闭塞区间（精选4篇）
闭塞区间 篇1
摘要：介绍了区间闭塞方式的几种典型方式, 包括人工闭塞、半自动闭塞和自动闭塞。并对几种闭塞方式进行了比较。
关键词：人工闭塞,半自动闭塞,自动闭塞
1 引言
“闭塞”一般是指与外界隔绝的意思。这里说的闭塞是铁路信号的专用名词, 是指列车进入区间后, 使之与外界隔离起来, 区间两端车站都不再向这一区间发车, 以防止列车相撞和追尾。闭塞设备即为实现“一个区间 (闭塞分区) 内, 同一时间只允许一列车占用”而设置的铁路区间信号设备。铁路应用的区间闭塞类型有人工闭塞、半自动闭塞和自动闭塞三类。区间也有不同的分类, 我们把车站与车站之间的区间叫做站间区间, 把车站与线路所之间的区间叫做所间区间, 把自动闭塞区段上通过色灯信号机之间的段落叫做闭塞分区。
先要介绍什么是区间和分界点。在长长的铁路线上, 为了保证行车安全和必要的线路通过能力, 需要把每一条铁路划分成若干个长短不一的段落, 一般为10公里左右, 段落与段落之间设置一个车站。每一个段落就称为区间
分界点概念:车站除了正线以外, 还配有到发线、牵出线等其他线路, 所以我们把各种车站称之为有配线的分界点。既然如此, 当然就有无配线的分界点, 那就是非自动闭塞区段在两个车站间设置的线路所, 以及自动闭塞区段为在两车站间划分成若干个闭塞分区而设置的色灯信号机。这里的线路所和色灯信号机就是无配线分界点。
一个区间只能允许一列列车运行, 否则就会发生列车相撞或追尾事故。车站就是相邻区间的分界点, 设置车站既是为了方便旅客的上下车, 货物的运进运出, 也是为了给列车的会让提供处所。由此可见, 区间和分界点是组成铁路线路的基本环节。
闭塞技术历史:1840年代以前, 列车运行以“时间间隔法”来保证安全, 即每趟列车发出以后, 间隔一段时间才发出后一列车, 但是这种方法无法防止列车因晚点或故障停车导致运行时间与运行图相差较大时容易发生的追尾事故。1842年英国发明的“空间间隔法”[1], 以两车之间相隔一段距离的方法来保证安全, 可以视为是现代闭塞技术的雏形。
2 人工闭塞
单路签闭塞是早期使用的一种人工闭塞方式, 制式有多种, 这里只介绍其中的一种。
采用单路签闭塞的每一个区间, 配有一根路签和10个路证, 专供该区间使用。在区间两端的车站上, 各设一个路签箱。平时路签插在路签箱的钥匙孔里, 此时能打开箱盖, 取出路证。当路签由路签箱的钥匙孔里取出后, 路签箱即被锁闭, 不能再取出路证。路签是一个直径为25mm, 长250mm的金属棒, 一端镶有铜板, 铜板的形状表示种类及所属区间。路签的另一端有一凸出部分, 仅能插入本区间路签箱的钥匙孔里, 打开路签箱。路签铜板的形状有五种, 分别为圆形、方形、三角形、半圆形和鼓形。相同形状的路签, 至少要间隔两个区间以上, 以便于鉴别, 防止发生事故。路证是80×80×2mm的金属牌, 上端有凸出部分, 使其只能投入本区间的路签箱内。在路证的中心有和路签相同形状的孔, 表明其所属路签形状。每个区间的路证上有编号1到10, 并标出“路证”字样。
人工闭塞后来发展为电话 (报) 闭塞和电气路签 (牌) 闭塞。
电话 (报) 闭塞靠区间两端的车站值班员打电话或电报联系, 确认列车出发、占用区间和到达的情况, 由发车站填制路票, 发给司机作为列车占用区间凭证的行车闭塞法。目前, 中国铁路只在基本闭塞设备停用或发生故障时, 将电话闭塞作为代用闭塞法使用。
电气路签 (牌) 闭塞只在单线铁路早期使用, 以路签或路牌作为列车占用区间凭证的行车闭塞法。中国铁路上电气路签 (牌) 闭塞已处于逐步淘汰之中。
2 半自动闭塞
