經(jīng)常坐火車的人對(duì)鐵路一定不陌生，不過(guò)，你知道鐵路是如何保證列車安全有序地運(yùn)行的嗎？今天我們介紹鐵軌裝“火眼金睛”的計(jì)數(shù)高手——鐵路計(jì)軸設(shè)備。鐵路計(jì)軸設(shè)備也稱作計(jì)軸器，作為軌道交通信號(hào)的基礎(chǔ)設(shè)備已經(jīng)在不同工程環(huán)境和線路條件下廣泛應(yīng)用。

計(jì)軸器是用來(lái)檢測(cè)列車通過(guò)線路上某一點(diǎn)（計(jì)軸點(diǎn)）的車軸數(shù)，從而檢查兩個(gè)計(jì)軸點(diǎn)之間或軌道區(qū)段內(nèi)的空間情況，或判定列車通過(guò)計(jì)軸點(diǎn)的時(shí)間，自動(dòng)校正列車行駛里程等的設(shè)備。

計(jì)軸設(shè)備的發(fā)展歷史

19世紀(jì)60年代，德國(guó)曾探索用計(jì)軸方式檢測(cè)列車占用軌道區(qū)段的技術(shù)，但直到20世紀(jì)50年代中期，軌道計(jì)軸器才在聯(lián)邦德國(guó)正式使用。此后，法國(guó)、匈牙利、南斯拉夫等國(guó)相繼使用計(jì)軸器。

1966年，我國(guó)原鐵道部電務(wù)設(shè)計(jì)事務(wù)所（今通號(hào)院前身）開(kāi)始了計(jì)軸設(shè)備的研制。研制開(kāi)始時(shí)，因受車輛不同重量影響太大，研制出的機(jī)械式傳感器未能投入使用。同時(shí)，因受車速限制（車速接近零時(shí)不能檢測(cè)車軸），永磁式傳感器也僅在駝峰場(chǎng)作測(cè)速或開(kāi)關(guān)使用。此后，開(kāi)始有源電磁感應(yīng)式傳感器和電子式計(jì)軸主機(jī)的研制，因受制于當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)電子元器件的生產(chǎn)現(xiàn)狀而未獲成功。

1974年，國(guó)家在制定青藏鐵路規(guī)劃時(shí)，提出在青海鹽湖鐵路使用計(jì)軸設(shè)備代替軌道電路，解決鹽湖地帶區(qū)間安全問(wèn)題，因此再次開(kāi)始計(jì)軸設(shè)備的研制，后因線路改道而停止研制工作。但鐵科院、通號(hào)公司系統(tǒng)、哈爾濱鐵路局等單位沒(méi)有停止研究工作，計(jì)軸技術(shù)的研究工作始終沒(méi)有中斷。1978年，在制定“七五-八五”全國(guó)鐵路科技發(fā)展規(guī)劃時(shí)，將研制計(jì)軸設(shè)備正式列入到規(guī)劃中。

1979年，為解決調(diào)度集中與半自動(dòng)結(jié)合時(shí)區(qū)間需自動(dòng)檢查問(wèn)題，原西安鐵路信號(hào)工廠科研所、原齊齊哈爾局和原西安局科研所合作，進(jìn)行了JZ和JZD型計(jì)軸設(shè)備的研制，采用的是分離元件和少量集成電路，在1984年獲得了部級(jí)技術(shù)鑒定。但由于設(shè)備不夠穩(wěn)定，且與半自動(dòng)閉塞的結(jié)合電路較復(fù)雜等原因而未獲推廣。

1990至1998年，計(jì)軸設(shè)備發(fā)展迎來(lái)第一個(gè)國(guó)內(nèi)發(fā)展高潮，這期間，計(jì)軸設(shè)備在多個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行試驗(yàn)和使用，但主要用于計(jì)軸自動(dòng)站間閉塞。2002年開(kāi)始，計(jì)軸設(shè)備迎來(lái)第二次國(guó)內(nèi)發(fā)展高潮，轉(zhuǎn)折點(diǎn)在JZ型、AzL型和AzS 350型3種容錯(cuò)型計(jì)軸設(shè)備試驗(yàn)成功，極大地減少了計(jì)軸自動(dòng)站間閉塞中人為干擾問(wèn)題。同時(shí)，在城市軌道交通中，將計(jì)軸設(shè)備列入CBTC列車位置檢測(cè)的后備模式，使計(jì)軸設(shè)備的使用數(shù)量大大增加。

目前鐵路計(jì)軸設(shè)備廣泛應(yīng)用于半自動(dòng)閉塞和自動(dòng)閉塞區(qū)段，同時(shí)可用于鐵路道口的防護(hù)、駝峰編組場(chǎng)的高軸阻檢查、測(cè)速、判定鉤車數(shù)等等。在行車指揮自動(dòng)化方面和列車運(yùn)行自動(dòng)化方面，可作為校正里程的依據(jù)。

計(jì)軸設(shè)備的組成

計(jì)軸器由傳感器、計(jì)數(shù)比較器等部分組成，當(dāng)車輛軸數(shù)的信息需要遠(yuǎn)距離傳輸時(shí)，計(jì)軸器還需采用傳輸設(shè)備。

傳感器是計(jì)軸器的基礎(chǔ)設(shè)備，其作用是將機(jī)車、車輛通過(guò)的車軸數(shù)轉(zhuǎn)換成電脈沖信號(hào)。早期使用的傳感器一般是機(jī)械式，目前一般采用電磁式。

電磁式傳感器由磁頭、發(fā)送器、接收器三部分組成。磁頭有一個(gè)發(fā)送線圈和一個(gè)接收線圈分別裝在鋼軌的兩側(cè)。

發(fā)送器向磁頭的發(fā)送線圈饋送較高頻率的電流，使其周圍產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，并通過(guò)空氣、鋼軌、扣件等不同介質(zhì)環(huán)鏈到磁頭的接收線圈，感應(yīng)出一交流電壓。

車軸通過(guò)磁頭時(shí)，車輪的屏蔽作用和輪緣的擴(kuò)散作用，使環(huán)鏈到磁頭的接收線圈的磁通量發(fā)生變化，并使感應(yīng)電壓顯著降低。接收器將這個(gè)變化的感應(yīng)電壓轉(zhuǎn)換成車軸電脈沖信號(hào)。

計(jì)數(shù)比較器主要由計(jì)數(shù)器、鑒別器、比較器組成。它將進(jìn)出兩個(gè)計(jì)軸點(diǎn)之間的車軸電脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)和比較，以判斷區(qū)間（或軌道區(qū)段）是否空閑。

傳輸設(shè)備主要由電信號(hào)發(fā)送器和電信號(hào)接收器組成。多采用頻率數(shù)碼傳輸方式。