铁路接轨站信号系统设计方案研究

2020-01-01王倩倩

铁路通信信号工程技术 2019年12期

王倩倩

（中铁第一勘察设计院集团有限公司，西安 710043）

1 接轨站既有信号设计情况

本文研究的接轨站中川机场站，是兰州至中川机场线的既有地下车站，新建铁路兰州至张掖三四线中川机场至武威段从该站预留位置引出。

中川机场站既有设计情况如下：车站配置计算机联锁系统、CTC2.0 站机、CTCS-2 级列控系统、信号集中监测系统、信号安全数据网、信号电源、车站信号设备雷电及电磁兼容综合防护系统；信号设备采用单独接地方式，站内正线及到发线采用ZPW-2000 型一体化轨道电路，道岔转辙设备均采用ZYJ7 型电液转辙机全主机牵引方式，进出站信号机按照四显示自动闭塞方式设置，常态处于点灯状态；中川机场站归中川城际枢纽调度台管辖。

2 接轨站信号系统设计重点难点

在新建兰张三四线中川机场至武威段引入既有中川机场站时，该站的信号系统设计从相邻线设计标准、相关工程的工程分界、现行铁路标准等方面进行考虑。本文主要研究中川机场站列控系统的选择、信号机的设置、信号安全数据网的接入、与后期相关工程的分界的设计重难点。

2.1 列控系统选择

本线的设计速度为250 km/h 且仅运行动车组，根据速度目标值的相关设计标准，本线的列控系统可以采用CTCS-2 级或CTCS-3 级列控系统，故本线的列控系统设计方案需结合我国铁路技术政策、列控系统的特点及相邻线列控等级等因素进行选择。

2.2 信号机设置

既有兰州至中川机场线设计速度160 km/h，部分与既有兰新线共线动车组运行，该线设计阶段考虑预留了货车运行条件，全线按普速铁路自动闭塞区段设置信号机、常态点灯方式。故中川机场站既有站内进、出信号机均按普速铁路标准设置。

本次设计将中川机场站股道有效长度由既有450 m 延长至650 m，车站站型改造为1 岛4 线形式；正线间未设置渡线，在车站到发线尾部正线间设立折线2 条，以满足开行兰州方向至本站立折作业需求；远期为引入兰州中川机场T3 航站楼项目中川机场站（T2 航站楼）与中川机场东站（T3 航站楼）联络线的一部分。车站平面示意如图1 所示。

图1 中川机场站平面示意图Fig.1 Schematic diagram of Zhongchuan Airport Station

综上所述，中川机场站的信号机设置方案需考虑既有相邻线和拟建线路的信号机设置和显示方式等因素。

2.3 信号安全数据网接入

既有兰州至中川机场线信号安全数据子网与甘青信号安全数据子网1 链路聚合连接，在建中卫至兰州客专的信号安全数据网在黄羊头线路所和树屏线路所与兰州至中川机场线环网连接。中川机场站及新建中川机场至武威段信号安全数据网的组网方式需综合考虑既有现状、后期T3 引入工程及武威至张掖段的子网接入方式。

2.4 与相关工程的分界

中川机场站既是既有兰州至中川机场线和中川机场至武威段的接轨站，又是新建铁路兰州至张掖三四线引入兰州中川机场T3 航站楼项目的接轨站，中川机场站在两个工程中信号改造内容的分界需结合站前工程划分、信号设备修改内容等方面确定。

3 接轨站信号系统的设计方案

3.1 列控系统选择

新建中川机场至武威段为250 km/h 速度目标值的设计标准，与本线相连的既有兰州至中川机场线设计速度160 km/h、采用CTCS-2 级列控系统；在建中卫至兰州铁路设计速度250 km/h，采用CTCS-2 级列控系统；拟建的引入T3 航站楼项目推荐采用CTCS-2 级列控系统。故提出如下两个方案。

方案一：若接轨站及新建线路采用CTCS-3 级列控系统，与邻线接轨处均需设置C2/C3 级间转换点，并需要增加设置无线闭塞中心(RBC)。根据RBC 处理能力指标进行核算，兰州至张掖三四线中川机场至武威段需设置两套RBC，故需增加RBC及相关设备投资。

方案二：若接轨站及新建线路采用CTCS-2 级列控系统，将与兰州至中川线CTCS-2 级列控系统贯通；且本线动车组运行时经过的中卫至兰州铁路、兰新客专、中川铁路等线路均采用CTCS-2 级列控系统，保持了运行交路内动车组运行的连贯性，有利于动车组统一配置和灵活运用。

