ZPW-2000A预叠加电码化机车信号载频切换电路设计

李亚兰

（杭州铁路设计院有限责任公司，杭州 310004）

1 概述

铁路作为新时代交通强国的骨干力量，其运行效率及行车安全显得尤为重要，机车信号主体化的概念也越来越具体。列车在自动闭塞区间运行时，机车信号能够连续接收地面信号，不间断的复示前方信号机的显示，当列车进入车站站内时，通过对轨道电路实施电码化设计使得机车信号连续。但是对于一些处在几条线路交叉点的车站，会存在车站一端为复线自动闭塞区间，另一端为单线双向自动闭塞区间的情况，如图1 所示，车站1 至车站2 区间为复线自动闭塞区间，车站1 至车站A 与车站C均为单线自动闭塞区间。此时复线区间可向任意一条单线区间运行，即列车由上（下）行线转下（上）行线，采用ZPW-2000A 预叠加电码化(以下简称开环电码化)设备的车站往往都是由司机利用开关进行人工载频切换。人工切换操作频率高且复杂，而且切换的时间和地点都由司机人工掌握，存在难掌握和不明确等问题。本文通过对车站1 电码化电路的优化设计，实现载频自动切换。

图1 示例车站Fig.1 Example station

2 载频自动切换逻辑

预叠加电码化是目前应用比较广泛的电码化技术，“预”就是当列车占用某一区段时，其列车运行前方与该区段相邻的下一个区段也开始发码；“叠加”就是轨道电路信息与机车信号信息在传输通道内同时存在。电码化设备作为机车信号的地面设备，可通过优化电码化电路，实现机车信号上（下）、下（上）行线载频自动切换功能。机车信号设备载频切换的时机和原理如下。

当机车信号接收到1700-1 ＋25.7 Hz 时，机车信号则自动切换至仅接收1700-1 Hz 载频。

当机车信号接收到2300-1 ＋25.7 Hz 时，机车信号则自动切换至仅接收2300-1 Hz 载频。

当机车信号接收到2000-1 ＋25.7 Hz 时，机车信号则自动切换至仅接收2000-1 Hz 载频。

当机车信号接收到2600-1 ＋25.7 Hz 时，机车信号则自动切换至仅接收2600-1 Hz 载频。

当机车信号接收到1700-2 ＋25.7 Hz 或2300-2＋25.7 Hz 时，机车信号则自动切换至仅接收1700/2300 Hz 载频。

当机车信号接收到2000-2＋25.7 Hz 或2600-2＋25.7 Hz 时，机车信号则自动切换至仅接收2000/2600 Hz 载频。

根据《铁路车站电码化技术条件》（TB/T 2465-2010）对车站实施预叠加电码化的范围要求，机车信号载频自动切换功能的实现需根据车站电码化范围的不同，视情况具体分析设计。

3 开环电码化载频切换电路设计

本文以实际工程设计车站过渡版站型为例，如图2 所示，对其开环电码化电路加以优化设计，实现载频自动切换。车站1 下行进站信号机外方为复线自动闭塞区间，上行进站信号机外方为单线自动闭塞区间。当列车从下行线进入上行线（如图2中③、④、⑥路径）或从上行线进入下行线（如图2 中①、②、⑤径路）时，机车信号载频需从下行（上行）载频切换到上行（下行）载频。机车信号载频自动切换需在电码化电路中设置转频继电器（ZPJ），利用ZPJ 和低频转频信息，对电码化电路进行优化设计实现载频自动切换。

图2 实例车站Fig.2 Instance of station

3.1 径路➀的列车转线作业载频切换设计

径路①的列车转线作业，需要机车信号由上行载频切换成下行载频。《铁路车站电码化技术条件》要求股道占用时，不终止发码。以此为切入点，利用下行正线IG 接车的电码化编码电路，当列车从5/7#道岔反位压入IG 时，在股道实现载频自动切换。下行正线IG 接车电码化载频为1700-2，此时需设计IG 的转频继电器（IGZPJ）和转频复示继电器（IGZPJF），当5/7#道岔在定位时，不影响下行正线IG 接车电码化电路，电路发送正常下行正线接车低频信息；当5/7#道岔在反位时，列车沿径路①压入IG 时，其轨道继电器落下，设置的2 s 缓吸转频继电器还未吸起，利用缓吸时间（2 s）发送转频信息，待转频继电器吸起后，股道继续发送低频信息。满足《铁路车站电码化技术条件》中对股道占用时，不终止发码的要求。

电码化电路自动转频优化如图3 所示。当列车经由5/7#道岔反位压入IG 时，IGDGJ ↓→IGZPJ ↑（延时2 s）→IGZPJF ↑，在IGZPJ 缓吸时间内，机车信号接收到1700-2 ＋ZP（转频码25.7 Hz）频率，频率由上行载频自动切换到下行载频。

图3 下行正线ⅠG接车电码化编码电路优化Fig.3 Optimization of the coding circuit for downlink positive receiving to IG

3.2 径路➁的列车转线作业载频切换设计

径路②的列车转线作业，需要机车信号由上行载频切换成下行载频，借鉴《铁路车站电码化技术条件》对闭环电码化的范围：“自动闭塞区段，经道岔直向的发车进路，为该进路中的所有区段；经道岔侧向的发车进路，为该进路的最末一个区段”，利用下行正线发车的电码化电路，可在发车进路最后一个区段实现载频自动切换。此规范对预叠加电码化经道岔直向的发车进路要求同闭环电码化，只是取消经道岔侧向的发车进路要求。下行正线发车电码化载频为1700-2，设计切频继电器（SNQPJ）和改频继电器（SNFGPJ）。往SN 口发车时，发车锁闭继电器（FSJ）落下，直通继电器（ZTJ）的吸起和落下，说明发车进路是直股还是弯股。当6/8#道岔在反位发车时，直通继电器（XIZTJ）落下，当第一离去区间空闲时，设置的切频继电器（SNQPJ）励磁吸起，同时自保电路也构成。当列车由径路②压入IBG 时，对应的轨道继电器落下，在IBG 实现载频的转换。为不影响下行正线发车电码化电路，还需将SNFGPJ 的前节点并入电码化电路传输改频码。

电码化电路自动转频优化电路如图4 所示。办理经6/8#道岔反位发车进路，发车进路锁闭以后，SNFSJF ↓→X1LQGJ ↑→XIZTJ ↓→SNQPJ ↑，当列车经由6/8#道岔反位压入IBG 时，IBGDGJ ↓→SNQPJ ↑→SNFGPJ ↑→机车信号收到1700-2 ＋ZP（转频码25.7 Hz）频率，频率由上行载频自动切换到下行载频。在不影响原电码化电路的前提下，实现频率转换，且满足规范要求。

图4 下行正线发车电码化电路优化Fig.4 Optimization of the coding circuit for downlink positive departure line

3.3 径路➂～➅的列车转线作业载频切换设计

综上所述，径路③、⑤、⑥的列车转线作业，其电路设计思路同径路①，均在压入股道的2 s 内发送转频信息，实现载频的自动转换。径路④的列车转线作业，其电路设计思路同径路②，在发车进路最末一个区段实现载频自动切换。

4 结论

本文对工程设计中实例车站过渡站型的电码化电路进行优化设计，实现列车进行上、下行线转线作业时的载频自动转换，解决了人工切换载频的操作频繁复杂、切换地点和时间不明确的问题。电路设计在实际车站过渡的应用期间，未发现问题。本文的研究方案为载频切换电路的进一步优化提供参考。