区间闭塞

第七章 区间闭塞

第一节 闭塞概述

一、闭塞基本概念

所谓区间，是指两个车站（或线路所）之间的铁路线路。相邻两站之间的区间称为站间区间。车站和线路所之间的区间称为所间区间。

在单线铁路，以两个车站的进站信号机柱的中心线为车站与区间的分界线；在双线或多线铁路上，分别以各线路的进站信号机柱或站界标的中心线为车站与区间的分界线。

列车在区间内运行的特点是：速度快、制动距离长，又不能避让。鉴于上述特点，列车由车站向区间发车时，必须确认区间（闭塞分区）内没有列车，并需遵循一定的规律组织行车，以免发生列车正面冲突或追尾事故。这种按照一定规律组织列车在区间内行车的方法，叫做行车闭塞法，简称闭塞。实现闭塞方式的设备叫做闭塞设备。 闭塞的基本原则是：在同一区间（闭塞分区）只准许一列列车运行，一旦列车占用区间（闭塞分区），即实行闭塞，在闭塞解除之前，不准许其他列车驶入。

行车闭塞制式大致经历了：电报或电话闭塞——路签或路牌闭塞——半自动闭塞——自动闭塞的发展过程。

目前我国铁路单线多为半自动闭塞，双线多采用自动闭塞。 二、闭塞分类

无论闭塞技术如何变化，为了保证列车在区间内行车安全，列车由车站驶向区间时，必须验证区间空闲、有进入区间的凭证，实行区间闭塞。 1．半自动闭塞

半自动闭塞是由人工办理闭塞，由出发列车实现闭塞的闭塞方式。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，以出站信号机开放显示为行车凭证。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。半自动闭塞法办理手续简便，效率高，可提高区段通过能力，改善劳动条件。但到达列车是否完整，仍须通过人工检查才能确定。故称“半自动闭塞”，半自动闭塞是现在中国单线铁路闭塞的主要类型。 2．自动站间闭塞

在有区间占用检查设备的条件下，随着办理发车进路自动办理闭塞手续，列车凭出站信号机开放显示为行车凭证。发车后，出站信号机自动关闭。列车达到接车站，自动确认列车到达和自动复原。 其特征为：有区间占用检查设备；站间或所间区间只准运行一列列车；办理发车进路时自动办理闭塞手续；自动确认列车到达和自动解除闭塞。 3．自动闭塞

将区间划分为若干个闭塞分区，使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，完全不需要人工参与。

自动闭塞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，从而提高区间通过能力。 其特征为：每个闭塞分区有占用检查设备，可以凭通过信号机的显示行车，也可凭车载信号行车；能实现列车追踪；无需办理闭塞手续，自动变换信号显示。

第二节 半自动闭塞

一、半自动闭塞作用

继电半自动闭塞是以继电电路的逻辑关系来完成两站间闭塞作用的闭塞方式。目前，我国单线铁路主要采用的是64D型继电半自动闭塞。图7-1是单线继电半自动闭塞示意图。在一个区间的相邻两站设一对半自动闭塞机（BB），并经过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。半自动闭塞机应能完成以下作用：

图7-1 单线继电半自动闭塞示意图

（1）发车站要向接车站发车，必须区间空闲并得到接车站同意并办理闭塞手续后，才能开放出站信号机；

（2）列车从发车站出发后，区间闭塞，两站都不能向该区间发车；

（3）列车到达接车站，车站值班员确认列车整列到达，办理到达复原后，区间才能解除闭塞。 二、64D型继电半自动闭塞的办理手续

单线继电半自动闭塞要求两站的值班员共同办理闭塞手续，其办理手续分为正常办理，取消复原和事故复原三种，根据列车运行情况和设备状态分别采用之。 1．正常办理

正常办理是指两站间列车的正常运行以及闭塞机处于正常状态时的办理方法，共有五个步骤。设甲站为发车站，乙站为接车站，办理步骤如下： （1）甲站请求发车

甲站要向乙站发车，甲站值班员应先检查控制台上的接、发车表示灯处于灭灯状态，并确认区间空闲后，通过闭塞电话与乙站联系，然后按下闭塞按钮，向乙站发送请求发车信号。此时，乙站电铃鸣响。当甲站值班员松开闭塞按钮后，乙站自动向甲站发送自动回执信号，使甲站发车表示灯亮黄灯，同时电铃鸣响。当发完自动回执信号后，乙站接车表示灯也亮黄灯。 （2）乙站同意甲站发车

乙站如果同意甲站发车，乙站值班员在确认接车表示灯亮黄灯后，按下闭塞按钮，向甲站发送同意接车信号。此时，乙站接车表示灯黄灯熄灭。绿灯点亮，甲站发车表示灯黄灯也熄灭，改亮绿灯，同时电铃鸣响。

至此，两站间完成一次列车占用区间的办理闭塞手续。闭塞机处于“区间开通”状态，表示乙站同意甲站发车，甲站至乙站方向区间开通，甲站出站信号机可以开放。 （3）列车从甲站出发

甲站值班员看到发车表示灯亮绿灯，即可办理发车进路，开放出站信号机。当出发列车驶入出站信号机内方，出站信号机自动关闭。当列车驶入进站信号机内方第一个轨道区段时，使甲站发车表示灯变为点红灯，并自动向乙站发送出发通知信号，使乙站接车表示灯也变点红灯，同时电铃鸣响。

