CN114348048A - 一种基于继电器的股道双端发码防护电路及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于继电器的股道双端发码防护电路及系统，所述系统包括股道、第一发送器、第二发送器、接收器、防干扰继电器FGRJ和发送器报警继电器FBJ。本发明提供利用新增小部分继电电路完成列车股道换端后，满足头端接收发码的技术要求；本发明实现了列车进入股道后即可实现双端发码；本发明继电电路完成对列车占用顺序和道岔位置条件检查；本发明室外无需做任何更改，且现有系统的软件也无需更改，无需每条股道锯断钢轨，无需增加绝缘节，每条股道无需增加一套轨道电路设备，室外无需挖沟，无需敷设电缆，也无需增设轨旁设备，无需对列控中心软件进行更换，改造后不需要进行动车上线调试，可针对车站个别股道修改。

Description

一种基于继电器的股道双端发码防护电路及系统

技术领域

本发明属于轨道电路技术领域，特别涉及一种基于继电器的股道双端发码防护电路及系统。

背景技术

继电器是一种常用于自动化控制电路中的设备，在铁路信号控制领域常采用统一的规范图例符号来表达控制电路中的逻辑关系，如图1所示。

继电器在电路中的表达方式有两种：充磁线圈(如⑤⑥中FJ、IJ所示)和接点(如①②③④中AJ、BJ、CJ、DJ所示)。

当线圈两端1端子和4端子通电时(如⑤所示)，线圈充磁吸起用FJ旁边的↑表示；当线圈两端1端子和4端子无电流通过时(如⑥所示)，线圈失磁落下用IJ旁边的↓表示。

继电器IJ线圈用空心圆表示，代表此继电器为即吸即落继电器，也就是充电后继电器立刻吸起，断电后继电器立刻落下。继电器FJ线圈用半空心圆表示，代表此继电器为缓放继电器，也就是充电后继电器立刻吸起，断电后继电器过一段时间(如0.5秒)落下。

当线圈充磁吸起，对应的接点也会吸起，用接点旁边的↑表示(如①②所示)。例如继电器AJ的线圈充磁吸起，继电器AJ的接点同样会吸起；当线圈失磁落下，对应的接点也会落下，用接点旁边的↓表示(如③④所示)；例如继电器CJ的线圈失磁落下，继电器CJ的接点同样会落下。

每个继电器接点旁边的箭头代表本继电器线圈初始状态(也称为常态)是充磁吸起或失磁落下。如①②所示，继电器AJ、继电器BJ接点常态是吸起；如③④所示，继电器CJ、继电器DJ的接点常态是落下。

继电器接点分为前接点、中接点、后接点。当继电器吸起时接通的是中接点和前接点(如①②所示)；当继电器落下时接通的是中接点和后接点(如③④所示)。

高铁车站股道一般采用ZPW-2000型一体化轨道电路，并且部分股道采用一段轨道电路构成的方式。ZPW-2000型轨道电路发送器能满足向股道一端进行发码，接收器从轨道电路另一端的钢轨接收信息，如图2所示，同时轨道电路会根据联锁办理进路的条件在列车运行前方进行发码，发码的方向一直持续到下次针对本股道的进路办理完成。

如图3所示，位于5股道列车A其中车头端靠近S5信号机，能接收本股道发送器发送的HU码；尾端靠近X5信号机，无法接收到本股道发送器发送的HU码。

当列车A司机换端改为头端靠近X5信号机，尾端靠近S5信号机后，此时地面联锁未办理针对5股道的进路，5股道的轨道电路仍从S5信号机侧发送信息，而处于X5信号机侧的列车A头端则无法收到5股道轨道电路发送的信息。如图3所示，此时相邻股道3股轨道电路在X3信号机侧发送UUS码，则5G中A车头端靠近X5侧可能错误收到相邻3股道轨道电路发送的UUS码，引发相关安全问题。