区间两端车站各装设一台具有相互电气锁闭关系的半自动闭塞机, 并以出站信号机开放显示为行车凭证的闭塞方法。此时, 在车站进站信号机内侧设有一小段专用轨道电路, 它和闭塞机、出站信号机间也具有电气锁闭关系。其特点是:出站信号机不能任意开放, 它受闭塞机控制, 只有区间空闲时, 双方办理闭塞手续后 (双线半自动闭塞为前次列车的到达复原信号) 才能开放。列车出发离开车站时, 出站信号机自动关闭, 并使双方闭塞机处于"区间闭塞"状态, 直到列车到达接车站办理到达复原时止[1]。
最初的半自动闭塞是以电机方式出现的, 以后由于继电技术的发展, 继电半自动闭塞占据了重要的地位。
半自动闭塞法办理手续简便, 效率高, 可比路签 (牌) 闭塞法提高区段通过能力, 改善了值班员的劳动条件。但区间轨道是否完整, 到达列车是否完整, 仍须通过人工检查才能确认。半自动闭塞现在是中国单线铁路区间闭塞的主要类型[2][3]。
3 自动闭塞
利用通过信号机把区间划分为若干个装设轨道电路的闭塞分区, 通过轨道电路将列车和通过信号机的显示联系起来, 使信号机的显示随着列车运行位置而自动变换的一种闭塞方式。从图中可以看到, 在每个闭塞分区始端都设置一架防护该分区的通过色灯信号机。这些信号机平时显示绿灯, 称为“定位开放式”;只有当列车占用该闭塞分区或发生断轨故障时, 才自动显示红灯, 要求后续列车停车。
自动闭塞的优点:由于划分成闭塞分区, 可用最小运行间隔时间开行追踪列车, 从而大大提高区间通过能力;整个区间装设了连续的轨道电路, 可以自动检查轨道的完整性, 提高了行车安全的程度。
自动闭塞是目前比较先进的一种行车闭塞法, 但它仍以固定的空间间隔 (闭塞分区) 来保障列车行车安全。今后的发展方向是在无绝缘轨道电路的基础上, 研制可根据列车相互位置与运行速度, 而自动完成更为合理的行车间隔控制方法。
参考文献
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[5]龙明飞.UM71移频自动闭塞室内模拟试验原理及工艺[J].中国科技博览, 2011, 38:155-155.
轨道电路在区间闭塞中的应用 篇2
区间, 是指两个车站之间的铁路线路。车站向区间发车时, 列车在区间内行驶时, 有运行速度高、重量大、制动距离长、不能避让等特点。为了确保列车在区间内运行安全, 车站向区间内发车时, 必须确认区间内没有列车;或将区间的铁路线路划分为若干个独立的分区, 一个闭塞分区同时只能允许一列列车运行, 因此能保证行车安全。在单线区间又必须防止两站同时向一个区间发车, 为此, 要求按照一定的方法组织列车在区间的运行。用信号或凭证, 保证列车按照空间间隔制运行的技术方法称为行车闭塞法, 简称闭塞。闭塞就是指把一段线路封闭起来, 不准许其他列车进入的组织行车方法。
1 轨道电路
轨道电路技术在我国迅速发展, 传输的信息量不断增加, 它的使用遍及全国铁路各线, 构成了我国铁路信号技术发展的基础。轨道电路由钢轨线路、钢轨绝缘、电源、限流设备、接收设备组成, 如图1。
在轨道电路区段空闲时, 从轨道电源发送一定强度的信号电流, 经钢轨线路送至轨道电路的接收端。接收设备的继电器在一定强度的电路作用下励磁, 使前接点闭合, 从而接通色灯信号机的绿灯电路, 显示绿色灯光, 表示前方线路空闲, 允许机车车辆进入。当机车车辆进入该线路区段时, 从轨道电路电源发出来的信号电流因机车车辆车轴的分流, 而只有很少一部分信号电流送至轨道电路的接收设备。接收设备的继电器因电流不足而不能励磁, 因而前接点断开, 后接点闭合, 发出轨道被占用的信息并接通信号机的红灯电路, 显示禁行信号。轨道电路的这一工作性能, 能够防止列车追尾和冲突事故, 确保行车安全。轨道电路任何部分出现故障时, 接收设备的继电器都不能励磁, 而发出轨道电路区段被占用的信息, 符合铁路信号所需要的故障-安全原则。轨道电路是信号联锁的室外重要设备, 起着保证行车和调车作业安全的作用。它能监督检查某一固定区段内的线路是否有列车运行、调车作业或车辆占用的情况, 并能显示该区段内的钢轨是否完整。
