新建宁启铁路客货共线铁路信号特殊设计及运用

解 峰

（京福铁路客运专线安徽有限责任公司，合肥 230001）

新建宁启铁路客货共线铁路信号特殊设计及运用

解 峰

（京福铁路客运专线安徽有限责任公司，合肥 230001）

宁启铁路复线电气化改造工程（以下简称宁启项目）是利用既有线改造复线电化。工程实施中，正值中国铁路建设从既有线提速全面转向高速铁路，各种技术规范不断更新，使该项目实施过程不断涌现出新情况、新问题。就宁启铁路复线电气化改造工程信号设计问题及解决方式进行整理和分析。

客货；信号；特殊设计；运用

1 概述

宁启铁路复线电气化改造工程于2009年10月通过初步设计批复，原铁道部批复设计速度为200 km/h，线路等级I级，线路全长约268 km，设有15个车站、2个信号中继站。到发线有效长1 050 m，站台550 m设置，建筑限界满足开行双层集装箱列车条件。新设硬件安全冗余计算机联锁设备和分散自律调度集中系统，列车运行控制采用中国列车运行控制系统CTCS-2级，临时限速命令由列控系统临时限速服务器统一管理。信号系统设计满足双线、双方向运行的要求，由列控中心实现区间方向控制。正向按自动闭塞追踪运行，最高为L5码，反向按自动站间闭塞运行，反向进站按3个闭塞分区设置接近区段，最高L码，区间其他区段为JC码。区间设置通过信号机，采用ZPW-2000系列移频设备，继电编码方式，发送盒按N+1冗余配置、接收盒按双机并用的方式。站内采用25 Hz相敏轨道电路，站内电码化采用与区间一致的发送设备，正线采用叠加预发码，侧线采用叠加发码［1］。线路走向及车站布置示意如图1所示。

2 信号特殊点的设计及运用

宁启项目信号设计主要执行《新建时速200公里客货共线铁路设计暂行规定》（铁建设［2005］ 285号）、《铁路信号设计规范》（TB10007-2006）等2009年的现行规范。工程实施中，信号设计的依据逐步被新规范废止，而工程受费用限制和站前线路等特殊因素影响，不能完全执行新规范，故出现一些特殊设计。

2.1出站信号机及出站应答器组的设置

考虑本线运行动车组，出站信号机不能按照TB10007-2006规范要求，距警冲标3.5 m后设置出站信号机，需参照动车所信号机设置标准，即出站信号机距警冲标的距离不少于5 m设置。由于本线为客货共线200 km/h的铁路，而《既有线200 km/h动车组列控系统车载和地面设备配置及运用技术原则（暂行）》（铁运〔2005〕21号）、《既有线CTCS-2级区段应答器报文定义及应用原则（暂行）》（运基信号〔2005〕224号）、《客运专线CTCS-2级列控系统配置及运用技术原则（暂行）》（铁集成〔2007〕124号）规范已被废止。综合考虑本线开行列车情况和到发线有效长为1 050 m。故本线参照科技运〔2010〕136号标准布置应答器组，即侧线出站应答器组按照65±0.5 m（从靠近绝缘节的应答器计算），正线进站、进路、正线出站应答器组按30±0.5 m设置［2］。

图1　线路走向及车站布置示意图

2.2站场内USU显示的定位和大于6‰进路信号机电路处理

本线为客货共线区段，从初步设计批复以及安全性考虑，USU的显示应执行普速技规规定，即准许列车经18号及以上道岔侧向位置，进入站内越过次一架已经开放的信号机且该信号机防护的进路经道岔直向位置或18号及以上道岔侧向位置［3］。此种做法对动车组而言，确实牺牲了效率。工程实施中路局要求USU执行高铁技规，即准许列车经进路允许速度不低于80 km/h的18号及以上道岔侧向位置进入站内准备停车［3］。对于本线USU显示的定位设计，既要尊重运行需求，更要考虑行车安全。建议设计院在取得铁总技术委员会的批复后，按照批复进行修改。