基于现有技术方案，解决该问题可将每条股道分割成两段，每段采用1套轨道电路，如图5所示。列车正方向运行时，方向切换继电器FQJ处于落下状态，后接点接通，此时5AG发送器和5BG发送器同时向本区段左端发码，5AG接收器和5BG接收器从本区段右端接收轨道区段状态；列车反向运行时，方向切换继电器FQJ变为吸起状态，前接点接通，此时5AG发送器和5BG发送器同时向本区段右端发码，5AG接收器和5BG接收器从本区段左端接收轨道区段状态。

当列车A进入5股道，列车A头端先进入5BG，此时两套轨道电路发码如图6所示。

列车A头端再进入5AG，此时两套轨道电路发码如图7所示。

列车折返换端后，列车A头端在5BG，接收5BG轨道电路发送的HU码,如图8所示。

现有的技术方案存在如下问题：

1)列车A进入5股道，列车A头端先进入5BG，此时如果列车A停车，换端后列车A头端无法收到本股道的发码，必须要求列车A进入5AG后才能停车换端。

2)每条股道需要将钢轨锯断，增加一对绝缘节；

3)每条股道需要增加一套轨道电路设备；

4)室外需挖沟，敷设电缆，增设轨旁设备；

5)需要对列控中心软件进行修改，增加新增的轨道电路控制；

6)更换列控中心软件后，现场动车上线调试工作量大；

7)需要对全站所有股道一次更换，施工调试期间无法兼顾运营列车；

8)更换安全设备软件，施工风险较大；

9)投资高。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种基于继电器的股道双端发码防护电路及系统，采用继电电路的方式，将高速铁路车站股道发码方式由单端发码改为双端发码，进而防止列车股道换端时易受临线干扰的问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于继电器的股道双端发码的防护电路，包括电源、准备启动防干扰继电器ZQFJ、防干扰继电器FGRJ和发送器报警继电器FBJ；

所述电源、准备启动防干扰继电器ZQFJ、防干扰继电器FGRJ和发送器报警继电器FBJ依次串联，构成第一励磁电路；

所述电源至准备启动防干扰继电器段电路并联有条件电路一；

所述条件电路一并联有条件电路二；

所述条件电路二并联有条件电路三；

所述条件电路三包括依次串联的3股道轨道继电器3GJ和防干扰继电器FRGJ。

优选的，所述条件电路一包括依次串联的1号道岔区段轨道继电器1DGJ、1号道岔反位表示继电器1FBJ和1号道岔轨道区段复示继电器1DGJF。

优选的，所述条件电路二包括依次串联的2号道岔轨道区段继电器2DGJ、2号道岔反位表示继电器2FBJ和2号道岔区段轨道复示继电器2DGJF。

优选的，所述电源、3股道轨道继电器3GJ和准备启动防干扰继电器ZQFJ的依次串联构成第二励磁电路。

优选的，所述准备启动防干扰继电器ZQFJ串联有自保电路一和自保电路二；

所述自保电路一包括依次串联的1号道岔轨道区段复示继电器1DGJF和2号道岔轨道区段复示继电器2DGJF；

所述自保电路二包括依次串联的1号道岔定位表示继电器1DBJ和2号道岔定位表示继电器2DBJ；

所述1号道岔定位表示继电器1DBJ和1号道岔轨道区段复示继电器1DGJF并联，所述2号道岔定位表示继电器2DBJ和2号道岔轨道区段复示继电器2DGJF并联。

优选的，所述自保电路一和自保电路二均与第二励磁电路的3股道轨道继电器3GJ并联。

优选的，所述1号道岔定位表示继电器1DBJ与1号道岔区段轨道复示继电器1DGJF并联，所述2号道岔定位表示继电器2DBJ与2号道岔区段轨道复示继电器2DGJF并联。

