地面信号重复显示的理论与实践

程光红（北京全路通信信号研究设计院有限公司，北京 100073）

1 概述

信号是指示列车运行及调车作业的命令，铁路运输相关人员必须严格执行。

地面信号的显示不是孤立的，列车运行方向上相邻的列车信号机之间必然存在着显示联系，信号显示关系要解决的问题就是总结其中的规律，使上述“命令”清晰、明确。

自信号显示诞生之初，除必须符合“红灯停、绿灯行”的基本规则之外，信号显示关系本没有对错之分，但当其上升为“命令”时，为保证铁路运输的安全、有序、高效，必须赋予其更多的规则，以界定显示关系的对与错。

在工程实践中，受限于站场设置、信号显示距离和!望条件等客观条件，经常遇到相邻的指示列车运行的信号机（预告、遮断、复示信号机除外，以下通称列车信号机）之间的距离较近，不能满足按规定速度运行的列车正常行车的安全和效率需求。如果这些限制性因素难以排除，而且该信号机对于行车确有存在的必要时，就需要从设计角度采取一定的措施，满足其与相邻的列车信号机之间的显示关系，不违背铁路信号的基本理念，便于司机的识别和认知。

本文重点讨论列车信号机信号显示完全重复的问题。

2 理论

2.1 相关规范的规定

《铁路技术管理规程》（以下简称“技规”）第一编“技术设备”针对信号显示的基本关系作出了宏观规定，作为信号显示的理论基础，对工程实践提出了指导原则；其第三编“信号显示”明确了各种信号的显示含义，对司机给出了明确指示，也规范了信号工程设计。

《铁路信号设计规范》（TB 10007-2006，以下简称“信号设规”）和《铁路信号站内联锁设计规范》

程光红，男，毕业于北方交通大学，高级工程师，系统技术部经理。主要研究方向包括：铁路信号工程设计、信号基础理论、信号显示。曾参与石牌客技站、邯钢原料站、彭家庄站、昌乐站、淄河店站、绩溪县站电气集中联锁改造工程；津浦线符离集－南京东自动闭塞改造工程;华东南北第二通道自动闭塞工程；巴基斯坦铁路干线改造工程；《信号显示图例》；兰青线提速至160km/h信号试点工程；《客运专线铁路列车运行控制系统（CTCS）设计暂行规定》；《铁路技术管理规程》（信号显示部分）；《铁路信号设计规范》等项目。（TB 10071-2000，以下简称“联锁规范”）从信号工程设计的角度对通常情况以及部分特殊情况下的信号显示关系给出了指导性意见。

技规第69条规定：“特殊地段因条件限制，同方向相邻两架指示列车运行的信号机（预告、遮断、复示信号机除外）间的距离小于制动距离时，按下列方式处理：1．在列车运行速度不超过120 km/h的区段，当两架信号机间的距离小于400 m时，前架信号机的显示，必须完全重复后架信号机的显示；当两架信号机间的距离在400 m及以上，但小于800 m时，后架信号机在关闭状态时，则前架信号机不准开放。2．在列车运行速度超过120 km/h的区段，两架有联系的信号机间的距离小于列车规定速度级差的制动距离时，应采取必要的降级或重复显示措施。”

对于此，信号设规第2.2.2条、联锁规范第2.2.4条也分别进行了规定，与技规规定的内容基本相同。

2.2 对规范的理解

在自动闭塞区段，站内正线列车信号机间的距离要求与区间闭塞分区长度的要求相同，除应考虑列车制动距离外，还需要考虑设备应变时间和司机确认信号时间内列车的走行距离。在站内除正线以外的其他线路上，相邻列车信号机的显示与其间距也存在制约关系。

技规第69条第1款所指的措施一般称为“完全重复”，第2款所指的措施一般称为“红灯重复”。此规定主要是考虑到由于不足列车制动距离，不能保证运行的列车在越过前一架信号机后采取紧急制动措施达到低于后一架信号机指示的入口速度的要求。“完全重复”主要解决的是超速和冒进信号的问题，“红灯重复”主要解决的是冒进禁止信号的问题。

规范规定“完全重复”和“红灯重复”的本意是为保证列车在有效制动距离内的行车安全，延长后架信号机的防护距离。当信号机的显示不存在速度差的情况下，前一架信号机可较后一架信号机提高一级显示，以起预告作用；当存在速度差时，要计算制动距离、设备应变时间及确认信号时间后，方能确定能否提高一级显示。

在列车速度超过120 km/h的区段，采用速差显示方式的自动闭塞时，信号显示有明确的速度含义。例如，在四显示自动闭塞区段，当速度级差划分为160 -115-0 km/h时，地面信号显示的典型速度含义如表1所示。

表1 四显示自动闭塞信号显示的典型速度含义 km/h

正因为地面信号显示有了明确的速度含义，所以两架有联系的信号机间的距离小于规定速度级差的制动距离时，应采取适当的措施。所谓速度级差的制动距离，是指按速度分级的条件下，从一种速度等级降至低一级速度等级所需的制动距离。

