计轴在地铁行业的应用

摘要：计轴或轨道电路是铁路信号系统自动检查轨道区段空闲与占用的不可缺少的地面设备，计轴又称微机计轴，是通过比较进入和驶离轨道区段两端计轴点的列车轴数，来完成轨道区段空闲与占用状态自动检查的专用铁路信号设备。

关键词：地铁行业、轨道检测、计轴设备、基本原理、列车自动控制、应用

Abstract:

Key words:

中图分类号： [U291.69] 文献标识码： A 文章编号：

地铁信号系统配置为完整的列车自动控制（ATC）系统，主要包括列车自动监控（ATS）、列车自动防护（ATP）、列车自动运行（ATO）、计算机联锁（CBI）四个子系统。各子系统之间相互协调，实现地面控制与车上控制结合、现地控制与中央控制结合，构成一个以安全设备为基础，集行车指挥、运行调整以及列车运行自动化等功能为一体的列车自动控制系统。

列车自动控制系统（ATC）构成如下图所示：

各子系统通过信息交换网络构成闭环系统，保证行车安全、提高综合运营效率，缩短行车间隔，促进管理现代化和提高服务质量。

计轴或轨道电路是自动检查轨道区段空闲与占用的不可缺少的地面设备，在这里不对轨道电路进行讨论，仅对计轴设备做一介绍。计轴又称微机计轴，是通过比较进入和驶离轨道区段两端计轴点的列车轴数，来完成轨道区段空闲与占用状态自动检查的专用铁路信号设备。其基本原理如下图：

在国铁一般用于区间半自动闭塞、铁路道口防护、潮湿及分路不良的个别区段，而在地铁行业以它特有的优势得到广泛应用。地铁行业正线信号轨道检测设备大多为计轴，这是因为利用计轴器作为闭塞分区（轨道区段）的检查设备与轨道电路相比具有以下明显优势：

无需安装钢轨绝缘。不受机械绝缘节、轨距杆、轨道连接杆、道岔安装装置等绝缘是否良好及线路条件的影响。

能够适应恶劣环境。诸如潮湿、积水，钢轨面生锈、粉尘污染、钢轨肥边等环境下，可以正常工作。

闭塞分区（轨道区段）长度不受限制。采用计轴器作为轨道区段检测设备，其轨道区段长度不受限制，只是受限于计轴点（室外设备DSS）与运算单元（室内设备）之间的传输距离，计轴系统的传输距离受限于连接电缆的直流电阻，电缆线对环阻一般最高为200欧姆，以线径1.0mm的铜芯电缆计算（≤23.5Ω/Km）其最大传输距离为4255m,如果需要更长的传输距离只要加大电缆线径即可，这点采用计算机区域联锁设备的地铁行业非常适用。

工作稳定可靠，故障率低。现场环境的变化（潮湿、积水、短路、连接线及接续线损坏）极易造成轨道电路故障，往往导致列车晚点，而计轴设备受现场环境变化影响少、可靠性高，也减少了由于信号系统失效而使用降级模式时带来的室外操作。

无需中继点。地铁的站点不可能是均匀分布的，会出现多个长大区段，由于计轴设备闭塞分区（轨道区段）长度不受限制，所以无需增加采用轨道电路设备常设的中继点。

维修工作量少、费用低。计轴设备调试工作正常后，一般不需要维修和调整，也极少更换配件。

虽然计轴设备在地铁行业应用广泛，但也有其自身缺点。一是容易受干扰，主要来自失电后恢复、电磁干扰、磁头处划过金属物等；二是仅能提供间断的列车经过固定位置（磁头）的指示，如果巧合列车经过计轴磁头时恰好该磁头故障，列车就没有被检测地进入一个被认为空闲的区段，有一定的安全风险；三是故障复零需人工确认区段空闲，这就引入了不可靠的人为的因素，也带来了安全风险。总之，计轴是一种重要的铁路信号设备，被广泛地应用于地铁行业，世界各大铁路公司都有计轴产品，如西门子（SIEMENS的AzS350U）、阿尔卡特（Alcatel的AzL90M）、阿尔斯通（ALSTom）、庞巴迪（Bombardier）、通用电气公司（GE的SCA）等，随着列车定位技术的发展和完善，机车不再从传统的轨道电路接收信息，轨道电路在地铁行业可以被计轴完全取代来实现列车占用检查。

参考文献

[1] 中华人民共和国住房和城市建设部．城市轨道交通信号工程施工质量验收规范[M]．北京：中国计划出版社，2010：

[2] 中华人民共和国铁道部.铁路信号维护规则技术标准[M]．北京：中国铁道出版社，2009：

[3] 北京城乡建设委员会．地下铁道工程施工及验收规范[M]．北京：中国计划出版社，2004：

[4] 中国铁路通信信号总公司研究设计院．铁路工程设计技术手册[M]．北京：中国铁道出版社，1993：