优选的，所述防护电路还包括新增发送器电路，所述新增发送器电路包括并联的新增发送器和发送器报警继电器。

一种基于继电器的股道双端发码的防护电路的双端发码系统，包括股道、第一发送器、第二发送器、接收器和防干扰继电器FGRJ；

所述第一发送器与股道连接有线路一，用于通过线路一给股道前端发码；

所述接收器与股道连接有线路二，用于通过线路二接收码，实现轨道电路占用检查；

所述第二发送器通过防干扰继电器FGRJ与线路二连接，用于通过线路二给股道后端发码；

所述线路一和线路二均设置有方向切换继电器FQJ；

所述线路一的方向切换继电器FQJ与线路二之间连接有线路三，用于通过第一发送器给股道后端发码；

所述线路二的方向切换继电器FQJ与线路一之间连接有线路四，用于通过第二发送器给股道前端发码。

优选的，所述系统包括接车进路区段1DG、发车进路区段2DG和停车股道3G。

本发明的有益效果：

1、本发明提供利用新增小部分继电电路完成列车股道换端后，满足头端接收发码的技术要求；

2、本发明实现了列车进入股道后即可实现双端发码；

3、本发明继电电路完成对列车占用顺序和道岔位置条件检查；

4、本发明室外无需做任何更改，且现有系统的软件也无需更改；

5、无需每条股道锯断钢轨，无需增加绝缘节；

6、每条股道无需增加一套轨道电路设备；

7、室外无需挖沟，无需敷设电缆，也无需增设轨旁设备；

8、无需对列控中心软件进行更换；

9、改造后不需要进行动车上线调试；

10、可针对车站个别股道修改，不影响车站其他股道正常运营；

11、运用中施工改造影响范围小，易于管理、安全风险低，投资低。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为继电器规范图例示意图；

图2示出了既有一体化轨道电路通道示意图；

图3示出了轨道电路发码示意图；

图4示出了站内轨道电路邻线干扰示意图；

图5示出了股道分割一体化轨道电路通道示意图；

图6示出了接车场景示意图1；

图7示出了接车场景示意图2；

图8示出了接车场景示意图3；

图9示出了防护原理电路简图；

图10示出了站内股道列车尾端补码示意图；

图11示出了防护场景示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种基于继电器的股道双端发码的防护电路，如图9所示，包括电源、准备启动防干扰继电器ZQFJ、防干扰继电器FGRJ和发送器报警继电器FBJ；

电源、准备启动防干扰继电器ZQFJ、防干扰继电器FGRJ和发送器报警继电器FBJ依次串联，构成第一励磁电路；

电源至准备启动防干扰继电器段电路并联有条件电路一；

条件电路一并联有条件电路二；

条件电路二并联有条件电路三；

条件电路三包括依次串联的3股道轨道继电器3GJ和防干扰继电器FRGJ。

需要说明的是，继电器由充磁线圈和接点组成，每组接点包括前接点、中接点和后接点，每个继电器包含多组接点，可以连接多条线路。在图9中，防干扰继电器FGRJ的中接点和前接点串联在条件电路三上，充磁线圈串联在第一励磁电路上。

另外，3股道轨道继电器3GJ是通过中接点、后接点串联在条件电路三上。

需要说明的是，该防护电路用于列车进站接入3股道后发车，其间经过1号道岔区段(1DG)、3股道(3G)和2号道岔区段(2DG)，当列车不在1DG、2DG或3G上时，第一励磁电路一直处于励磁状态。

进一步地，条件电路一包括依次串联的1号道岔区段轨道继电器1DGJ、1号道岔反位表示继电器1FBJ和1号道岔区段复示继电器1DGJF。

需要说明的是，1DGJ、1FBJ和1DGJF均是通过接点设置在条件电路一上，1DGJ视为1DGJF的条件，由于1DGJF是缓放型继电器，1DGJ吸起后1DGJF立刻吸起，1DGJ落下后1DGJF保持0.5秒后落下。当列车进入1DG，1DGJ就会落下，1号道岔转向3股道时，1FBJ会吸起。