需要说明的是，根据我国当前的信号显示体系，所谓“明确的速度含义”，尚有几点需要澄清。

1）接车性质的列车信号机的显示含义较为完备，对于进路开通状态的指示也较为清晰，但对于经道岔侧向的进路，仅有“双黄”和“黄闪黄”两种显示，其“速度含义”与道岔的辙叉号相关。

2）发车性质的列车信号机不能指示入口速度，也不指示进路的直弯，故没有速度含义。

3） 不同信号机的同一种显示的速度含义不同，尤其是接车信号机和发车信号机明显不同。

4）对于绿灯，其指示的入口速度和出口速度均为“规定速度”，但是，该速度值是不确定的。在工程设计中，如列车运行前方满足3个闭塞分区空闲且进路开通直向等相关条件时，信号机点灯电路即可给出绿灯显示，而与线路曲线半径及线路限速等无关。这样，同一区段内不同信号机的绿灯指示的速度含义不同；即便是同一架信号机的绿灯显示，对于不同种类的列车其速度含义也不同。实际上，列车到底能开多快，“信号”是“命令”的重要部分但不是全部，正如旅客列车开车时除了确认信号外还需确认诸如发车时间、车门关闭状态等信息。

5）对于绿黄灯，在三显示自动闭塞区段，其入口速度和出口速度均为“规定速度”，与上述绿灯的情况相同；在四显示自动闭塞区段，其入口速度为“规定速度”、出口速度为低一级的“中间速度”，该两种速度值也是不确定，与上述绿灯的情况类似。

6）对于黄灯，其指示“注意或降低速度”，在三显示自动闭塞区段主要含义是“注意”，在四显示自动闭塞区段主要含义是“减速”；其指示“准备停车”，具有停车和“进直出弯”等多种含义。因而其速度值也是不确定的。

7）对于黄闪黄和双黄，其指示“经道岔侧向运行”，入口速度值取决于进路上的最小道岔的辙叉号，出口速度值更是不确定。

8）对于红白，通常理解的入口速度为20 km/h也是不准确的，实际上还要求“须准备随时停车”，所以，这个上限值还要与能“随时停车”的速度值相协调。

由上，除了红灯之外，所谓“明确的速度含义”并不是指明确的速度值。

2.3 关于“进直出弯”

在分析完全重复显示之前，有必要简单引申一下“进直出弯”的问题。

同方向相邻两架列车信号机分别开通经由道岔直向和侧向位置的进路时，一般称为“进直出弯”；如均开通经由道岔直向位置的进路时，一般称为“进直出直”。

以前曾以绿黄指示“进直出弯”，但是，对于接车信号机以及区间通过信号机，“绿黄”指示的入口速度均为规定的最高速度值。在四显示自动闭塞区段，列车由此运行至次一架信号机很难保证能够减速到规定的道岔侧向限速值；在非四显示自动闭塞区段，站内信号机的绿黄显示通常意味着越场接车，也难以给司机以足够的预告作用。

目前工程设计实践中，均以“黄灯”指示“进直出弯”。对于此，技规虽未作明确规定，但是根据其对各种显示含义的规定，除此之外的其他显示均不能符合要求。

3 实践

规范规定中，对于“完全重复”的用词虽然使用了“必须”字样，但也有例外情况。在某些情况下，如果简单地完全重复显示可能会违背信号显示含义的基本理念。

3.1 典型情况之一

后架信号机显示“双黄”时，前架信号机不能简单进行显示重复。如图1所示的局部站场。

在图1的站场中，a、b均为接发车进路信号机，采用“双机构加引导”的机构型式，两者之间的距离小于规定的制动距离且不足400 m；c为出站信号机。

当进路开通由信号机a经b至c、列车欲由A向B方向发车时，b显示“双黄”。如此时a按照“完全重复”的原则也显示“双黄”，则其所表达的含义将为由A向D方向运行，这既与进路开通方向不同，也不符合技规对接发车进路信号机显示含义的规定。故此种情况下a不应完全重复b的“双黄”显示。

在工程实践中，如a信号机既不能取消，也不可能移设至与b信号机之间的距离满足400 m的处所，则一般设计为显示“黄”，经列车牵引计算后给出各型列车的最高限速，并将其纳入《站细》。

实际上，类似上述“后架信号机显示‘双黄’”的情况如下。

1）当a信号机为接车信号机时，无论a、b之间的距离是否达到400 m：如果两者之间的进路经由道岔直向位置（进直出弯），则a信号机不应显示“双黄”；如果两者之间的进路经由道岔侧向位置，则a信号机应显示“双黄”，但不是重复b信号机显示的结果。

2）当a信号机为发车信号机时，无论a、b之间的距离是否达到400 m，也无论a、b之间的进路属性的“直弯”，a信号机均无法重复显示“双黄”，因为它没有两个黄灯位。