由于现有规范未能明确进路信号机接近区段存在大于6‰下坡道时的处理方案。建议设计院根据进路信号机的性质，经牵引计算，应比照进站信号机来处理。如海安站的SL8等。

2.3继电电码化的特殊处理

2.3.1继电电路实现的补码运用

补码是针对发车进路上经P1/18及以上的道岔侧向通过，且该进路内有码区段长度小于动车组完全监控模式下80 km/h常用制动距离，为提高动车组通过P1/18及以上道岔的侧向速度，而对该进路侧向道岔区段进行电码化的一种做法。补码分两种情况：一种是侧向发车进路的补码，使进路侧向区段与1LQG累计长度达到动车组按侧向发车进路上最外方道岔允许速度最大常用制动距离+区间信号点安全防护距离110 m。补码区段发送的有效低频信息与1LQG相同；另一种补码为全进路发码（一般指经过P1/18以上道岔侧向进路）。根据进路前方编码条件和本进路信号开放条件对P1/18以上的道岔侧向轨道区段进行编码。

对本线存在二处侧向发车进路补码、一处侧向接车全进路的发码。补码对列控中心（TCC）编码来说，只需要设计提出，由TCC供应商按照设计意图实现即可。但本项目是继电编码，设计在补码时，采用与正线正向接车进路共用接车的JM发送盒方式。优点：电路修改简单。缺点：存在抢发送盒的问题。即先办理正线接车进路，前行车占用JM发送盒，还未全部进入股道前，具备为后续车开放发车进路的条件（大道岔区段已经解锁）。此时若办理后续列车的出发进路，且该进路同时需要补码，将导致后续列车的补码因前行车占用JM发送盒，而不能正常工作。同样用在发车口做-2+ZP码的发码盒与正线正向接车的JM共用时，也会存在与上述抢JM发送盒的问题。当然可采取行车限制条件的方式，约束行车人员的操作来解决上述问题。因此工程设计时，应单独设置补码FM发送盒。将原JM/FM发送中的反方向正线FM调出（含-2+ZP码），与新设补码的FM共用。即发车单独使用FM，接车方向单独使用JM。优点：不存在抢发送盒的问题，同时也可以解决上码迟的问题，具体在本文2.3.2中详细介绍；缺点：修改工作量大。

在工程设计和审图阶段，应重点审查1LQ的长度，建议信号设计对行车提出1LQ的长度必须大于700 m的要求，从而规避侧向发车进路补码的问题。对于接车进路内存在大道岔，且设有大道岔应答器组的，其接车进路应作成全进路发码。

2.3.2对叠加不预发码的处理建议

对于非全进路发码的侧线股道或特定的接近区段采用占用发码时，由于未能做到预发码，存在列车占用轨道区段与ATP的解码时间、车载逻辑处理存在时间差（俗称上码迟），会出现瞬间制动。尤其有码区段的入口若存在分路不良，此现象更明显。同样的问题在跨线运行发车口的最后一个道岔区段设置-2+ZP码的区段，也会不同程度出现上述现象。

本线设计中虽然取消ZP码，从时间上看确实可以减少2.5 s，但对于不同的车载来说，还是会出现瞬间制动问题。对于跨线运行利用正线JM发送盒发送ZP码，完全可以通过增加ZP码区段的CJ第三条励磁电路来实现预发码，其励磁电路可使用ZP码前方的GJ条件来实现。对于本线股道电码化采用双发送，占用发码方式，且工程已实施到位，建议采用简单处理方案。如图2所示以X→3G进路为例进行阐述，有二种方案解决预发码。一是在原发码通道GJ的基础上串接发码区前方区段5DG 的GJ和对应道岔表示继电器5FBJ的接点，如图2中方案一。二是新搭建X3YMJ（也可CBI驱动X3YMJ），并在原发码GJ的基础上串接X3YMJ接点，如图2所示方案二。第一种电路简单，便于实施。第二种电路相对第一种来说，需要增加继电器。