进一步地，条件电路二包括依次串联的2号道岔区段轨道继电器2DGJ、2号道岔反位表示继电器2FBJ和2号道岔区段轨道复示继电器2DGJF。

需要说明的是，2DGJ、2FBJ和2DGJF均通过接点设置在条件电路二上，2DGJ视为2DGJF的条件，由于2DGJF是缓放型继电器，2DGJ吸起后2DGJF立刻吸起，2DGJ落下后2DGJF保持0.5秒后落下。当列车进入2DG，2DGJ就会落下，2号道岔转向3股道时，2FBJ会吸起。

进一步地，电源、3股道轨道继电器3GJ和准备启动防干扰继电器ZQFJ的依次串联构成第二励磁电路。

需要说明的是，第二励磁电路上的3GJ也是通过接点设置，由于每个继电器有若干组接点，第二励磁电路上的3GJ与条件电路三中的3GJ是采用不同组接点连接的，虽然采用同一个继电器，但是使用时是相互独立的。

进一步地，准备启动防干扰继电器ZQFJ串联有自保电路一和自保电路二；

自保电路一包括依次串联的1号道岔区段轨道复示继电器1DGJF和2号道岔区段轨道复示继电器2DGJF；

自保电路二包括依次串联的1号道岔定位表示继电器1DBJ和2号道岔定位表示继电器2DBJ；

1号道岔定位表示继电器1DBJ和1号道岔区段轨道复示继电器1DGJF并联，2号道岔定位表示继电器2DBJ和2号道岔区段轨道复示继电器2DGJF并联。

需要说明的是，ZQFJ的前接点和中接点串联在自保电路一和自保电路二中，ZQFJ的充磁线圈串联在第二励磁电路中，另外1号道岔定位表示继电器1DBJ、1号道岔轨道复示继电器1DGJF、2号道岔定位表示继电器2DBJ和2号道岔轨道复示继电器2DGJF均通过接点连接在电路中。

进一步地，自保电路一和自保电路二均与第二励磁电路的3股道轨道继电器3GJ并联。

需要说明的是，以车站办理接车为例。当1DG、2DG、3G区段无车占用时，1DGJ↑条件电路一处于断开状态，2DGJ↑条件电路二处于断开状态，3GJ↑条件电路三处于断开状态。办理了3股道接车进路后，自保电路二的1号道岔定位表示继电器处于落下状态，则准备启动防护继电器ZQFJ的自保电路二处于断开状态。列车先占用1DG然后占用3G，1DGJ首先落下，1DGJF经缓放0.5秒后也随之落下，则ZQFJ的自保电路一处于断开状态，同时FGRJ的条件电路一也被切断；随后3GJ落下，则第二励磁电路处于断开状态；图中ZQFJ因自保电路一、自保电路二和第二励磁电路均处于断开状态，则ZQFJ↓。

FGRJ常态依靠第一励磁电路励磁，保持其吸起状态。由上述分析可知，当列车压入3G，3GJ↓后ZQFJ↓，则切断FGRJ的第一励磁电路，则FGRJ↓，此时能把新增发送器接入3G的接收端电路，通过接收端电缆给室外接收侧发送对应低频信息实现双端发码防护。

列车出清1DG后，1DGJ励磁吸起，随后1DGJF↑此时FGRJ条件电路一仍保持断开状态。ZQFJ落下后使得FGRJ落下，列车完全进入3G后FGRJ保持落下，此时原轨道电路接收端通过FGRJ↓仍保持双端发码防护状态。

进一步地，1号道岔定位表示继电器1DBJ与1号道岔区段轨道复示继电器1DGJF并联，2号道岔定位表示继电器2DBJ与2号道岔区段轨道复示继电器2DGJF并联。

需要说明的是，当车站办理由3G至2DG的发车进路，条件电路二的2FBJ励磁吸起，当列车越过出站占用2DG时，2DGJ落下，此时2DGJF处于缓放状态保持吸起0.5秒，则FGRJ经由条件电路二构成了励磁电路，FGRJ吸起，将发送器从接收端电路切除，中断双端发码0.5秒；此时条件电路三3GJ↓，则FGRJ经由条件电路三构成励磁电路；2DGJF完成缓放后转为落下状态，则切断了FGRJ经由条件电路二构成的励磁电路。

