下，这属于故障占用状态。顺序占用1227G、1241G、1255G后出清1227G、1241G，1227G、1241G继电器吸起，假设1255G轨道电路分路不良，1255G虽然占用但是1255G继电器吸起，此情况下1255G的QGJ吸起、JLJ落下，属于轨道占用丢失状态。
图1 中间部分闭塞分区JLJ电路
4.2.2.2 进站口闭塞分区JLJ电路分析
以0229G为例，见图2，正常情况下0211G轨道占用、0229G空闲，0211G继电器落下，0229G的JLJ一条自闭电路被切断，此时JLJ仍保持吸起状态。当顺序占用0229G后，0229G的QGJ继电器落下，此时JLJ无法形成自闭回路会落下，这是正常占用的情况。当未顺序占用（0211G空闲、0229G占用）时，0211G的GJ吸起，0229G的QGJ落下，但通过0211G的GJ会沟通0229G的JLJ自闭回路，此时JLJ会吸起，这是故障占用状态。当进站信号机开放允许信号，先占用后出清0229G，但进站信号机内方无岔区段分路不良，此情况是占用丢失状态。
图2 进站口JLJ电路
4.2.2.3 离去区段JLJ电路分析
以 X1LQG 为例，见图3，正常情况下发车进路区段及X1LQG都空闲时，X1LQG的JLJ保持吸起状态，当开放曹妃甸北对曹妃甸西的出站信号并占用发车进路区段而X1LQG空闲时，图中SXN-CZJ继电器会落下，此时X1LQG的一条自闭回路被切断，但SXN-CZJ继电器落下接点又同时沟通了X1LQG的JLJ另一条自闭回路。当发车进路区段和X1LQG都占用后，无法沟通JLJ自闭回路，此时JLJ会落下，这是正常占用状态。当未开放曹妃甸北对曹妃甸西的出站信号（发车进路区段空闲）但直接占用 X1LQG时，因为SXN-CZJ处于吸起状态，X1LQG的JLJ有一条自闭回路构通，此时JLJ处于吸起状态，这是故障状态。当X1LQG正常占用并出清，但X1LQG前方闭塞分区未顺序占用（即轨道区段空闲），此时X1LQG的JLJ仍处于落下状态，这是占用丢失的情况。
图3离去区段JLJ电路
4.2.2.4报警电路分析
以1213G、1227G、1241G为例，列车连续压入1213G、1227G在未出清1213G时，1227GJLJ落下，当列车压入1241G，但因1241G分路不良出现占用丢失，此时列车继续前进，出清1227G时，1227GQGJF吸起。QGJF吸起和JLJ落下便构通了报警电路，经过60S后，人解盘报警电铃响起。消除报警电铃的方法是：1、确认双方向均未办理向该区段的任何列车、调车作业，或虽有相关列车、调车作业但与司机确认 已停车；2、确认本逻辑检查区段空闲，且其QGJD绿灯点亮；3、确认本逻辑检查区段直至下一架显示禁止信号的信号机之间空闲；4、按规定按下该逻辑检查区段对应的RJA（其RJD黄灯点亮），确认其报警解除（BJD红灯熄灭）后，松开RJA（其 RJD 黄灯熄灭）。
图4 逻辑检查报警电路
4.2.2.5出站继电器（CZJ）电路分析
如图3中所示，SXN-CZJ自闭回路有两条，且SXN-CZJ继电器通常处于吸起状态，当曹妃甸北对曹妃甸西办理出站信号后，SXN-FSJ继电器落下，此时SXN-CZJ继电器一条自闭回路被切断，但SXN-CZJ继电器仍处于吸起状态。当发车进路区段占用后，此时SXN-CZJ继电器另一条自闭回路也被切断，这样SXN-CZJ继电器便断电落下。紧接着占用X1LQG，X1LQG的QGJ继电器落下，当顺序出清发车进路轨道区段后，SXN-CZJ继电器会得电吸起。
4.2.2.6进站继电器（JZJ）电路分析