2 轨道电路在半自动闭塞中的应用
半自动闭塞是用人工来办理闭塞及开放出站信号机, 而由出发列车自动关闭出站信号机并实现区间闭塞的一种闭塞方式。在一个区间的相邻两站设一对半自动闭塞机, 并经两站间的闭塞电话线连接起来, 通过两站半自动闭塞机的相互控制, 保证一个区间同时只有一列列车运行。
64D型半自动闭塞 , 在每个车站两端进站信号机内方装设一段不小于25m的轨道电路。如图2。其作用, 一是监督列车的出发, 使闭塞机闭塞;二是监督列车的到达, 然后由接车站的值班员办理到达复原。由于两个作用的重要性, 即轨道电路的动作直接影响行车安全, 所以要求轨道电路不仅能稳定可靠地工作, 而且要能满足“故障—安全”的要求。
3 移频轨道电路与区间自动闭塞
自动闭塞是根据列车运行及有关闭塞分区状态, 自动变换通过信号机显示而司机凭信号行车的闭塞方法。它是一种先进的行车闭塞方法。自动闭塞是在列车运行的过程中自动完成闭塞作用的。
轨道电路能通过轨道继电器的吸起或落下来反映该段线路是空闲还是占用, 还有第二个作用:传递行车信息。例如在移频自动闭塞中, 利用移频轨道电路传递不同的频率来反映前行列车的位置, 决定各信号机的显示, 为列车运行提供行车命令。
移频轨道电路是区间移频自动闭塞的基础, 又用作监督该闭塞分区的空闲。它选用频率参数作为控制信息, 采用频率调制的方式, 把低频调制信号搬移到较高频率 (载频) 上, 形成振幅不变、频率随低频信号的幅度做周期性变化的移频信号。
轨道电路中传送的行车信息, 还为列车运行自动控制直接提供控制列车运行所需要的前行列车位置、运行前方信号机和线路条件等有关信息, 以决定列车运行的目标速度, 控制列车在当前运行速度下是否停车或减速。区间的轨道电路通常是与自动闭塞制式相一致的轨道电路, 按照自动闭塞通过信号机的设置划分闭塞分区, 每个闭塞分区就有轨道电路。
在移频自动闭塞区段, 移频信息的传输, 是按照运行列车占用闭塞分区的状态, 迎着列车的运行方向, 自动地向前方闭塞分区传递信息的。
如图3所示, 若下行线有两列列车A、B运行, A列车运行在1G分区, B列车运行在5G分区。由于1G有列车占用, 防护该闭塞分区的通过信号机7显示红灯, 这时7信号点的发送设备自动向前方闭塞分区2G发送26.8Hz调制的、中心载频为2300Hz的移频信号。当5信号点的接收设备接收到该移频信号后, 使通过信号机5显示黄灯。此时5信号点的发送设备自动地向前方闭塞分区3G发送以16.9Hz调制的、中心载频为1700Hz的移频信号。当3信号点的接收设备接收到该移频信号后, 使通过信号机3显示绿黄灯。同样, 3信号点的发送设备又自动地 向前方闭 塞分区4G发送13.6Hz调制的、 中心载频 为2300Hz的移频信号 , 当1信号点的接收设备接收到此移频信号后 , 使通过信号机1显示绿灯。1信号点的发送设备又自动地向前方闭塞分区4G发送ll.4Hz调制的、中心载频为1700Hz的移频信号。由于续行列车B已进入5G分区, 可按规定速度继续运行。如果列车A由于某种原因停在1G分区, 则当续行列车B进行4G分区, 司机见到通过信号机3显示绿黄灯, 则应注意减速运行。当续行列车B进行3G分区, 司机见到通过信号机5显示黄灯, 则应进一步减速运行。当续行列车B进入2G分区时 , 由于通过信号机7显示红灯 , 司机采取制动措施 , 使列车B能停在显示红灯的通过信号机7的前方。这样, 就可根据列车占用闭塞分区 (轨道电路) 的状态, 自动改变地面信号机的显示, 准确地指挥列车的运行, 实现自动闭塞。
4 区间自动闭塞中的无绝缘轨道电路