需要说明的是，FGRJ经过条件电路二完成励磁后，FGRJ就会通过条件电路三励磁，直至列车完全出清3G。

当FGRJ吸起时，3G接收器接入接收端电路，形成完整的一体化轨道电路。由于列车出清3G，接收器能正常解调发送器经室外钢轨提供的信号，则接收器检查3G空闲后将3GJ↑励磁吸起。

当列车完全出清3G后，3GJ转为吸起状态，构成ZQFJ经第二励磁电路励磁吸起；ZQFJ吸起后，则经FGRJ的第一励磁电路构成，FGRJ励磁吸起，至此完成了列车占用3G时双端发码的功能。

因高铁现有联锁未驱动信号开放的继电器，如LXJ等，为避免对联锁软件进行修改，电路中未采用信号开放条件，所以无论列车还是调车，只要按上述顺序进入股道，均可实现双端发码的功能。

进一步地，防护电路还包括新增发送器电路，新增发送器电路包括并联的新增发送器和发送器报警继电器。

需要说明的是，为解决正常情况下电务人员维修维护中需要分路室外区段进行相关测试时，可能造成的FGQJ落下而测试完成后FGQJ无法自动恢复励磁吸起的问题，ZQFJ采用自保电路一、自保电路二和第二励磁电路共同构成ZQFJ的励磁条件。当1号道岔和2号道岔在定位时，1DBJ↑、2DBJ↑，此时无论维修人员是否分路1DG区段、2DG区段、3G股道中的一个或多个区段(股道)，ZQFJ始终处于吸起状态；当1号道岔在定位、2号道岔在反位时，1DBJ↑、2DBJ↓，此时维修人员只有同时分路1DG区段和3G股道，ZQFJ才会转为落下状态；当1DG的道岔在反位2DG的道岔在定位时，1DBJ↓、2DBJ↑，此时维修人员只有同时分路2DG区段和3G股道，ZQFJ才会转为落下状态；当两个道岔均在反位时，1DBJ↓、2DBJ↓，此时维修人员只有同时分路3股道以及1DG、2DG区段，ZQFJ才会转为落下状态。通过此种方式，基本满足了正常情况下电务人员维修维护工作中正常分路是外区段进行相关测试的需求。

当新增发送器故障后，为使的运营维护人员快速发现并处理故障，采用将新增发送器的发送报警继电器FBJ接点串入FGRJ的电路中。新增发送器正常工作时，FBJ处于吸起状态，当新增发送器故障时，FBJ失磁落下切断FGRJ的励磁电路使FGRJ↓，FGRJ↓又切断3股道轨道电路的接收通道，从而使3GJ↓股道出现红光带，以便提示运营维护人员及时处理故障。

一种基于继电器的股道双端发码的系统，如图10所示，包括股道、第一发送器、第二发送器、接收器和防干扰继电器FGRJ；

第一发送器与股道通过线路一连接，用于通过线路一给股道前端发码；

接收器与股道通过线路二连接，用于通过线路二接收码，实现轨道电路占用检查；

第二发送器通过防干扰继电器FGRJ与线路二连接，用于通过线路二给股道后端发码；

线路一和线路二均设置有方向继电器；

线路一的方向切换继电器FQJ与线路二之间连接有线路三，用于通过第一发送器给股道后端发码；

线路二的方向切换继电器FQJ与线路一之间连接有线路四，用于通过第二发送器给股道前端发码。

需要说明的是，通过继电器电路逻辑，控制防干扰继电器FGRJ动作。常态FGRJ励磁吸起，将本区段接收器接入控制电路，实现轨道电路的占用检查功能，当有车占用该股道需要进行尾端补码时，FGRJ失磁落下，将用于给车列尾端发码的第二发送器接入电路，同时将本区段的接收器从电路中切除，本区段的轨道继电器保持落下状态。