至此，双方站的闭塞机均处于“区间闭塞”状态，表明该区间内有一列列车在运行，此时双方站的出站信号机均不能再次开放。 （4）列车到达乙站

乙站值班员在同意接车后，应准备好接车进路。当接车表示灯有绿变黄及电铃鸣响后（说明列车已从邻站出发），应该根据列车在区间运行时分的长短，及时建立接车进路，开放进站信号机，准备接车。当列车到达乙站，进入乙站进站信号机内方第一个轨道区段时，乙站的发车表示灯和接车表示灯都亮红灯，表示列车到达。此时，乙站进站信号机自动关闭。

（5）到达复原

列车全部进入乙站股道后，接车进路解锁。乙站值班员在确认列车完整到达后，按下复原按钮，办理到达复原。此时，乙站接、发车表示灯的红灯均熄灭。同时向甲站发送达到复原信号，使甲站的发车表示灯红灯熄灭，电铃鸣响。

至此，两站闭塞机均定位状态。

两站间正常办理闭塞步骤，闭塞机状态示意图如图7-2所示。

图7-2 闭塞机状态示意图

2．取消复原

取消复原是指办理闭塞手续后，列车因故不能发车时，而采用的取消闭塞的方法。取消复原有以下三种情况：

（1）发车站请求发车收到接车站的回执信号后，取消复原。

此时，发车站的发车表示灯、接车站的接车表示灯均亮黄灯，如果接车站不同意对方站发车，或发车站需要取消发车时，经过双方联系后，可由发车站值班员按下复原按钮办理取消复原。 （2）发车站收到对方站的同意接车信号后，但其出站信号机尚未开放以前取消复原。

这时发车站的发车表示灯和接车站的接车表示灯均亮绿灯，如果需要取消闭塞，也须经过两站值班员联系后，由发车站值班员按下复原按钮，办理取消复原。

（3）在继电集中联锁的车站，发车站开放出站信号机后，列车尚未出发之前取消复原。

此时，若要取消复原，须经过两站值班员电话联系后，确认列车尚未出发，发车站值班员先办理发车进路的取消或人工解锁（视列车接近的情况）。在出站信号机关闭，发车进路解锁后，再按下复原按钮，办理取消复原。

以上三种情况的取消复原，执行者均为发车站值班员。如果由接车站值班员办理取消复原，则是无法实现的。

3．事故复原

使用事故按钮使闭塞机复原的方法，叫事故复原。事故复原是在闭塞机不能正常复原时，所采用的一种特殊的复原方法。由于事故复原不检查任何条件，行车安全全靠人为保护，因此两站车站值班员必须共同确认区间没有被占用（列车没有出发、区间没有车运行、列车整列到达），双方出站信号机均关闭，并应在《行车设备检查登记薄》中登记，然后由发生故障的一方车站值班员打开铅封，按下事故按钮使闭塞机复原。

在下列情况下，允许使用事故按钮使闭塞机复原： （1）闭塞电源断电后重新恢复供电时；

（2）列车到达接车站，因轨道电路故障不能办理到达复原时；

（3）装有钥匙路签的车站，必须由区间返回原发车站的路用列车时。

加封的事故按钮，破封后不准连续使用。装有计数器的事故按钮，破封后可以继续使用。无论装不装计数器，每办理一次事故复原，车站值班员都应在《行车设备检查登记薄》中登记，并在交接班时登记计数器上的数字，以便明确责任。事故按钮使用后，应及时加封。

三、电路构成原理

在继电半自动闭塞区段，出站信号机显示的绿色信号是列车向区间运行的凭证，所以对出站信号机必须严格控制。在单线区段，为了确保“一个区间只能允许一列列车运行”的原则，首先应排除区间两端的出站信号机同时开放的可能性，当区间内已有一列列车运行时，两站的出站信号机应不能开放。 因此，为了保护行车安全，64D型单线继电半自动闭塞电路按下列原则进行设计：

（1）为了防护外界电流的干扰，采用“+、-、+”三个不同极性的直流脉冲组合构成允许发车信号。即发车站要发车时，先向接车站发送一个正极性的请求发车信号，随后由接车站自动发回一个负极性的脉冲回执信号，并且要求收到接车站发来一个正极性脉冲的同意接车信号之后发车站的出站信号机才能开放。

（2）列车自发车站出发，进入发车站轨道电路区段时，使发车站的闭塞机闭塞，并且自动地向接车站发送一个正极性脉冲的列车出发通知信号。这个信号断开接车站的复原继电器电路，保证在列车未到达接车站之前，任何外界电流干扰或发车错误办理，既不能构成发车站允许发车条件，也不能构成接车站闭塞机的复原条件，从而保证了列车在区间运行的安全。

（3）只有列车到达，并出清车站轨道电路区段，车站值班员确认列车完整到达，并发送负极性脉冲的到达复原信号之后，才能使两站闭塞机复原，区间才能解除闭塞。

（4）闭塞机的开通和闭塞等控制电路，是以闭路式原理构成的。并采用安全型继电器，因此当发生瞬间停电或断线事故时，均能满足故障～安全要求。

根据单线继电半自动闭塞电路的构成原理的要求，并考虑到当发车站办理请求发车后的取消复原，以及当闭塞发生故障时的事故复原，两站间应该传送以下七种闭塞信号：

（1）请求发车信号“+”； （2）自动回执信号“-”； （3）同意接车信号“+”； （4）出发通知信号“+”； （5）到达复原信号“-”； （6）取消复原信号“-”； （7）事故复原信号“-”。