如图2中所示，X-JZJ自闭回路有两条，且X-JZJ继电器通常处于落下状态。第一种情况是X进站信号机正常开放允许信号且X进站信号机防护内方第一区段处于占用状态时，构通一条X-JZJ自闭回路，X-JZJ继电器吸起。第二种情况是引导接车情况，即X进站信号机防护内方第一区段红光带，X进站信号机开放HB引导信号，这种情况下构通X-JZJ第二条自闭回路，X-JZJ继电器吸起。
4.2.2.7 逻辑检查接口及报警
①车站运转室增设一台人工解锁盘，为区间逻辑检查提供声、光报警，人工解锁等操作及表示界面；②逻辑检查电路将经过逻辑判断后的区段占用状态及JLJ等状态信息提供给信号集中监测系统，以便电务人员维修和和维护；③逻辑检查电路应向TDCS／CTC提供逻辑检查区段的GJ状态等信息。在车站运转室，根据逻辑检查盘的状态以及声音和灯光显示就可以判定轨道电路是否出现占用丢失的情况，相对于TDCS报警更具直观性，很大程度上方便了现场分析判断。
4.2.2.8 逻辑检查盘表示灯
逻辑检查盘主要表示灯及用途如下：①逻辑检查报警灯：当轨道区段对应的逻辑检查报警灯显示红色灯光时，表示此区段出现占用丢失的情况；当轨道区段对应的逻辑检查报警灯显示红灯熄灭时，表示轨道电路正常状态。②区间轨道继电器状态表示灯：当此灯显示绿色灯光时，表示轨道电路空闲；当此灯不亮时，表示轨道电路处于占用状态。③人工解锁按钮：确认轨道电路处于空闲状态但是出现逻辑检查报警时，此时按下此按钮，则可以解除逻辑检查报警，同时相应的信号显示也恢复正常。④报警电铃：当出现逻辑检查报警时，给出声音报警，提示车站值班员。
4.2.2.9 特殊说明
本设计方案的继电式逻辑检查防护功能不适用于以下特殊运营场景：①列车跨压区间通过信号机时，其尾部所在的轨道区段失去分路；②列车紧追踪运行时，后续列车所在的闭塞分区（或1LQ区段）失去分路；③列车在区间退行时失去分路；④列车在区间分部运行（脱钩）时失去分路；⑤机车车辆未按车站集中联锁设备给定的正常条件越过站界运行（如：按调度命令、路票或手信号向区间发出列车、由区间接入列车，车站越站调车等）；⑥闭塞分区（或1LQ区段）失去分路、闭塞分区（或1LQ区段）故障红光带、通过信号机红灯断丝等故障情况，组合构成双重故障或多重故障；⑦发车站正向发车进路最后一个轨道区段失去分路；⑧接车站正向接车进路第一轨道区段失去分路。
五、目标与效果
通过以上分析，在不改变既有设备的基础上，通过增设继电逻辑检查电路，对闭塞分区实现逻辑三点检查，能够在技术角度直接判断区间列车占用丢失，保证了占用丢失检查的准确性，并且逻辑电路检查、参与既有的区间闭塞分区的轨道电路工作状态，出现占用丢失报警不仅进行声光提示还会直接对闭塞分区进行防护，相关信号机点红灯，保证行车安全。当继电式逻辑检查电路出现故障时，会自动对相关闭塞分区进行防护，实现“故障-安全”功能。
六、结束语
针对区间列车占用丢失问题，通过分析对比不同的技术手段，提出了继电式逻辑检查的方案，通过分析电路工作原理、工作状态及工作可靠性方面的差异对比，我们验证了继电式逻辑检查电路的准确性、完整性、可靠性。综上所述，继电式逻辑检查电路能够有效地对列车占用丢失进行防护，避免了错误报警，提高了信号设备的安全性。
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论文作者:王卫国
论文发表刊物:《基层建设》2019年第3期
论文发表时间:2019/4/25
标签：列车论文; 区段论文; 电路论文; 区间论文; 逻辑论文; 轨道论文; 继电器论文; 《基层建设》2019年第3期论文;