我国铁路广泛使用的有绝缘移频轨道电路, 有传输距离长、室外设备少等优点, 但不利于列车运行速度的提高和我国铁路跨越式发展, 随着无缝线路的大量铺设, 以及电气化铁路的快速发展, 逐步暴露出不适应性, 无绝缘轨道电路应运而生, 走上历史舞台。
无绝缘轨道电路按电路原理分类, 可分为电气隔离式、自然衰耗式、和强制衰耗式三种类型。我国广泛使用电气隔离式轨道电路。UM71轨道电路、WG-21A型和ZPW-2000系列移频轨道电路都是电气隔离式的无绝缘轨道电路。电气隔离式又称为谐振式, 它利用谐振槽路, 采用不同信号频率, 实现相邻轨道电路间的电气隔离。这些轨道电路的载频选得比较高 (1700Hz~2600Hz) , 在这些频段上, 牵引回归电流谐波分量的强度已经很弱, 因此在电气化区段的抗干扰能力较强。轨道电路载频上行线2000Hz和2600Hz交替排列, 下行线1700Hz和2300Hz交替排列, 主要是利用其频率差构成电气调谐区, 实现电气绝缘。因此轨道电路无机械绝缘, 不存在机械绝缘节破损而引起信号升级的问题, 能适应我国铁路向高速, 重载方面的发展。
5 轨道电路向数字化发展
随着列车运行速度的不断提高, 不但要传递行车的速度命令, 而且还要传送坡度、弯道、区间线路长度等线路参数。我国现有自动闭塞采用的模拟轨道电路将会越来越不能满足列车高速行驶的需要, 为此需要发展基于数字轨道电路系统和基于通信技术的列车运行控制系统以满足列车安全运行的需要。发展新一代的轨道电路系统, 可以为列车运行控制系统提供更多的信息, 使列车运行更加安全, 同时可以减少列车司机的劳动强度, 对提高劳动生产力具有重要的意义。
摘要：本文阐述轨道电路的基本工作原理, 分析各种轨道电路在我国铁路区间闭塞系统中的运用情况, 指出数字化轨道电路技术是我国今后区间闭塞的发展趋势。
关键词：轨道电路,区间闭塞,无绝缘
参考文献
[1]冉茂盛.继电半自动闭塞[M].北京:中国铁道出版社, 1985.
[2]林瑜筠.区间信号自动控制[M].北京:中国铁道出版社, 2007.
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闭塞区间 篇3
一、原闭塞电路使用和功能缺陷现状
原闭塞为半自动闭塞, 就是闭塞程序需人工操作才能实现, 也就是发车站发车时要人工按下信号操纵台上的发车请求的闭塞按钮, 同意接车需按下同意接车的闭塞按钮, 列车到达后需按下到达复原按钮及闭塞事故时办理事故复原等。其电路复杂, 与信号系统联系条件众多, 运用器材数量较大, 发生障碍较多, 排除的难度也大, 影响的时间过长。而且, 原闭塞电路最主要的问题在于只能控制发车站的信号开放, 没有检查和确定接车站信号开放的状态。接车站可以先办理同意接车闭塞手续, 后办理接车进路或因接车进路故障办理不了接车进路时, 这就容易造成列车在进站信号机外停车或冒进挤岔和撞车的行车事故。在我矿一些特殊部位, 如210M站与217M站区间, 接近区段相连, 接车准备时间极短, 时常因办理同意接车后, 进路因道岔转换时间过长或其他信号障碍而影响建立, 此时, 列车就接近、冒进, 容易造成险肇事故, 严重危急行车安全。
二、新型闭塞电路的创新设计
针对上述闭塞电路存在的功能缺陷, 笔者进行了探究和大胆地设想, 最终设计出这套逻辑关系相当严密的闭塞电路。新型闭塞电路取消了闭塞过程使用的专用按钮, 无需人工操作办理闭塞, 由电气集中的接车进路的办理, 就自动完成闭塞的全部过程和功能。
本套闭塞电路由四部分组成, 分别为防护继电器电路、闭塞继电器电路、信号控制电路和闭塞表示灯电路。
1. 防护继电器电路
