站内轨道电路预叠加ZPW—2000电码化应用

摘 要：近年来铁路建设步伐加快，成果显著，列车的速度、准点率、舒适度、安全性都得到广泛认可，极大地改变了人们对铁路出行的认识，作为列车运行重要保障的信号系统技术也日新月异。普速铁路站内轨道电路（预）叠加ZPW-2000电码化技术为既有线车站改造或新建车站施工的主流采用趋势，为普速铁路实现多次提速提供了有效的技术保障和安全屏障。

关键词：轨道电路；预叠加；ZPW-2000；电码化

中图分类号：U284.2 文献标志码：A

0 前言

在普速铁路提速改造的近15年，为提高电气化区段轨道电路的稳定性并减少电气化铁路对信号设备的干扰，陆续将站内既有的交流连续式轨道电路改造为25 Hz相敏轨道电路，为实现机车连续不断地接收到移频信息，同步实施站内电码化改造，该文就电气化提速改造施工25 Hz相敏轨道电路叠加ZPW-2000电码化在既有线改造中的应用进行了探讨。

2 电码化方式

站内电码化一般分为切换发码、叠加（占用）发码、预发码（预叠加发码）3种方式。

2.1 切换发码

切换发码设备接入普通的轨道电路设备，当需要发码时通过接点条件转入发码设备，根据电路设计的不同，切换发码又分为固定切换和脉动切换两种方式，缺点都是不能同时向钢轨发送轨道电路信息和移频信号，不利于列车提速及运行安全保障，已逐步淘汰。

2.2 叠加（占用）发码

列车占用本区段的同时，该区段才开始进行发码，其余区段不发码。当列车进一步提速，并且连续存在短区段时，列车会同时占用轨道区段，影响机车信号的正常接收，冒进的可能性加大，存在安全隐患。

2.3 预发码（预叠加发码）

当列车占用该区段的前一区段时，该区段就开始提前进行发码。同叠加发码在电路的不同点主要是在发码电路中接入的区段条件不同，叠加发码接入该区段条件，预发码接入前区段条件。

預发码电路分为2种：1）接车近路站内正线电码化；2）发车近路站内正线电码化。电路由3个部分组成：信号、进站检查电路（控制电路）；转换开关电路；发码电路。

（1）控制电路由JMJ电路（接车电码化继电器）或FMJ电路（发车电码化电路）组成。

（2）转换开关电路由轨道传输继电器GCJ和电码化继电器（JMJ或FMJ）组成，该电路控制向轨道区段发码和轨道电路恢复。

（3）由编码条件和室内发送设备组成。主要是根据不同信号的开放条件，由发送器发出不同的低频信号信息，由列车进行接收。

3 预叠加电码化应用

3.1 电路原理

以京广普速线广州北站信号楼还建工程为例，该工程于2018年10月开通启用。站内正线采用四线制25 Hz预叠加ZPW-2000电码化发码方式。以下行接车预叠加电码化为例，XJMJ接码继电器电路如图1所示。

GCJ轨道传输继电器电路如图2所示。

当下行进站信号机开放正线接车信号后（X ZXJ↑-X ZXJF↑，X LXJ↑-X LXJF↑），XJMJ励磁吸起（KZ-I-IGGJF↑-XJMJ1-4-XZXJF↑-XLXJF↑），同时X3JGJ由于列车占用落下（X3JGJ↓），接通J10DG 2GCJ的1、2线圈，使J10DG 2GCJ吸起（KZ-I-IG GJF1↑-X JMJ↑-J9DG 1GJF1↑-J10DG 2GJF1↑-X3 JGJ↓-J10DG 2GCJ-KF）。

J10DG 2GCJ、X JMJ吸起后，接通J10DG轨道电路受端的发码电路（图1），向J10DG轨道电路发送ZPW-2000低频信息，ZPW-2000低频信息由室内发送器根据不同的信号开放条件产生。

同理，当J10DG占用时，接通J10DG 2GCJ的3、4线圈和J9DG 1GCJ的1、2线圈，同时向J10DG、J9DG两个轨道区段发送ZPW-2000信息。因此实现了对列车运行前方第一个轨道区段电码化的预叠加，有效地克服了叠加发码中存在的缺点。

ZPW-2000载频可设置为 1 700 Hz、2 000 Hz、2 300 Hz、2 600 Hz，由室内发送设备选择电路进行选择。

其中，下行线路使用1 700 Hz、2 300 Hz载频；上行线路使用2 300 Hz、2 600 Hz载频。

ZPW-2000系列电码化调制频率为10.3 Hz、11.4 Hz、12.5 Hz、13.6 Hz、14.7 Hz、15.8 Hz、16.9 Hz、18 Hz、19.1 Hz、20.2 Hz、21.3 Hz、22.4 Hz、23.5 Hz、24.6 Hz、25.7 Hz、26.8 Hz、27.9 Hz、29 Hz，每种频率相差1.1 Hz。

3.2 测试标准

用标准0.15 Ω分路线机车入口端短路，测出机车信号轨道的入口电流的短路电流符合如下要求：

载频为2 600 Hz轨道区段需要大于450 mA，载频为2 000 Hz、2 300 Hz、1 700 Hz 轨道区段需要大于500 mA。

3.3 安全和可靠性

ZPW-2000电码化发送设备充分考虑了设备运行时的安全线和可靠性，进行设计时采用了“N+1”的冗余方式，发送防雷输出两路电源，经过调整后电压一般为110 V。正常情况下，发送器正常工作所需直流DC24V电源由电源屏直接提供。发送器若正常工作时，FBJ吸起（FBJ↑），输出经过继电器的吸起接点输出到防雷单元，将移频电码化信息叠加后通过室内设备，分线盘传输至电缆、经过室外隔离盒、轨道变压器等设备然后送至轨道。当发送盘设备发生故障时，FBJ落下（FBJ↓），自动转换至“+1”备用发送器。“+1”备用发送器通过故障发送盘的 FBJ 接点接通低频编码、载频选择以及功出电路。

同时，室内通过设置防护盒，对电气化50 Hz牵引电流对信号轨道继电器的干扰进行防护，对25 Hz轨道电路的相位角进行补偿，保证了轨道继电器能够稳定、可靠吸起。

站内25 Hz轨道电路预叠加ZPW-2000电码化的优点：室外通过设置隔离防护盒，室内设置发送器、电阻调整器即实现了电码化预叠加技术，克服了切换发码和叠加发码的缺点，既方便了施工和日常维护需要，同时保证了机车接收信息的连续性。

4 结语

京广普速线广州北站信号工程开通使用以来，25 Hz轨道电路预叠加ZPW-2000电码化性能稳定，轨道电路工作正常，机车信号连续接收站内移频信息，使运营效率和安全性进一步提高，为以后京广线再次提速奠定了基础，积累了施工经验，在今后的既有线施工改造中具有广阔的应用前景。

参考文献

[1]冯卫东.京山线站内正线电码化方案探讨[J].铁路通信信号工程技术，2001（1）：1-2.

[2]程忆佳.站内特殊区段电码化设计[J].铁道通信信号，2018（8）：1-3.

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