在64D型单线继电半自动闭塞中，用正极性脉冲作为办理闭塞用的信号，用负极性脉冲作为闭塞机的复原信号。为了提高安全性，在请求发车和同意接车两个正极性信号之间，又增加一个负极性的自动回执信号。因此，构成允许发车条件，必须具有“+、-、+”三个直流脉冲的组合；而接发一列列车，应在线路上顺序传送“+、-、+、+、-”五个直流脉冲组合。所以，如果外来单一极性脉冲或者多个不同顺序的脉冲干扰，既不能构成发车条件，也不能完成一次列车的接发车过程。单线半自动闭塞两站间传送的闭塞信号如图7-3所示。

图7-3 64D型半自动闭塞两站间传送的闭塞信号

四、闭塞设备

64D型继电半自动闭塞由半自动闭塞机、半自动闭塞用的轨道电路、操纵和表示设备以及闭塞电源、闭塞外线等部分组成。此外，在控制电路中还包括了车站的进、出站信号机的控制条件，它们之间以电线相连，借以实现彼此间的电气联系。为了实现闭塞设备之间的相互联系与控制，在相邻两车站上属于同一区间的两台闭塞机之间，用两外线连接。64D型继电半自动闭塞设备之间的联系如图7-4所示。

图7-4 64D继电半自动闭塞设备之间的联系

1．闭塞机

闭塞机是闭塞设备的核心，它由继电器、电阻、电容等元器件组成。在继电集中联锁车站，采用组合式，即将插入式继电器和电阻、电容器安装在组合架上。 （1）继电器

64D型继电半自动闭塞机每台有13个继电器，它们构成半自动闭塞电路，完成闭塞作用。它们的名称和作用如下：

①正线路继电器ZXJ，接收正极性的闭塞信号。 ②负线路继电器FXJ，接收负极性的闭塞信号。 ③正电继电器ZDJ，发送正极性的闭塞信号。 ④负电继电器FDJ，发送负极性的闭塞信号。

⑤闭塞继电器BSJ，监督和表示闭塞机的状态。闭塞机在定位状态时，表示区间空闲；作为发车站时当列车占用区间时它落下，作为接车站时发出同意接车信号后它落下，表示区间闭塞。

⑥选择继电器XZJ，选择并区分自动回执信号和复原信号；在办理发车时，监督出站信号机是否开放。

⑦准备开通继电器ZKJ，记录对方站发来的自动回执信号。

⑧开通继电器KTJ，记录接车站发来的同意接车信号，并控制出站信号机的开放。 ⑨复原继电器FUJ，接收复原信号，使闭塞机复原。

⑩回执到达继电器HDJ，和TJJ-起构成自动回执电路发送回执信号以及记录列车到达。

⑥同意接车继电器TJJ，记录对方站发来的请求发车信号并使闭塞机转入接车状态，以及与HDJ一起构成自动回执电路。

⑥通知出发电器TCJ，记录对方站发来的列车出发通知信号。

⑩轨道继电器GDJ，是现场轨道继电器的复示继电器，监督列车出发和到达。

这13个继电器中，除了ZXJ和FXJ采用偏极继电器（JPXC-1000型）外，其余均为直流无极继电器（JWXC-1700型）。

（2）电阻器和电容器

电阻器和电容器的作用是使继电器缓放。将它们串联后并接在继电器线圈上，即构成了继电器的缓放电路。电阻器用来限制电容器的充放电电流，只要适当选择它们的数值，便可以获得较长的缓放时间。 2．轨道电路

64D型继电半自动闭塞，在每个车站两端进站信号机的内方需设一段不小于25m的轨道电路。其作用，一是监督列车的出发，使发车站闭塞机闭塞；二是监督列车的到达，然后由接车站值班员办理到达复原。由于这两个作用（尤其是第一个作用）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够稳定可靠的工作，而且能满足故障——安全的要求。在继电集中联锁或计算机联锁车站用进站内方第一个区段轨道电路作为半自动闭塞的轨道电路。 3．操作和表示设备

单线继电半自动闭塞的操纵和表示设备有：按钮、表示灯、电铃和计数器等，这些元件安装在信号控制台上。 （1）按钮

为了办理两站之间的闭塞和复原要设：

①闭塞按钮BSA：二位自复式按钮，办理请求发车或同意接车时按下。 ②复原按钮FUA：二位自复式按钮，办理到达复原或取消复原时按下。

③事故按钮SGA：二位自复式按钮，平时加铅封。当闭塞机因故不能正常复原时，破封按下，使闭塞机复原。

（2）表示灯

车站的每一个接发车方向各设继电半自动闭塞表示灯两组。

①发车表示灯FBD。由黄、绿、红三个光点式表示灯组成。表示灯经常熄灭，黄灯点亮表示本站请求发车，绿灯点亮表示对方站同意发车，红灯点亮表示发车闭塞。

②接车表示灯JBD。由黄、绿、红三个光点式表示灯组成。表示灯经常熄灭，黄灯点亮表示对方站请求接车，绿灯点亮表示本站同意接车，红灯点亮表示发车闭塞。当接、发车表示灯同时点亮红灯时，表示列车到达。

每组三个表示灯用箭头围在一起，箭头表示列车运行的方向。表示灯的排列顺序为，从箭头的方向起为黄、绿、红。若车站为计算机联锁采用显示器时，在屏幕上分别用黄、绿、红箭头作为半自动闭塞联系信号，接车方向箭头指向本站，发车方向箭头指向对方站， （3）电铃DL

