專用線DX3型道口電路設計方案分析與運用

代立疆

隨著我國交通運輸事業的不斷發展，鐵路道口處的行車密度不斷提高，相應的交通協調壓力也越來越大。鐵路道口是鐵路線路上鋪面寬度≥2.5 m直接與道路貫通的平面交叉。新建線路及大部分改建線路均已取消平交道口，改為立交等形式，但出于經濟和工程條件限制等方面的考慮，仍然有部分道口保留，相應設置了道口報警電路［1-2］。目前，我國道口多數利用DX3型道口電路進行設計，DX3型道口電路為定型電路，通過在室外接近通知點和到達點設置控制器，實現道口信號系統的自動報警。當道口鄰近車站時，車列作業模式較復雜，無法通過在室外設置控制器來實現道口信號系統的自動報警功能，需計算機聯鎖根據具體的進路信息、區段占用情況等條件控制道口接近通知繼電器和到達繼電器的勵磁，從而實現道口信號系統的報警功能［3-4］。

文獻［5］針對道口位于車站站內場景，結合聯鎖驅動邏輯設計對應的道口電路；文獻［6］針對道口位于車站的接近區段場景，結合道口報警時機設計道口電路；文獻［7］針對道口位于區間且鄰近車站場景，結合列車運行速度，實現道口電路設計。目前，還沒有針對車站與專用線間的各種場景下道口電路設計的相關研究。與車站銜接的專用線多為單線，調車速度一般不大于40 km/h［8］。根據專用線上道口接近通知點與車站、區間的位置關系，有道口上下行通知點均在站內、分別在站內和區間、均在區間3種情況，其道口電路均需特殊設計?；阼F路道口信號系統的工作原理，本文以沈陽東站道口為例，對上述3種場景下的專用線道口電路進行設計。

1 鐵路道口信號設備

1.1 設備概述

DX3型道口信號設備一般采用道口自動通知、道口自動信號、人工控制道口欄木等方式進行控制；對自動通知有困難的地點，大多采用人工（電話）通知。

專用線一般為單線，單線的標準DX3型道口信號設備由2個閉路式控制器、2個開路式控制器、室內邏輯控制電路、道口控制盤及室內音響器、室外報警設備等構成［9-10］，見圖1。

圖1 道口信號設備示意

1.2 道口接近通知時間

根據鐵路站內和區間的道口系統技術條件，道口接近通知時間T［11-12］為

式中：t1為道路車輛以最低速度通過道口（在列車接近通知開始，保證使已經闖入道口的車輛能完全出清道口）的時間；t2為道口欄木關閉動作時間，按10 s取值；t3為司機采取緊急制動確認時間，按5 s取值；tF為可變量，根據道口的實際運用情況、繁忙程度適當增加；l1為兩道口信號機之間或兩停止線間的距離，需根據道口的實際情況取值；l2為道路車輛確認信號顯示的距離，按5 m取值；l3為道路機動車車體長度，按22 m取值；vd為機動車通過道口的規定最低速度，按5 km/h取值。

1.3 道口接近區段長度

根據鐵路站內和區間的道口系統技術條件，道口接近區段長度L為

式中：Vg為車列在接近區段內運行的最高速度，本專用線上的調車運行速度均按照最高為40 km/h考慮；L1為道口中心到遮斷信號機的長度，需根據道口的實際情況進行取值；L2為調車的緊急制動長度，需根據道口所在線路的坡度、機車類型及編組情況進行測算。

2 道口電路設計

沈陽東站為計算機聯鎖車站，該站經1#和23#道岔與八家子（電廠）專用線銜接，專用線間有北海街、新煤建和大北3個道口，其道口示意見圖2。

圖2 沈陽東站與八家子（電廠）專用線間道口示意

2.1 道口上下行通知點均在站內

北海街道口位于沈陽站內的無岔軌道區段1/23G上。道口信號機間的距離為18.3 m，按照式（2）計算，t1約為32.62 s；道口調車作業較少，tF按0 s取值，按照式（1）計算，道口的接近通知時間T約為47.62 s；根據道口所在線路的實際坡度、機車類型等進行測算，調車的緊急制動距離L2按55 m取值；北海街道口位于站內，站內信號機可兼做遮斷信號機，且經過北海街道口的調車作業速度較低，結合運營單位運維要求，北海街道口未設置遮斷信號機，L1按0 m取值，按照式（3）計算，道口接近區段長度L約為585 m。根據上述計算結果，北海街道口的上行接近通知點位于1DG，下行接近通知點位于23DG。