2.3.3继电电路实现的防灾接入

图2　侧向股道预发码修改示意图

2015年7月，总公司批复宁启项目增设自然灾害及异物侵限监测系统Ⅰ类变更设计。按《铁路自然灾害及异物侵限监测系统工程设计暂行规定》（铁总建设〔2013〕86号）、《信号系统与异物侵限监控系统接口技术条件》（运基信号〔2009〕719号）规定，区间发生异物侵限灾害时，列控中心应控制异物侵限灾害所影响闭塞分区的轨道电路无条件发H码［4］，落物点运行后相邻区段应发HU码。对于本线TCC不负责区间发码，而采用继电编码，尚无规范明确与异物侵限监控系统接口技术条件。但综合考虑设置异物侵限监控的目的，应参照运基信号〔2009〕719号，建议本线异物所在区段发送盒应增设H码的编码电路，同时需修改异物所在区段相邻区段的编码电路。由于本线反向按站间闭塞，不设码序追踪（接近区段除外），故反方向落物点的H码设置是难点。鉴于反方向站间运行，建议按照大区间考虑，充分利用YWJ的条件，将落物点所在区段和反方向入口的第一个区段增设反向H码。

2.4继电电路实现有条件的降级

本线设临时限速服务器（TSRS）管辖临时限速，当满足《列控中心技术规范》（科技运〔2010〕138号）规定的发码降级条件时，进、出站信号机接近区段均应实现码序降级，且对应进站信号显示也应降级。本线TCC可以识别是否满足降级条件，当降级条件具备时，应向CBI发送降级指令。对于进站信号机应由CBI控制USUJ来实现地面信号机和接近区段码序的降级。对于发车进路接近区段码序降级，应由CBI驱动特定的降级继电器，由该继电器来实现接近区段的发码降级，当CBI监测到降级继电器处于非安全侧时，应及时关闭出站信号机。

2.5数据安全

2.5.1接近区段长度

本线正向最高运行速度≤200 km/h，反向最高运行速度≤160 km/h。接近区段长度L接≥L确+ L制计算［5］，其中L确取值15 s，L制取CRH1动车组（制动初速度200 km/h，目标速度0 km/h）紧急制动距离2 000 m，计算出接近区段长度L接≥2 834 m。本线闭塞分区长度按≤1 400 m控制，其正方向进站信号机的接近区段均使用三个闭塞分区，满足规范要求。

本线反向运行设计速度≤160 km/h，按照L接≥L确+L制计算，其中L确取值15 s，L制取CRH1动车组（制动初速度160 km/h，目标速度0 km/h）紧急制动距离1 400 m，计算出反向接近区段长度L接≥2 066 m，理论上应比照《提速半自动闭塞区段接近信号机设计原则（暂行）》（运基信号〔2005〕111号）（适用于160 km/h线路）设置两个闭塞区段的长度即可。而本线反向采用3个闭塞区段的长度作为反向进站的接近区段，实际上对运输效率会有影响。

2.5.2延时解锁时长设置

经科学计算和实践证明CTCS-2级及以下铁路接近锁闭解锁延时时长：接车进路、正线发车进路和经18号以上道岔侧向的发车进路自信号机关闭时起延时3 min，其他进路自信号机关闭起延时30 s［6］。高速铁路接近锁闭解锁延时时长的确定主要是因CTCS-3区段内，RBC允许存在小于20s的无线中断时间，当列车出现无线中断超过20 s时，列车将降到CTCS-2级，凭地面码序控车。列车在降到CTCS-2级前的20 s内，仍保持最高速度运行。因此高速铁路接近（完全）锁闭解锁延时时长：接车进路、正线发车进路和经18号以上道岔侧向的发车进路为4 min，其他侧线发车和引导进路为60 s。

对于本线运行列车的顶棚速度均小于200 km/h，且最高列控等级为CTCS-2级，故本线采用普速铁路的延时时长。

2.5.3分相区长度

本线接触网专业分相区分别设置“T断”、“断”电标，而《列控数据管理暂行办法》（铁总运〔2014〕246号）规定分相区的长度按照正、反向“断”电标作为起止里程。因本线为客货共线，接触网电分相标的设置应参考《接触网电分相标识设置补充规定》（铁总运〔2015〕145号）。当“断”电标距分相中性区段大于80 m时，列控工程数据表编制分相区的长度是按照正、反向“断”电标的里程来计算；当“断”电标距分相中性区段30 m时，列控工程数据表编制分相区的长度是按照正、反向“T断”电标的里程来计算。