电铃是闭塞机的音响信号，在闭塞电路总采用直流24V电铃，它装在控制台里。

当对方站办理请求发车、同意接车或列车从对方站出发时，本站电铃鸣响；当对方站办理取消复原或到达复原时，本站电铃也鸣响。此外，如果接车站轨道电路发生故障时，当列车自发车站出发后，接车站电铃一直鸣响（但此时因电路中串联一个电阻，音量较小），以提醒接车站及时修复轨道电路，准备接车。

（4）计数器JSQ

计数器是用来记录车站值班员办理事故复原的次数。每按下一次SGA，JSQ自动转换一个数字。因为事故复原是在闭塞设备发生故障时的一种特殊复原方法，当使用事故按钮使闭塞机复原时，行车安全完全是由车站值班员人为保证，因此必须严格控制。使用时要登记，用后要及时加封，而且由计数器自动记录使用的次数。 4．闭塞电源

闭塞电源应该连续不断地供应电，且保证继电器的端电压不低于120%，以保证闭塞机的可靠动作。64D型继电半自动闭塞采用直流24V的电源，可以用交流电源的整流供电。

继电半自动闭塞的电源分为线路电源和局部电源，前者是用于向邻站发送闭塞信号。后者供本站闭塞电路使用。当站间距离较长，外线环线电阻超过250Ω时，允许适当提高线路电源电压。 一个车站两端的闭塞机电源应分别设置，为的是若一端的电源发生故障，不影响另一端。

半自动闭塞设备的供电所在车站联锁设备供电的不同而不同。半自动闭塞的局部电源可以和继电集中继电器控制电源合用。凡是电源屏中设置半自动闭塞线路电源的，可以直接引用。若电源屏中未设半自动闭塞线路电源，则必须要在半自动闭塞组合中设一台整流器。 5．闭塞机外线

继电器半自动闭塞的外线原是与站间闭塞电话共用的。为了防护外界电源对闭塞机的干扰。提高闭塞电话的通话质量，应采用两根外线。当采用电缆作为闭塞外线时，应将闭塞机外线和闭塞电话外线分开。

当采用电缆线路时，由于电缆芯线的线径只有0.9mm或0.6mm，其环线电阻每千米为57Ω或128Ω。若在线路电源电压一定的条件下，则闭塞机的控制距离将要缩短。为了提高闭塞机的控制距离，可在线路继电器上并联二极管，其电路如图7-5所示。当二极管击穿时，线路继电器被短路而不能吸起；当二极管断线时，则线路继电器不能正常工作，满足故障——安全原则。但此时闭塞机与闭塞电话不能合用外线。

图7-5 线路继电器并联二极管电路

闭塞外线的任一处发生断线、接地、混线、混电等外电干扰时，均不应使闭塞机发生危险侧故障。

目前，越来越普遍地采用光纤通信和无线通信，可将闭塞信号通过编码，由光纤或无线进行传输，以代替电缆传输。

第三节 自动站间闭塞

继电半自动闭塞虽具有设备简单、动作稳定、使用方便、维修容易、投资少、安装快等优点，但在铁路运输不断发展的情况下，它又暴露了一些缺陷，需要进一步改进。

半自动闭塞存在的主要问题是区间没有空闲检查设备，在区间遗留车辆或车辆溜逸的情况下，极易造成事故。因此，以计轴器为基础的自动站间闭塞是半自动闭塞的良好替代制式。

以计轴器为基础的自动站间闭塞减少了人工办理进路、人工确认列车完整达到的过程，提高了作业效率，进一步保障了行车安全。 一、计轴设备

1．计轴设备基本工作原理

计轴设备是利用轨道传感器、计数器来记录和比较驶入和驶出轨道区段的轴数，以此确定轨道区段的占用或空闲。当列车驶入，车轮进入轨道传感器作用区，轮对经过传感器磁头时，向驶入端处理器传送轴脉冲，轨道区段驶入端处理器开始计轴，驶入端处理器首先判定运行方向，确定对轴数是累加计数还是递减计数。列车进入轨道区段，驶入端计轴器对轮轴进行累加计数，并发出区段占用信息，同时，驶入端处理器经传输线向驶出端处理器发送驶入轮轴数，列车全部通过驶入端计轴点时，停止计数。当列车到达区段驶出端计轴点时，由于列车是驶离区段，驶出端计轴器进行减轴运算，同时再传送给驶入端处理器。列车全部通过后，两站的微机同时对驶入区间和驶离区间的轮轴数进行比较运算，两站一致时，证明进入区段的轮轴数等于离开区段的轮轴数，认为区段已经空闲，发出区间空闲信息表示。当无法证明进入区段的轮轴数等于离开区段的轮轴数，则认为区间仍将处于占用状态。 2．计轴设备组成

计轴设备按技术性能和应用范围分为行车用计轴设备和调车用计轴设备。调车用计轴设备主要用在编组站，行车用计轴设备在车站和区间中使用，我国铁路主要使用的计轴设备有国内研制的JWJ-C型和JZ1型，引进德国的AZL70和AZL90型。尽管几种类型计轴设备技术特征各异，但其技术要求基本相同。 计轴设备主要组成部分包括： （1）轮轴传感器

轮轴传感器和电气连接箱构成计轴点，用于产生轮轴脉冲。

传感器的主要功能是采集轮轴信息并准确地把它变成可计数脉冲送给微机。传感器类型很多，按工作原理分为变耦合式和变衰耗式。电磁式有源传感器由磁头、发送、接收三部分组成，其电路框图如图7-6。

