刘孝凡
（湖南高速铁路职业技术学院，湖南 衡阳 421000）
【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。
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关键词 轨道电路；区间闭塞；无绝缘
0 引言
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。
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参考文献
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［责任编辑：汤静］