2.5.4反方向CTCS-3包的处理

由于本线反向按站间闭塞运行，区间轨道电路不发追踪码序，故进、出站口及侧向出站有源应答器应发送反向运行信息包（CTCS-3包）。另本线六合站至仪征站间设有余家营中继站，江都站至泰州西站间设有中继站1，当办理反方向发车时，动车组在发车站的出站口收到CTCS-3包后，ATP根据CTCS-3包描述长度以及线路速度生成速度-目标模式曲线，若出站口发送的临时限速信息包短于反向运行信息包，将会导致列车制动。建议设计院商厂家特殊处理发车站出站口有源应答器中CTCS-3包描述的长度和临时限速描述长度的关系。

2.6特殊场景下的安全措施

2.6.1继电式区间占用逻辑检查特殊处理

本线参照《自动闭塞区间继电式逻辑检查暂行技术条件》（铁总运〔2015〕121号）来实现区间逻辑检查，该规范明确规定反方向不进行区间逻辑检查。而《列控中心区间占用逻辑检查暂行技术条件》（铁总运〔2015〕156号）规定正反向均实现区间占用逻辑检查，且TCC具备发现分路不良时，控制TCC不能改方的功能。由于本线区间方向电路由TCC控制，区间占用逻辑检查通过继电方式完成。设计应提供接口使TCC获得正向区间是否存在分路不良的条件，当TCC收到已确认的区间分路不良信息时，控制不准改方。对于区间存在反向的分路不良，只能通过行车限制条件来卡控。

2.6.2动车进路上存在分路不良区段

本线双正线间渡线区段可能存在分路不良，按照行车组织规定，分路不良区段严禁开行动车组。本线未考虑分路不良的处理，鉴于工程实施的现状，建议分两步实施：1）比照普速分路不良管理办法，加强测试和碾压。后期安排费用，对分路不良区段进行喷金处理；2）修改列控工程数据表，删除部分经分路不良区段的进路。

3 结束语

本线为200 km/h的客货共线线路，列控中心控制区间方向，而区间轨道电路编码、区间信号机点灯、区间逻辑占用检查均通过继电方式实现，区间反向不发送追踪码序，设置中继站和异物侵限点。无论从技术标准、设计方式、设备接口方式与标准高铁存在一定的差异，实属全路少见。2016年4月6日，笔者参与宁启静态验收工作，由于时间短，介入深度不足，水平能力有限，文中不妥之处，请指正。本文中阐述的观点仅供参考。

［1］铁鉴函［2009］1340号 关于宁启铁路林场至扬州东段复线电气化工程初步设计的批复［S］.

［2］科技运〔2010〕136号 CTCS-2级列控系统应答器应用原则（V2.0）［S］.

［3］铁总科技〔2014〕172号 铁路技术管理规程［S］.

［4］运基信号〔2009〕719号 信号系统与异物侵限监控系统接口技术条件［S］.

［5］傅世善.信号规范释疑之一［M］//傅世善铁路信号论文全集.北京：铁道出版社，2011：198-203.

［6］傅世善.信号规范释疑之二［M］//傅世善铁路信号论文全集.北京：铁道出版社，2011：204-206.

Nanjing-Qidong double-track railway electrifi cation project （Nanjing-Qidong project for short later） is to carry out double-track electrifi cation transformation on the existing railway line. In the period of implementing the project， existing national railways are under speed-up， and various technical specifi cations are constantly updated. As a result， new situation and new problems emerged constantly in construction of the project. The paper sorts out and analyzes the signal design problems and solutions in the project.

railway passenger & freight transportation； signal； special design； application

10.3969/j.issn.1673-4440.2016.04.021

2016-04-25）