图7-6传感器电路框图

每套磁头包括发送和接收两个磁头，用以采集轮轴信息和鉴别列车运行方向，发送磁头TX安装在钢轨外侧，接收磁头RX安装在钢轨内侧。发送磁头的信号来自室内微机计轴箱的传感器板，然后由传感器发送电路分频、整形、功率放大，再经防雷单元隔离，由发送外线送给计轴点的两个发送磁头。通过磁场耦合，在发送磁头与接收磁头之间形成磁通桥路，从而在调谐的接收线圈上获得一定的信号输出。无车轮经过传感器时，其产生的磁力线如图7-7（a）所示，在接收线圈内感应的交流电压相位与发送电压相位相同。有车通过时，轮缘改变了磁力线方向，TX产生的磁力线如图7-7（b）所示，这样在RX中产生的感应电压相位改变180°。即车轮对载频信号进行了相位调制，在接收线圈内感应的交流电压相位与发送电压相反，这个载有“轮轴”信息的信号经传输电缆送到室内接收电路，经整形、检波后产生一个轴脉冲。

由于两磁头产生的轴脉冲在时间上先后不同。两脉冲组合后形成具有五种形态的轴脉冲对，根据两脉冲的组合时序可确定列车的运行方向，从而产生相应的加轴或减轴运算。

图7-7磁头磁力线示意图

（2）计轴处理部分

计轴处理部分接收来自计轴点的轴脉冲，对轮轴脉冲进行计算并进行校对，以防止两个线圈所计轴数不一致，区段（区间）一端的计轴系统将本系统所计轴数送给相应区段（或区间）的对方系统，并接收对方系统送来的轴数。根据两系统计轴数量是否一致确定区段的占用或空闲状态，计轴处理部分还要对计轴点进行监测，发现计轴点故障，显示计轴故障并报警。另外，计轴设备还要为联锁系统、闭塞系统提供“轨道空闲”或“轨道占用”的表示信息，一般用区间轨道继电器“QGJ”来表示。由于QGJ直接表征轨道空闲/占用，为了满足故障——安全原则，计轴处理部分需要采用安全冗余结构，即：其中一个CPU出错，不能导致计轴结果出现错误。一般采用二取二结构，以两套CPU为最小系统。 （3）信息传输部分

一个区段（或区间）是否处于占用或空闲状态必须由该区段（或区间）两端计轴系统所计轴数共同判定。轴数相同为空闲，轴数不相同为占用。因此，两端计轴系统必须进行轴数互传，两端计轴系统的轴数互传是由传输子系统实现的。由于所传输的信息具有很高的安全性，因此，要求传输子系统具有安全传输能力。

站间通信采用专用的通道，当采用实回线点对点直连时，最大距离一般为10km，通信接口设备为调制解调器；当采用光纤点对点直连时，最大距离一般为60km，通信接口设备为光电转换模块；当通道采用音频话路或其他通信中继设备时，距离一般不受限制，要求通道带宽不小于64kbps。采取的安全措施包括：数据传输采用冗余方式，两组信息共用一条通道分时传递，接收端进行“二取二”确认，不一致

则导向安全；信息源经CRC生成器（16位）附加循环冗余码，到达接收方后经校验器校验；采用ARQ的发送等待技术，每次通信正确与否都将得到确认；接收方对安全信息进行多次重复确认，防止误动；接收方在规定的时间内不能正确收到对方的信息，将视为故障状态，导向安全；采用专用通信协议，有效防止干扰或恶意侵入；为最大限度地保证系统的安全性，在信息的接收方不进行纠错处理。 （4）输入输出部分

该部分一般有轴数显示模块，用来为车站值班员提供车轴信息，还包括轨道继电器（QGJ）驱动及计轴设备正常继电器（JZCJ）驱动等部分。轨道继电器（QGJ）用以表示所监视的区段占用或空闲状态，是一个由故障——安全电子电路驱动的安全型偏极继电器。当电路出现故障应当使QGJ落下，导向安全侧。为了区别“设备故障”和“区间占用”状态，一般还设有一个计轴设备正常继电器JZCJ，该继电器也是一个由故障——安全电子电路驱动的安全型偏极继电器。JZCJ落下，说明计轴系统出现故障，无法判断所属区段（区间）的空闲与占用。 二、计轴自动站间闭塞工作原理

计轴自动站间闭塞是将计轴设备的空闲检查与半自动区间闭塞设备结合起来，系统结构如图7-8。该系统保留64D型半自动闭塞的所有条件，在闭塞办理过程中64D型继电半自动闭塞设备通过结合电路，利用计轴设备检查区间空闲。

它的主要功能是：当发车站办理发车进路时，站间自动构成闭塞状态，列车到达接车站，经计轴设备检查区间空闲后，自动解除闭塞。自动实现闭塞申请、同意接车及到达确认，取消过去半自动闭塞人工办理闭塞、人工同意接车及人工确认到达手续，实现站间自动闭塞，提高区间运输效率，保证行车安全。

图7-8 系统构成框图

工作过程如下：甲站办理发车进路，通过结合电路自动向乙站发闭塞申请；若乙站未办理发车进路，利用计轴设备自动检查区间没有车辆，若两端计轴设备记录的轴数相等，驱动QGJ吸起，说明区间空闲，乙站自动发回同意接车信息；甲站闭塞设备驱动KTJ吸起，具备发车条件；甲站出站信号机开放，允许发车；列车离开甲站，发车口计轴器对进入区间列车的轴数计数，发车站与接车站的计轴设备驱动QGJ落下，发车站KTJ落下，区间闭塞；列车进入乙站，接车口计轴器检查列车完整出清区间，发车站与接车站的计轴设备驱动QGJ吸起，闭塞自动复原。两站计轴设备的计轴信息需要及时互相传输，即使列车达到接车站，但两端计轴器记录的轴数不一致，不能认为列车完整出清区间，发车站与接车站的QGJ保持落下，闭塞不能自动复原。