综上所述，结合新建线路站前设计标准、技术政策、相邻线路列控模式等因素，考虑本线与相邻线路CTCS-2 级列控系统平顺贯通、标准协调、技术可行，兼顾实际运营中动车组调用更具灵活性，及节约工程投资等因素，本次设计采用CTCS-2 级列控系统。

3.2 信号机设置

接轨站中川机场站信号机设置方案的选择，考虑既有兰州至中川机场线和拟建线路的信号机设置和显示方式等因素，提出如下两个方案。

方案一：与既有兰州至中川机场线保持一致，本站新增右咽喉部分按照四显示自动闭塞设计，该方案使兰州至中川机场交路内信号机机构和显示方式一致。

方案二：本站新增右咽喉按照客运专线车站常态灭灯方式设置进、出站信号机。该方案使本站右咽喉信号机机构和显示方式与既有兰州至中川机场线不同。

根据行车组织方案，新建兰州至张掖三四线中川机场至武威段须按照区间不设信号机、站内常态灭灯方案设置信号机。故本次设计采用方案二，即将中川机场站作为区间设信号机和区间不设信号机的衔接车站，兰州方向出站信号机设置为双机构、常态点灯，张掖方向出站信号机设置为单机构、常态灭灯。

中川机场站新增右咽喉出站信号机及进站信号机示意如图2 所示。

3.3 信号安全数据网接入

图2 出站信号机及进站信号机示意图Fig.2 Schematic diagram of outbound signal and inbound signal

根据《高速铁路信号系统安全数据网技术规范V3.0》[1]的子网划分要求5.2.1.1 规定：“为提高信号安全数据网的可靠性和稳定性，应对以下情况进行子网划分：1）不同线路应划分不同子网；2）铁路局分界处应划分不同子网；3）当网络中接入的网络设备（交换机和中继器）超过60 台时，或网络中接入的通信设备所需配置的IP 地址数量超过一个网段的容量（254 个IP 地址）时，应划分不同子网。”，本线信号安全数据网与既有兰州至中川子网的接入方案可采用以下两种方式。

方式一：本线信号安全数据网子网与兰州至中川子网按同一线路不同子网方式连接。

方式二：本线信号安全数据网子网与兰州至中川子网按相邻线路子网方式连接。

中川机场站属于既有兰州至中川机场线信号安全数据子网的端头站，后期拟建引入T3 航站楼工程的信号安全数据网设计方案为接入兰州至中川机场线环网中，拟建史喇口线路所通过通信专业提供的两条不同物理路径的专用光纤（主用4 芯备2芯）接入中川机场站交换机。根据施工组织安排，本线与兰张三四线引入T3 航站楼项目同步建成通车，结合相邻线路的安全数据子网划分方案，本段安全数据网新设中川机场至武威段子网（不含中川机场站），与兰州至中川机场线环网按相邻线路方式进行组网，与武威至张掖段（预留）安全数据网子网按同一线路不同子网方式进行下一阶段的组网连接。因此，中川机场站与相邻线路的安全数据网接入方案如图3 所示。

3.4 与相关工程的分界

兰张三四线引入中川机场T3 航站楼工程目前处于待开展初步设计阶段（预计与本线同步实施），兰张三四线中川机场至武威段目前处于施工图设计阶段，两个工程均接轨于中川机场站，故中川机场站内两个工程进行清晰的分界对划分工程投资至关重要。

图3 中川机场站安全数据网连接示意图Fig.3 Schematic diagram of safety data network connection of Zhongchuan Airport

本线工程范围内中川机场站由尽头车站改建为中间站，站场右咽喉区设置八组道岔，两条正线引出至本线区间正线，并设两条立折线，信号工程内容根据站场专业的工程进行既有信号系统的修改；引入T3 航站楼工程中中川机场站站前仅将本线中所设的两条立折线打开作为中川机场站（T2 航站楼）与中川机场东站（T3 航站楼）联络线的一部分，故引入中川机场T3 航站楼工程中涉及的中川机场站所需信号设备房屋、信号电源等工程由本工程统筹考虑。T3 工程引入后对信号室内外设备的修改纳入兰州至张掖三四线引入中川机场T3 航站楼工程范围内。