防护继电器电路设计为甲乙两站, 两台防护继电器FHJ颠倒串接, 如图1所示。防护继电器采用了偏极型继电器。用电源的极性选择相应的继电器动作。由接车站的电气集中电路中接车信号条件一方送电, 由两条外线连接发车站的防护继电器FHJ构成回路, 控制发车站的防护继电器FHJ动作。为防止甲乙两站同时双向送电影响防护电路工作, 电路设置了送电防护条件, 如下页图1的圆虚线所示。
用两组防护继电器接点控制防护电源, 本站防护继电器FHJ工作时就切断本站防护电源的送出, 保证同时只能由一方送电, 一个区间同时只能有一组列车运行。
在防护电路中使用的信号条件上, 采用了双接点, 一是保证防护继电器FHJ工作时能构成回路;二是向防护电路送电实现双接, 这就使得防护电路更加完善, 更加安全可靠。这一条件的运用实现了检查接车站进路准备完毕和确定接车信号已开放, 修正及原闭塞电路的缺陷。
考虑了信号故障时的办理引导接车问题, 在信号条件上并联了引导信号条件, 保证在接车进路形成障碍时, 可办理引导接车, 如图1的圆点划线所示。
2. 闭塞继电器电路
从电路的严密性考虑, 新型闭塞电路设计了闭塞继电器BSJ电路, 配合防护继电器完成整个闭塞防护的功能, 如图2所示。
从信号设计的故障———安全原则出发, 闭塞继电器BSJ设计为正常吸起状态, 列车占用区间时落下, 闭塞区间, 完成控制开放发车信号的目的, 保证了区间行车安全。
3. 信号控制电路
在控制发车信号电路中, 闭塞继电器BSJ与防护继电器FHJ的条件串联使用, 接入列车信号继电器LXJ的励磁电路中, 增加了信号控制的严谨性和可靠性, 保证列车占用区间未脱离区间前, 其发车信号无法再度开放, 见图3所示。
4. 闭塞表示灯电路
电路按整个闭塞使用过程的要点, 设计了闭塞表示灯电路, 如图4所示。用来表示此闭塞防护电路动作过程和列车运行状态。
三、电路工作过程
1. 接车准备
乙站准备了接车进路, 开放了进站信号, 见图5所示。
闭塞表示灯电路就点亮了一个黄色灯光, 表示接车进路已开通, 闭塞电路开始工作, 同时向甲站送出闭塞电源使其防护继电器FHJ吸起, 如图1的粗实线所示。
2. 发车站列车发出
甲站防护继电器FHJ吸起, 除了接通其发车信号条件外, 同时点亮闭塞表示绿色灯光, 表示已具备发车条件。甲站列车出发进入接近区段时, 见图6所示。
由于本站的防护继电器FHJ已经由接车站控制吸起, 其接点51-52断开了闭塞继电器BSJ的电路, 但其接点转至51-53接通, 构成了闭塞继电器BSJ的自闭电路。接近轨道继电器JGJ落下, 切断了闭塞继电器BSJ的自闭电路, 使闭塞继电器BSJ落下, 标志着此区间已封闭, 由于防护继电器FHJ和闭塞继电器BSJ串联组成的发车信号条件被重复切断, 双方都无法向这一区间发出列车, 闭塞表示灯由绿改亮红色灯光, 表示此区间已占用。
乙站也因列车已进入区间或者接近本站, 闭塞表示灯由黄色转为红色灯光, 区间仍在封闭状态。
3. 列车到达接车站
列车到达乙站, 见图7所示。
列车越过该进站信号机内方, 接车信号关闭, 其信号继电器XJ落下, 断开了防护电路的送电条件, 使发车站的防护继电器FHJ落下, 闭塞继电器BSJ由于防护继电器FHJ的51-53接通吸起, 闭塞表示灯熄灭, 列车全部进入接车信号机内方, 出清其接近区段, 闭塞表示灯熄灭, 其闭塞防护电路全部恢复正常, 整个闭塞防护过程的功能也全部完成。
目前, 新型闭塞设备用在我矿上盘217M站—210M站区间和其他一些站区, 投入使用至今, 其性能稳定, 无任何技术缺陷, 使用方便可靠快捷, 发挥了其独特的功能。
闭塞区间 篇4
一、信号布置条件