计轴设备故障时，恢复半自动闭塞，即把半自动闭塞作为计轴自动站间闭塞的备用手段。

三、计轴自动站间闭塞的主要技术条件

（1）列车进入自动站间闭塞区间的凭证是出站信号机开放。 （2）当办理发车进路时，站间自动构成闭塞状态。

（3）出站信号机开放，应连续检查闭塞状态正确及区间空闲。 （4）两站不能同时向同一区间开放出站信号机。

（5）列车进入发车进路后，出站信号机应自动关闭。在闭塞解除前，两站向该区间的出站信号机均不能再次开放。

（6）列车到达接车站、补机返回发车站，经检查区间空闲后，自动解除闭塞。

（7）区间闭塞后，发车进路解锁前，不能解除闭塞；取消发车进路，发车进路解锁后，闭塞随之自动解除。

（8）当计轴设备故障，可按规定经人工办理，转为半自动方式。

第四节 自动闭塞

一、自动闭塞的基本概念

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。自动闭塞是在列车运行过程中自动完成闭塞工作的。双线单方向自动闭塞如图7-9所示，它将一个区间划分为若干小段，即闭塞分区，在每个闭塞分区的起点装设通过信号机（如图7-10中的1、3、5、7和2、4、6、8信号机均为通过信号机），用以防护该闭塞分区。每个闭塞分区内都装设轨道电路（或计轴器等列车检测设备），通过轨道电路将列车和通过信号机的显示联系起来，根据列车运行及有关闭塞分区的状态使通过信号机的显示自动变换。因为闭塞作用的完成不需要人工操纵，故称为自动闭塞。

图7-9 双线单方向自动闭塞示意图

二、自动闭塞的基本原理

自动闭塞通过轨道电路（或计轴器等列车检测设备）自动地检查闭塞分区的占用情况，根据轨道电路的占用和空闲状态，通过信号机自动地变换其显示，以指示列车运行。图7-10所示为三显示自动闭塞原理图。通过信号机的不同显示是调整列车运行的命令。三显示自动闭塞通过信号机的显示意义是： （1）一个绿色灯光——准许列车按规定速度运行，表示运行前方至少有两个闭塞分区空闲。

图7-10 三显示自动闭塞基本原理

（2）一个黄色灯光——要求列车注意运行，表示运行前方只有一个闭塞分区空闲。

（3）一个红色灯光——列车应在该信号机前停车。 通过信号机平时显示绿灯，即“定位开放式”，只有当列车占用该信号机所防护的闭塞分区或线路发生断轨、塌方等故障时，才显示红灯——停车信号。

每架通过信号机处为一个信号点，信号点的名称以通过信号机命名。例如，通过信号机“1”处就称为“1”信号点。

现以图7-10为例说明自动闭塞的工作原理：当列车进入3G闭塞分区时，3G闭塞分区的轨道电路被列车车轮分路，轨道继电器3GJ落下，通过信号机3显示红灯，则通过信号机1显示黄灯。当列车驶入5G闭塞分区并出清3G闭塞分区时，轨道继电器3GJ吸起，5GJ落下，因而通过信号机3显示黄灯，通过信号机1显示绿灯。

由上述，可得出以下几点结论：

（1）通过信号机的显示是随着列车运行的位置而自动改变的。当显示黄灯时，列车运行前方只有一个闭塞分区空闲；当显示绿灯时，列车运行前方至少有两个闭塞分区空闲。 （2）通过信号机的禁止信号（红灯显示），是利用轨道电路传送的；而其他的显示信息可以利用轨道电路，也可利用电缆传送。对于三显示自动闭塞必须传递三种以上的信息。

（3）若利用轨道电路传送信息，在每一个信号点处不但有接收本信号点信息的接收设备，同时还须有向前方信号点发送信息的发送设备。 三、自动闭塞的分类 1．按行车组织方法分 （1）单线自动闭塞

在单线区段，只有一条线路，既要运行上行列车，又要运行下行列车。为了调整双方向列车的运行，在线路的两侧都要装设通过信号机，这种自动闭塞称为单线自动闭塞，如图7-11所示。

图7-11 单线自动闭塞

（2）双线自动闭塞

在双线区段，以前一般采用单方向运行方式，即一条铁路线路只允许上行列车运行，而另一条线路只允许下行列车运行。为此，对于每一条铁路线路仅在一侧装设通过信号机，这样的自动闭塞称为双线单向自动闭塞。

为了充分发挥铁路线路的运输能力，在双线区段的每一条线路上都能双方向运行列车，这样的自动闭塞称为双线双向自动闭塞。如图7-12所示，正方向设置通过信号机，反方向运行的列车是按机车信号的显示作为行车命令的，即此时以机车信号作为主体信号。

图7-12 双线双向自动闭塞

双线单向自动闭塞，只防护列车的尾部，而单线或双线双向自动闭塞，必须对列车的尾部和头部两个方向进行防护。为了防止两方向的列车正面冲突，平时规定一个方向的通过信号机亮灯，另一个方向的通过信号机灭灯（或双线区段另一个方向的机车信号没有信息），只有在需要改变运行方向，而且在区间空闲的条件下，由车站值班员办理一定的手续后才能允许反方向的列车运行。 2．按传输信息的数量分 （1）三显示自动闭塞