如图11所示，其中3G表示股道，1DG表示接车进路区段，2DG表示发车进路区段；当车辆从右侧接入股道时2DG表示接车进路区段，1DG表示发车进路区段。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种基于继电器的股道双端发码的防护电路，其特征在于，包括电源、准备启动防干扰继电器ZQFJ、防干扰继电器FGRJ和发送器报警继电器FBJ；

所述电源、准备启动防干扰继电器ZQFJ、防干扰继电器FGRJ和发送器报警继电器FBJ依次串联，构成第一励磁电路；

所述电源至准备启动防干扰继电器段电路并联有条件电路一；

所述条件电路一并联有条件电路二；

所述条件电路二并联有条件电路三；

所述条件电路三包括依次串联的3股道轨道继电器3GJ和防干扰继电器FRGJ。

2.根据权利要求1所述的一种基于继电器的股道双端发码的防护电路，其特征在于，所述条件电路一包括依次串联的1号道岔区段轨道继电器1DGJ、1号道岔反位表示继电器1FBJ和1号道岔轨道区段复示继电器1DGJF。

3.根据权利要求1所述的一种基于继电器的股道双端发码的防护电路，其特征在于，所述条件电路二包括依次串联的2号道岔轨道区段继电器2DGJ、2号道岔反位表示继电器2FBJ和2号道岔区段轨道复示继电器2DGJF。

4.根据权利要求1所述的一种基于继电器的股道双端发码的防护电路，其特征在于，所述电源、3股道轨道继电器3GJ和准备启动防干扰继电器ZQFJ的依次串联构成第二励磁电路。

5.根据权利要求4所述的一种基于继电器的股道双端发码的防护电路，其特征在于，所述准备启动防干扰继电器ZQFJ串联有自保电路一和自保电路二；

所述自保电路一包括依次串联的1号道岔轨道区段复示继电器1DGJF和2号道岔轨道区段复示继电器2DGJF；

所述自保电路二包括依次串联的1号道岔定位表示继电器1DBJ和2号道岔定位表示继电器2DBJ。

6.根据权利要求5所述的一种基于继电器的股道双端发码的防护电路，其特征在于，所述自保电路一和自保电路二均与第二励磁电路的3股道轨道继电器3GJ并联。

7.根据权利要求5所述的一种基于继电器的股道双端发码的防护电路，其特征在于，所述1号道岔定位表示继电器1DBJ与1号道岔区段轨道复示继电器1DGJF并联，所述2号道岔定位表示继电器2DBJ与2号道岔区段轨道复示继电器2DGJF并联。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种基于继电器的股道双端发码的防护电路，其特征在于，所述防护电路还包括新增发送器电路，所述新增发送器电路包括并联的新增发送器和发送器报警继电器。

9.一种使用如权利要求1所述的基于继电器的股道双端发码的防护电路的双端发码系统，其特征在于，包括股道、第一发送器、第二发送器、接收器和防干扰继电器FGRJ；

所述第一发送器与股道连接有线路一，用于通过线路一给股道前端发码；

所述接收器与股道连接有线路二，用于通过线路二接收码，实现轨道电路占用检查；

所述第二发送器通过防干扰继电器FGRJ与线路二连接，用于通过线路二给股道后端发码；

所述线路一和线路二均设置有方向切换继电器FQJ；

所述线路一的方向切换继电器FQJ与线路二之间连接有线路三，用于通过第一发送器给股道后端发码；

所述线路二的方向切换继电器FQJ与线路一之间连接有线路四，用于通过第二发送器给股道前端发码。

10.根据权利要求9所述的一种基于继电器的股道双端发码的系统，其特征在于，所述系统包括接车进路区段1DG、发车进路区段2DG和停车股道3G。

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