3.2 典型情况之二

后架信号机为发车信号机且开通经由道岔侧向位置的进路时，前架信号机也不能简单进行显示重复。如图2所示的四显示自动闭塞车站的局部站场。

在图2的站场中，a为接发车进路信号机、b为出站信号机，两者之间的距离小于规定的制动距离且不足400 m。

当进路开通由信号机a至b经道岔侧向位置出站、列车欲由A向B方向发车时，b可能显示“绿”、“绿黄”或“黄”（取决于列车运行前方区间闭塞分区空闲数）。当b显示“绿”或“绿黄”时，如此时a按照“完全重复”的原则也显示“绿”或“绿黄”，则其所表达的含义将是“进直出直”、由A向C方向运行，这既违背了以“重复显示”方式来保证安全行车的初衷，也不符合技规对接发车进路信号机显示含义的规定。故此种情况下a不应完全重复b的“绿”或“绿黄”显示，而应按照“以黄灯指示‘进直出弯’”的原则降级为“黄”。另外，当b显示“黄”时，a亦显示“黄”，也是依上述“进直出弯”的原则确定的，而不是“完全重复”的结果。

如上，在工程实践中，如a信号机既不能取消，也不可能移设至与b信号机之间的距离满足400 m的处所，则一般设计为显示黄灯，经列车牵引计算后给出各型列车的最高限速，并将其纳入《站细》。

实际上，类似上述“后架信号机为发车信号机且开通经由道岔侧向位置的进路”时，无论a信号机是接车信号机还是发车信号机，也无论a、b之间的距离是否达到400 m，a信号机均不能对b信号机的允许显示简单进行完全重复；即便是两者均显示“黄灯”，也不是“完全重复”的结果。

3.3 其他情况

除了上述两种较为典型的情况之外，两架相邻的列车信号机不能（或不宜）简单进行“完全重复”显示的情况还包括以下几种。

其一，当后架信号机开放允许信号并同时点亮相应的进路表示器时。

其二，当后架信号机显示双绿时。其三，当后架信号机显示红白时。其原因均是不符合技规对进路信号机显示含义的规定。

4 结论

综上所述，在列车运行速度不超过120 km/h的区段，当两架列车信号机间的距离小于规定的制动距离且不足400 m时，按该两架信号机的性质属性区分，其显示关系可分别如表2、3、4、5所示。

表2 “完全重复”显示关系之一：接车信号机→接车信号机

表3 “完全重复”显示关系之二：发车信号机→接车信号机

表4 “完全重复”显示关系之三：接车信号机→发车信号机

表5 “完全重复”显示关系之四：发车信号机→发车信号机

由上可知，在两架信号机之间的距离不足400 m时，真正能实现“完全重复”显示的情况并不是全部，例外的情况还不少。

据此，建议将规范修改为：

“同方向相邻两架指示列车运行的信号机（预告、遮断、复示信号机除外）间的距离小于规定制动距离时，应采取必要的降级显示、重复显示或限速等措施。

在列车运行速度不超过120 km/h的区段，当两架信号机间的距离小于400 m时，前架信号机的显示，在符合显示含义基本规定的前提下，必须完全重复后架信号机的显示；当两架信号机间的距离大于400 m但小于800 m时，后架信号机如在关闭状态，前架信号机不得开放。

在列车运行速度超过120 km/h的区段，两架有联系的信号机之间的距离小于列车规定速度级差的制动距离时，应采取必要的降级显示、重复显示或限速等措施。采用限速措施时，应根据列车牵引计算确定各种不同列车的最高限速值。”

上述修改主要增加了限速措施的选项，并明确不能违背信号显示的基本含义，确定采用限速措施时需进行列车牵引计算。

5 后记

上述规范对普遍情况下的信号显示统一具有重要作用，理论指导实践但又通常高于实践，对于某些较为特殊的情况，理论可能难以进行穷举，这就需要我们发挥触类旁通、学以致用的主观能动性，沿着理论指引的思路和方向来分析问题、解决问题。

技规及信号设规等已历经几次修编，相关条文一直未作大的修改。这一方面是因为规范本身只能对设计人员起到指引性的作用，没有必要、也不可能对工程实践中可能遇到的所有情况作出穷举，那样反而可能挂一漏万；另一方面也是因为历史原因，事关安全的条文一般不轻易修改。

我们知道，无论是技规还是信号设规，都是工程中必须要遵守的，一些非强制性条文虽然可以根据工程实践进行有条件的变通，但不能突破其限定的底线，从这个方面来说，所谓规范，其实只是指导实践的最低标准，任何情况下都不能低于该标准。就像考试的及格线，如果仅以达到及格线来要求自己，那么，提高工程设计质量、争创优质工程就无从谈起。

最后，引用信号设规“前言”中的一段话作为本文的结束：

“勘察设计单位执行（或采用）单项或局部标准，并不免除设计单位及设计人员对整体工程和系统功能质量问题应承担的法律责任。”

[1]中华人民共和国铁道部．铁路技术管理规程[M]．北京：中国铁道工业出版社，2006.

[2]中华人民共和国铁道部．TB10007-2006铁路信号设计规范[S].

[3]中华人民共和国铁道部．TB10071-2000铁路信号站内联锁设计规范[S].