基于准移闭塞的铁路区间信号布置必须满足以下几点:1、正反方向的进出站信号机、近路信号机、区级固定信号机需要当做固定线路的信号点, 布置完成这些信号机后, 才能进行区间信号布置。2、闭塞分区的长度必须符合相关规定, 要最大限度的利用轨道电路极限长度布置信号点, 从而减小轨道电路的分割长度。3、基于准移闭塞的铁路区间信号布置需要满足出站第一离去信号位置的要求, 也就是说反向进站信号机和第一离去距离需要满足司机反应时间、列车限速制动距离、安全防护距离等的要求。4、当接触网支柱处于桥梁、路基等位置时, 要将桥梁、路基等的信号布置在接近接触网支柱的位置上, 如果桥梁、路基与接触网支柱接触的位置附近没有信号点, 则不需要满足该项要求。5、满足电分项条件要求, 在分项中, 列车需要断电惰行, 这就不能将信号点设置在分项中, 同时分项前段与信号点之间的距离需要满足相关规定, 而信号点距离分项后端的距离需要满足, 列车在信号点停车后, 能以超过规定速度的速度通过分项无电区。
二、仿真算法设计
对于自动闭塞区间信号的布置, 是一个非线性约束优化问题, 因此, 难以直接用解析法进行求解, 通过建立模型, 利用仿真算法进行求解。从数量最少的角度计算信号布置:
Step 1假设车站的总数量为Nsta, 区间数量为Nsec, 则Nsta=Nsec+1;
Step 2假设区间号为k, 则k=Nsec-1;
Step 3确定区间k进站第一接近信号点为XNs, 第二接近信号点为XNs-1;
Step 4确定区间k出站第一离去信号点X1;
Step 5确定区间k追踪列车间隔时分;
Step 6检验信号布置;
Step 7信号布置结束。
三、案例分析
以信号布置仿真算法为基础, 设计铁路区间信号布置系统, 并在此基础上设计信号布置方案。设车站A到车站B的线路长为37250m, 线路中长链为260500m, 车站A的中心里程为237850m, 进站信号机为237060m, 出站信号机为238137m, 反向进站信号机为238530m;车站B的中心里程为275100m, 进站信号机为274021m, 出站信号机为275405m, 反向进站信号机为276021m。轨道电路传输极限长度为:当隧道小于300m时, 极限长度为1000m;隧道长度为300-2000m时, 极限长度为800m;当隧道超过2000m时, 极限长度为600m;线路条件为路基时, 极限长度为1400m;线路条件为桥梁时, 极限长度为1000m。信号布置参数如下表所示:
根据线路、车站数据、信号布置参数等, 利用信号布置系统进行信号布置, 其布置结果为:信号布置数为15个, 布置总长度为37250m, 平均闭塞分区长度为2244m, 轨道电路分割数为16个, 轨道电路分割长度为1385m。车站A到车站B实际信号布置方案为:信号布置数为19个, 布置总长度为37250m, 平均闭塞分区长度为1795m, 轨道电路分割数为20个, 轨道电路分割长度为9849m。对比发现, 仿真信号布置系统设置的信号点少了4个, 平均闭塞分区长度增加了449m, 分割轨道电路数少了4个, 而分割轨道电路总长度减少了8464m, 因此, 仿真信号布置系统能在满足相关条件下, 适当的减少信号布置点数, 增加闭塞分区长度。
四、总结
基于准移闭塞的铁路区间信号布置系统能自动布置铁路区间信号, 该信号布置系统和实际布置方案相比较, 能在满足检验条件的基础上, 减少信号布置数量和分割轨道电路总长度, 因此, 基于准移闭塞的铁路区间信号布置系统能优化实际布置方案。
摘要：通过构建基于准移闭塞的铁路区间信号布置优化模型, 设置铁路区间信号布置仿真系统, 对铁路区间信号布置进行验证分析, 研究表明, 铁路区间信号布置仿真系统布置的信号总数比实际信号布置方案少一些, 但从总体上看, 能满足铁路区间信号优化布置的需求。
关键词：准移闭塞,铁路区间信号布置,优化模型
参考文献
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