當1DG（或23DG）上有車占用時，需計算機聯鎖根據調車進路判斷車列是否會前往北海街道口：當排列以D1（D27）為終端的調車進路時，表示辦理由沈陽東站開往專用線（專用線開往沈陽東站）的調車進路。

由于道口上行接近通知繼電器STJ和道口下行接近通知繼電器XTJ由沈陽東站計算機聯鎖通過與道口設備的結合電路驅動，與常規DX3型電路中室外控制器的邏輯不同，需根據道口位置和信號設備位置，分析STJ、XTJ的驅動邏輯。STJ、XTJ的驅動電路見圖3，驅動邏輯如下。

圖3 STJ、XTJ的驅動電路

1）STJ動作條件由車站聯鎖結合控制電路送出，STJ常態吸起。當辦理以D1為終端的調車進路，且1DG有車占用時，通知繼電器D1TJ落下、STJ落下，發出道口報警信息；當調車進路解鎖且車列出清1/23G時，表示車列已通過道口，D1TJ吸起、STJ吸起，解除道口報警信息。

2）XTJ動作條件由車站聯鎖結合控制電路送出，XTJ常態吸起。當辦理以D27為終端的調車進路，且23DG有車占用時，通知繼電器D27TJ落下、XTJ落下，發出道口報警信息；當調車進路解鎖且車列出清1/23G時，表示車列已通過道口，D27TJ吸起、XTJ吸起，解除道口報警信息。

3）當STJ或XTJ落下時，道口報警繼電器BJ落下，道口發出報警通知；當STJ和XTJ吸起時，BJ恢復勵磁，解除報警信息。接近通知繼電器、到達通知繼電器、調車運行方向邏輯等均由計算機聯鎖驅動實現，道口電路中無方向繼電器、到達繼電器等。道口報警電路見圖4。

圖4 北海街道口報警電路

2.2 道口上下行通知點分別在區間和站內

新煤建道口位于沈陽東站聯鎖區盡頭接近軌上。道口信號機間的距離為19.5 m，按照式（2）計算，t1為33.48 s；經過道口的調車作業較少，tF按0 s取值，根據式（1）計算，道口的接近通知時間T約為48.48 s；根據道口所在線路的實際坡度、機車類型等進行測算，調車的緊急制動距離L2按45 m取值；新煤建口位于站內，站內信號機可兼做遮斷信號機，且經過新煤建道口的調車作業速度較低，結合運營單位運維要求，新煤建道口未設置遮斷信號機，L1按0 m取值，按照式（3）計算，道口接近區段長度L約為584 m。根據上述結算結果，新煤建道口的上行接近通知點位于1/23G，下行接近通知點位于區間。

2.2.1 報警時機分析

1）當1/23G上有車占用時，需計算機聯鎖系統根據調車進路判斷車列是否會前往新煤建道口：當排列以D29為終端的調車進路時，表示車列將由1/23G開往專用線，D27距離道口中心110 m，當調車以40 km/h運行時，從D27運行到道口約10 s，因此，D27信號機需延時約40 s開放。

2）當1/23G空閑時，排列以D29為終端的調車進路且進路鎖閉，D27調車信號機開放，當車列占用1/23G時發出道口報警通知。

3）當車列通過位于區間的下行通知點時，道口發出報警通知。

2.2.2 道口電路邏輯分析

道口上行接近通知繼電器STJ由沈陽東站計算機聯鎖系統通過與道口設備的結合電路進行驅動，STJ驅動電路見圖5。根據道口和信號設備的相對位置，STJ的驅動邏輯為：①STJ動作條件由車站聯鎖結合控制電路送出，STJ常態吸起，當辦理以D29為終端的調車進路，且1/23G有車占用時，D29TJ落下、STJ落下；②當STJ落下時，BJ落下，道口發出報警通知，當STJ吸起時，BJ恢復勵磁，解除報警信息。

圖5 STJ驅動電路

經過專用線方向道口的調車無追蹤列車，道口電路中無追蹤繼電器ZUJ和記錄繼電器JJ，因此，需對DX3定型電路進行修改，修改后的電路見圖6，動作邏輯如下。

圖6 新煤建道口報警電路

1）當調車駛入道口接近通知點時，STJ或XTJ落下，BJ勵磁電路切斷，BJ落下；當調車通過道口到達通知點時，到達通知繼電器DTJ落下，隨著調車的駛離，DTJ吸起，BJ恢復勵磁，切斷報警電路，停止聲、光報警。