三显示自动闭塞通过轨道电路传输的信息有4种。图7-11所示为三显示自动闭塞。当通过信号机所防护的闭塞分区被列车占用时显示红灯；仅它所防护的闭塞分区空闲时显示黄灯；其运行前方有两个及以上的闭塞分区空闲时显示绿灯。其特征为：通过信号机具有三种显示；能预告列车前方两个闭塞分区状态；分两个速度等级，一个闭塞分区的长度满足从规定速度到零的制动距离。

列车运行在三显示自动闭塞区段，越过显示黄灯的通过信号机时开始减速，至次架显示红灯的通过信号机前停车，因此要求每个闭塞分区的长度绝对不能小于列车的制动距离。随着列车速度和密度的不断提高，在一些繁忙的客货混运区段，各种列车运行的速度和制动距离相差很大，如市郊列车等需经常停车，且制动距离短，要求实现最小运行间隔，闭塞分区长度越短越好；而高速客车、重载货车制动距离长，闭塞分区长度又不能太短。三显示自动闭塞不能解决这一矛盾，提高区间通过能力的最好方法是采用四显示自动闭塞。 （2）四显示自动闭塞

四显示自动闭塞通过轨道电路传输的信息有所增加，在我国四显示自动闭塞是在三显示自动闭塞的基础上增加二种绿黄显示，如图7-13所示。它能预告列车运行前方三个闭塞分区的状态，规定列车以规定的速度越过绿黄显示后必须减速，以使列车在抵达黄灯显示下运行时不大于规定的黄灯允许速度，保证在显示红灯的通过信号机前停车；分三个速度等级，两个闭塞分区的长度满足从规定速度到零的制动距离；而对于低速、制动距离短的列车越过绿黄显示后可不减速。由于增加了绿黄显示，就化解了上述矛盾。四显示自动闭塞能缩短列车运行间隔，缩短闭塞分区长度，提高运输效率。

图7-13 四显示自动闭塞

三显示自动闭塞中，黄灯是注意信号，表示运行前方有一个闭塞分区空闲，一个闭塞分区的长度能满足从规定速度到零的制动距离，可以越过黄灯后再开始制动。四显示自动闭塞中，绿黄灯是警惕信号，表示运行前方有两个闭塞分区空闲，两个闭塞分区的长度满足从规定速度到零的制动距离，可以越过绿黄灯后再开始减速；黄灯是限速信号，列车越过黄灯时必须减速至规定的限速值，不然就难以保证在下一个红灯前可靠停车。

我国铁路规定，在160km/h以上区段必须采用四显示自动闭塞。 四、移频自动闭塞

1．移频自动闭塞的基本概念

以移频轨道电路为基础的自动闭塞称为移频自动闭塞。它选用频率参数作为控制信息，采用频率调制的方法，把低频信号（Fc）搬移到较高频率（载频ƒ0）上，以形成振幅不变、频率随低频信号的幅度作周期性变化的调频信号。将此信号用钢轨作为传输通道来控制通过信号机的显示，达到自动指挥列车运行的目的。

由于铁路向高速、高密度方向发展，传统的4信息移频自动闭塞不能适应发展的需要，迫切要求把以地面信号为主体信号的制式转变为以机车信号为主体信号的制式，把以反映列车空间间隔为主的信号显示制式转变为以指示列车运行速度为主的速差式信号显示制式，并要求发展限制列车运行速度的列车超速防护系统。在技术上要求将自动闭塞、机车信号和列车超速防护三个不同功能的系统有机地结合起来，配套使用，发挥整体功能。在这种背景下，我国于20世纪90年代初引进法国高速铁路的UM71移频自动闭塞设备，可以传输18种信息，并在此基础上研制了我国铁路的ZPW-2000系列移频自动闭塞设备。ZPW-2000系列移频自动闭塞延用并发展了UM71技术。它保留了UM71型自动闭塞的优点：信息量大，能满足速差式自动闭塞和超速防护的需要；具有抗1000A牵引电流和100A钢轨不平衡电流电气化干扰的能力；防雷性能好；在轨道电路传输区段内具有较均衡的传输特性和断轨检查功能；并能满足双线双

向自动闭塞的技术需要。它采用谐振式无绝缘轨道电路，以谐振构成电气绝缘节，取代了机械绝缘。UM71为移频制式，其载频为1700Hz、2000Hz、2300Hz.2600Hz，频偏±11Hz，低频从10.3Hz到29Hz按等差数列每隔1.1Hz一个，共18个。这18种低频信息分别为：10.3Hz、ll.4Hz、12.5Hz、13.6Hz、14.7Hz、15.8Hz、16.9Hz、18Hz、19.1Hz、20.2Hz、21.1Hz、22.4Hz、23.5Hz、24.6Hz、25.7Hz、26.8Hz、27.9Hz、29Hz。

在低频调制信号作用下，一个周期内，信号频率发生ƒ1、ƒ2来回变化。其中ƒ1=ƒ0-ƒ2，ƒ2=ƒ0+△ƒ。当ƒ0为1700Hz时，ƒ1即为1689Hz,ƒ2为1711Hz。当ƒ0为2600Hz时，ƒ1为2589Hz,ƒ2为2611Hz。ZPW-2000系列的载频增加到8种，分别为1700-1、1700-2、2000-1、2000-2、2300-1、2300-2、2600-1、2600-1Hz,-1为+1.4Hz,-2为-1.3Hz。

