动车段所调车防护系统工程优化设计

2015-01-01李超

铁道通信信号 2015年6期

李超

目前技术条件下的调车防护系统，作为动车组在动车段所内调车作业防护的辅助系统，仅对动车组提供有限防护，无法绝对保证动车组不冒进信号。为了进一步提高调车防护功能的安全性，在工程实施可行性存在的条件下，对调车防护系统作了优化设计。

1 功能需求

根据相关技术管理规范，在没有隔开设备情况下，为防止在股道调车作业时司机操作不当或作业疏忽造成动车冒进信号发生冲撞危险，原则上在动车所接、发列车时，不得进行所有与接车方向相反或发车方向同向的股道调车作业。

如图1所示，列车自X口接车至17G或自17G发车。此时，如果办理至S15或S16的调车，在动车调车作业时没有机车信号，且ATP只有40km/h的顶棚速度监控技术条件下，调车安全主要靠司机目视地面情况并采取必要措施来保证。当司机操作不当或作业疏忽时，存在动车在S15或S16信号机前无法正常停车、冒进信号并闯入信号机后方的警冲标内，与接车至17G或自17G发车的列车发生冲撞事故的风险。

图1 列车接发车与股道调车示意图

由于动车所在每天某些时段存在大量列车集中进出的情况，此时为了保证接、发列车安全，原则上不得进行所有与接车方向相反或发车方向同向的股道调车作业。但是，实际运营中，在接、发列车的同时，确实存在此类调车作业需求。如果禁止此类调车，则制约了动车所内的作业效率；如果允许此类调车，则存在列车与调车冲撞的安全风险。

2 解决方案

为了解决此类效率与安全相矛盾的问题，在动车所内与列车接车方向相反的股道出站信号机前增设隔离设备，保证向股道调车作业时，在司机操作不当或作业疏忽的情况下动车不冒进信号，减小与正在接、发车的动车发生冲撞风险。具体方案为：在S1 5、S1 6出站信号机前增设一组有源应答器组。当出站信号机调车信号关闭时，通过列控中心向该有源应答器发送调车危险（CTCS－5）及绝对停车（ETCS－132）报文。当向S15或S16调车作业时，在司机操作不当或作业疏忽的情况下，动车越过S15或S16信号机前有源应答器组时，车载ATP接收到调车危险或绝对停车报文后产生紧急制动，并在出站信号机前停车，避免与接车至17G或自17G发车的列车发生冲撞事故。

3 参数计算

此方案的关键是确定安全防护距离，即应答器与前方调车信号机的距离。如果安装距离过近，则动车在越过有源应答器时，ATP接收到调车危险或绝对停车报文产生紧急制动后，不能确保不冒进信号；如果安装距离过远，则动车所股道的有效停车范围减小，可能造成两列重联的长编组动车无法在某些股道上调车作业或停放。

为保证调车时，动车在越过有源应答器接收到调车危险或绝对停车报文产生紧急制动后，能不冒进警冲标，并尽量不减小股道有效长，出站信号机前有源应答器距离出站信号机的安装距离计算如图2所示。

图2 应答器安装距离示意图

根据车型的不同，动车头部顶端距离BTM天线一般在8～15m，根据实际情况在此选取15m。由于动车是在BTM天线越过有源应答器后产生紧急制动，为了保证动车头部顶端不冒进出站信号机，故应答器距离信号机安装距离LB为

LB＝LBTM＋LEB

上式中：LBTM为BTM天线距离出站信号机距离，取值15m，LEB为不同速度条件下的紧急制动距离。根据动车各车型技术条件，紧急制动距离如表1所示。

表1 各车型紧急制动距离表单位：m

为了同时兼顾各类车型的运输需要，将50，45，40，35，30，25，20km/h的紧急制动距离分别考虑为140，120，95，80，60，45，35m。计算应答器距离信号机安装距离LB如表2所示。

表2 各速度条件下应答器安装距离

为了满足紧急制动距离，并且车载BTM天线不越过有源应答器，同时考虑车头10m、车尾5m的停车余量，可依下式计算出满足调车的股道长度

LXM＝LPR＋LBE＋10＋5

上式中：LXM为股道两出站信号机之间的距离，LPR为股道有效调车范围，LBE为各目标速度条件下动车紧急制动距离。根据各车型的技术条件，短编组动车长度最大考虑为215m，两长编组动车最大考虑43 0m，LPR分别取值为2 1 5m和 430m。通过上式可计算满足短编组调车最短股道长度和满足停放长编组调车最短股道长度，如图3所示。

图3 有效调车范围示意图

4 方案分析

经过某路局4个动车段所设计的调车防护系统实施方案的统计，各速度条件下股道长度均满足短编组动车调车要求，但不能完全满足长编组动车调车要求。在调车模式下，车载ATP仅监视列车顶棚速度且允许速度为40km/h，当列车速度超过45km/h时输出最大常用制动，速度超过50km/h时输出紧急制动。在极端情况下，列车可能以最高50km/h速度越过有源应答器。为了满足动车头部顶端不越过警冲标，则应答器宜安装在距离信号机155m处。此时仅有少部分股道能满足长编组动车调车作业，严重影响动车所调车作业效率。

为了提高动车所内作业效率，将动车越过有源应答器时的速度控制在25km/h或以下，可实现防护调车时动车不冒进出站信号机，此条件下仅有个别的股道有效长无法满足长编组动车调车或停车，基本不影响动车所内调车作业效率。可通过技术作业规章，禁止向不满足长编组动车调车作业的股道进行调车，这些股道可优先提供给短编组动车进行调车作业，或进一步缩小应答器安装距离并降低这些股道的调车速度。

但动车调车时运行速度控制在25km/h及以下无法从技术角度保证，只能靠司机掌握。显然，目前技术条件下的调车防护系统是动车段所内动车组调车作业防护的辅助系统，仅对动车组冒进信号提供有限防护，能减少冒进信号的风险和冒进信号后的损失，但并不能从纯信号技术角度绝对保证动车不冒进调车信号。所以在运营时，还需制定相关技术作业规章，以地面信号显示作为行车凭证，并尽量降低动车调车速度在25km/h或以下，以缩短动车的紧急制动距离，且需严格、有效地执行。

为了进一步提高调车防护功能的安全性，在工程实施可行性存在的条件下，有如下方案措施值得进一步研究：

1.在动车所适当位置增设25km/h限速标志，提示司机限速。

2.列控车载设备调车模式（SH）或目视行车模式（OS）下，增加周期性语音提示当前速度功能，提醒司机低速运行。

3.列控车载设备调车模式（SH）或目视行车模式（OS）的顶棚速度参数，由40km/h降低为25km/h或以下，降低触发常用制动或紧急制动的速度阈值。