2）第一、二到達繼電器1DJ、2DJ電路：當調車從沈陽東站開往專用線，調車先駛入第一到達點時，第一到達點繼電器XDTJ吸起，1DJ吸起并自閉；當調車出清第一到達點并占用第二到達點時，第二到達點繼電器SDTJ吸起，2DJ吸起，原電路由JJ后接點構成自閉電路使2DJ保持吸起；列車出清第二到達點時，原電路JJ勵磁吸起，切斷2DJ自閉電路，使2DJ斷電后落下。由于調車專用線上同時僅有一輛車列作業，無JJ繼電器，因此需將BJ接入2DJ自閉電路中，當調車從第二到達點開往上行或下行接近通知點時，BJ勵磁電路接通，BJ吸起，切斷2DJ的自閉電路。

3）方向繼電器FJ電路：當調車駛入下行接近通知點XJ時，XTJ落下、下行方向繼電器XFJ吸起，XFJ依靠前接點保持自閉吸起，當列車繼續行駛過到達通知點后又駛入反方向上行接近通知點SJ時，STJ落下、XFJ電源被切斷。當調車由專用線開往沈陽北站時，由于室外無SJ閉路控制器，方向繼電器XFJ電路中的STJ將保持吸起狀態不變，為減少電路中故障點，需刪除STJ接點。

4）方向復原繼電器FFJ電路：當調車由專用線開往沈陽北站時，由于此時BJ吸起，XFJ吸起，FFJ被STJ切斷電源后緩慢落下。由于室外無SJ閉路控制器，當調車駛入下行接近通知點后，STJ仍然保持吸起，無法切斷FFJ電源，因此FFJ的勵磁電路中需拆除STJ接點，使FFJ的勵磁電路能被正常切斷。

5）控制器監督繼電器KJJ電路：一個KJJ監督一條線路上的控制器，新煤建道口所在線路為單線，單線道口需設置一個KJJ用于監督控制器的故障情況。KJJ常態吸起，當調車從沈陽東站開往專用線，并到達專用線方向的接近通知點時，XTJ落下、KJJ落下，當車列駛離接近通知點后，XTJ吸起、KJJ吸起。當調車從專用線方向開往沈陽東站，并到達沈陽東站方向的接近通知點后，由于STJ由計算機聯鎖根據進路及區段占壓等信息驅動，此時STJ、KJJ將保持吸起條件不變，KJJ無法判斷車列運行是否存在問題，為減少電路故障點，需刪除STJ的接點。

2.3 道口上下行通知點均在區間

大北道口位于沈陽東站至專用線區間上，經計算，道口上下行接近通知點均在區間，無需將沈陽東站站內聯鎖條件納入到道口報警電路中。大北道口的上下行接近通知點和到達點均設置控制器，通過控制器實現道口的自動防護功能。大北道口的STJ、XTJ、SDT和XDT均通過室外控制器進行動作，結合道口實際情況修改DX3型電路中的道口報警繼電器、方向繼電器、第一/二到達繼電器、控制器監督和方向復原繼電器等電路，大北道口報警電路見圖7。

圖7 大北道口報警電路

3 結論

由于車站與專用線間的道口情況具備特殊性，需根據道口與車站、區間的相對位置，針對性地設計道口電路。

1）當與專用線銜接線路上道口的接近通知點均在站內時，道口的接近通知點繼電器和到達繼電器均由計算機聯鎖來驅動。

2）當與專用線銜接線路上道口的上行接近通知點在站內時，道口的上行通知繼電器由計算機聯鎖來驅動，其余的繼電器均通過設置室外控制器來驅動。

3）當與專用線銜接線路上道口的接近通知點及到達點均在站外區間時，室外需設置上下行通知控制器和到達控制器。

目前，沈陽北站的3個道口均已開通運營，現場使用情況良好。本文通過分析道口報警信息與聯鎖條件之間的邏輯，結合具體的調車運行場景，對DX3型道口報警系統電路設計進行改進，實現車站與專用線間道口的自動報警防護功能，以確保專用線上的道口交通安全，可為其他類似場景的電路設計提供參考。同時，部分含有道口控制的境外項目，例如匈塞鐵路匈牙利段，也可結合當地實際情況參考本文中的電路進行道口電路設計。