2．移频自动闭塞的基本工作原理

图7-14 移频自动闭塞的工作原理

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，自动地向各闭塞分区传递信息的。如图7-14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闭塞分区2G发送以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。同理，3信号点的发送设备又自动地向闭塞分区4G发送以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信号点的发送设备自动向5G发送11.4Hz调制1700Hz的移频信号。由于续行列车B已进入5G分区，该区段的接收设备接收不到11.4Hz调制1700Hz的移频信号，防护后续区段的信号机点红灯。此时B车司机可按绿灯显示定速运行。如果列车A由于某种原因停在1G分区续行列车B进入4G时，司机见到了信号机显示绿黄灯，则应注意减速运行。当续行车B进入3G分区时，司机见到5信号机显示黄灯，则应注意进一步减速运行。当续行列车B进入2G分区时，由于信号机7显示红灯，司机使用制动措施，使列车B能停在显示红灯的信号机的前方。这样，就可根据列车占用闭塞分区的状态，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。

3．移频自动闭塞的特点

移频自动闭塞制式具有以下主要特点：

（1）抗干扰能力较强，既适用于内燃牵引区段，又适用于干扰较大的电力牵引区段。 （2）信息量多，可满足四显示自动闭塞和列车速度控制系统信息量的需要。 （3）信号显示的应变时间不大于2s，能满足高速行车的要求。 （4）移频轨道电路只作一次调整，便于维修。

（5）采用电子元件为主，因而耗电省、体积小、重量轻，在电子元件发生故障的情况，能满足故障——安全的要求。

（6）有较完善的过压防护措施，在雷电冲击下，能起到保护作用，保证设备不间断使用。

（7）采用了冗余系统和设备故障自动报警装置，发送器n+l备用，接收器双机并用，采用故障报警的冗余方式，可靠性高。

（8）移频自动闭塞信息能直接用于机车信号，因此在装设机车信号时无需增加地面设备。

4．闭塞分区电路

闭塞分区电路包括接收电路、发送编码电路、和内方闭塞分区联系电路、通过信号机点灯电路。 ZPW-2000（UM71）系列自动闭塞采用的是无选频方式，接收器没有低频选放电路，只要收到本闭塞分区的载频，不论何种低频，轨道继电器均吸起，即相当于一个电子继电器。因此，各闭塞分区电路的发码及通过信号机点灯，均与其内方各闭塞分区的状态相联系，由1GJ～5GJ反映其内方各闭塞分区的状态；而各接近区段的发码及通过信号机点灯，都与进站信号机的状态相联系。

一般闭塞分区的通过信号机定位点绿灯，其闭塞分区电路又称LL信号点。由1GJ～5GJ编码，其编码情况如表7-1所列。

表7-1 自动闭塞编码

通过信号机由1GJ、2GJ来区分点黄灯、绿黄灯和绿灯。当本区段和运行前方两个区段空闲，GJF↑和1GJ↑、2GJ↑的情况下，点绿灯；当本区段和运行前方第一个区段空闲，GJF↑和1GJ↑，运行前方第二个区段区段占用2GJ↓的情况下，点绿黄灯；仅本区段空闲，GJF↑，前方第一个区段占用1GJ↓的情况下，点黄灯；本区段占用，GJF↓，点红灯。

区间设备分设于两端车站，位与两站管辖区分界处两侧面的闭塞分区要互相利用对方的有关条件，故必须设站间联系电路。

在客运专线，采用ZPW-2000A/K自动闭塞，其不再由继电器接点编码，而由车站列控中心的计算机编码。车站列控中心驱动红灯继电器HJ、黄灯继电器UJ、绿灯继电器LJ，由它们来区分点黄灯、绿黄灯和绿灯。

5．改变运行方向电路

在单线自动闭塞区段，平时规定方向的通过信号机开放，而反方向的通过信号机灭灯，反方向的出站信号机也不能开放。只有在区间空闲且原发车站变为接车状态而不能再向区间发车时，经办理一定手续，改变了运行方向后，反方向的出站信号机和通过信号机才能开放，此时规定运行方向的通过信号机和出站信号机不能开放。

在双线双向自动闭塞区段，反方向不设通过信号机，凭机车信号的显示运行。反方向运行时，通过改变运行方向，转换区间的发送和接收设备，并使规定方向的通过信号机灭灯。

改变运行方向这一任务是由改变运行方向电路完成的。改变运行方向电路的作用是：确定列车的运行方向，即确定接车站和发车站；转换区间的发送和接收设备；转接区间通过信号机的点灯电路。 对应于车站的每一接车方向设一套改变运行方向电路，相邻两站间该方向的改变运行方向电路由4根外线联系组成完整的改变运行方向电路。对于单线区段，一般车站每端需一套改变运行方向电路。对于双线双向运行区段，一般车站每端需两套改变运行方向电路。

四线制改变运行方向电路由方向继电器电路、监督区间继电器电路、局部电路、辅助办理电路和表示灯电路等组成。

在客运专线，改变运行方向由车站列控中心完成。

复习题

1．什么是区间闭塞，怎样实现区间闭塞？ 2．简述继电半自动闭塞的原理。

3．半自动闭塞有什么缺点？如何克服？ 4．什么是自动站间闭塞？ 5．什么是自动闭塞？ 6．什么是移频自动闭塞？

7．简述移频自动闭塞工作原理。 8．移频自动闭塞有何特点？

9．自动闭塞分区如何编码？既有线和客运专线编码有何不同？ 10.为什么要设置改变运行方向电路？