单线铁路信号设备选用及经济效益分析

龙真真，王锐东，刘孝凡

（湖南高速铁路职业技术学院，湖南 衡阳 421002）

由于单线铁路信号设备会影响整个铁路系统的安全，因此在选用信号设备时要从各个方面进行全面的考虑，既要保证铁路系统的安全，又要发挥出铁路运行的经济效益。我国近几年来虽然修建了一些双线铁路（复线铁路），但单线铁路里程仍然占我国铁路运营里程的一半之多。为了保证单线铁路的运行安全，提高铁路的运行效率，还需要选择先进的信号设备，满足单线铁路的运输需求，推动单线铁路信号设备向现代化、自动化的信号系统发展。

1 单线铁路信号设备的概述

1.1 单线铁路信号设备的发展历程

我国铁路事业起步晚、发展慢，在发展初期铁路信号使用的全部都是人工开放臂板信号，即使在恶劣天气下也还是需要人工挂煤油灯。因为煤油灯燃烧较快，所以一晚上要挂好几次，给单线铁路的工作人员增加了较大的工作强度，还存在潜在的安全隐患，缺乏安全措施。随着技术的发展，电力被广泛应用，铁路工作人员不再使用煤油灯，铁路信号出现了色灯信号机，可以根据不同的颜色来提醒列车司机在不同的地方以规定速度运行[1-2]。电气集中联锁电路在1960 年被设计研制，经过反复的改进优化，在1965 年被正式应用，随着铁路的不断发展，信号设备也更加完善。

1.2 单线铁路信号设备的组成

单线铁路信号设备主要是由以下3 个部分组成：一是信号机，它是固定信号显示所使用的机具设备，起防护作用，可以防护站内进路、防护危险地点，在广义的铁路信号运输系统中也可以解释为保证列车的行车安全，提高区间的通过能力[3]；二是转辙机，主要作用就是用来转换道岔位置，根据需要进行定位或反位，提示司机正确的道岔位置，当出现道岔事故时及时报警；三是轨道电路，它是单线铁路信号设备的重要组成部分，其作用就是对基础设备进行自动控制，不仅可以进行自动列车检测，控制信号机的显示，还能将地面的信号传送给列车司机，从而实现控制列车的目的[4]。

2 单线铁路信号设备的选用分析

2.1 普及电气集中联锁

我国单线铁路非集中联锁暴露出一些问题。一方面是缺乏安全性，就算是采取了加装轨道电路和双动道岔检测装置的手段，然而这种联锁装置与半自动闭塞相结合还是存在不少的风险[5]，调车作业没有信号机进行防护，容易造成挤岔事故；另一方面是工作效率低，人工扳动道岔增加了铁路工作人员的工作强度，道岔分散操作没有实现与现代信号系统的结合。通过分析以上问题可以得知，单线铁路非集中联锁并不符合现代化的要求，为了保证铁路的运行安全，提高运行效率，还需要积极修建电力贯通线路，逐步普及电气集中联锁的信号设备[6]。

2.2 单线自动闭塞

现阶段我国单线铁路采用的都是半自动闭塞。半自动闭塞技术还不完善，存在一些问题，不能进行自动区间检测，只能依靠人工来实现列车到达和办理的相关业务，存在很大的安全风险，而且效率不高[7]。为了确保列车运行的效率，还应该采用计轴器等区间检测装置，构建自动闭塞。自动闭塞技术可以节省列车运行的间隔时间，且不需要设置区间通过信号机，不仅能节省信号投资成本，还能提高经济效益。目前我国铁路已安装的自动闭塞信号设备数量较少，这主要是因为站间距离较短，列车成对运行，无法实现追踪，采用自动闭塞效果不明显，可以在不追踪的情况下应用站间自动闭塞；而在运输繁忙、车流不均衡、运量增长不明显的地方修建双线铁路时，可以发展单线自动闭塞。

2.3 配套机车信号与速度监督

随着铁路事业的不断发展，我国铁路信号设备也不断完善。单线铁路信号设备应配套站内正线、连续机车信号以及自动停车调速监测装置，避免列车冒进[8]。一般单线铁路运行的条件非常复杂，除了越行以外，还需要进行大量的交会，因此需要监督列车运行的时速，确保行车安全。

2.4 调度集中与调度监督

我国铁路的行车调度目前还是以手动调度为主，不符合现阶段铁路运输事业的发展需求。为了提升行车调度工作的效率，发挥其经济效益，还需要完善调度集中与调度监督工作[9]。调度集中一般会显现在通过能力上，目的是发挥列车追踪运行的能力。在电气集中与自动闭塞的应用基础上，再配合调度集中，不仅能极大地缩短车站间隔时间，还能提高通过能力，有效避免操作失误引发的安全事故，最大程度保证行车安全，减轻铁路工作人员的工作强度。一般在人群稀疏、地形较为复杂的区段，中间站的调车量不高，在车流较多的区段，运输会比较繁忙，追踪运行应该发展调度集中。在运量较多但不符合修建双线铁路条件的区段，可以在修建限制区间双线插入的基础上，设置调度集中。这样可以实现组织不停车交会，从而最大限度地提高通过能力。另外，在其他人流量较多的单线铁路区段，也可以根据实际情况安装调度监督。调度监督的安装和调度集中要满足配套列车车次的运行图，从而发挥出该系统的作用。

3 单线铁路信号设备经济效益分析

单线铁路信号设备应用主要包括以下6 种方案：一是电锁器联动，半自动闭塞；二是电气集中，半自动闭塞；三是电气集中，站间自动闭塞；四是电气集中，自动闭塞；五是电气集中，站间自动闭塞，调度集中；六是电气集中，自动闭塞，调度集中。通过分析6 种设备应用方案的通过能力来探讨对经济效益的影响。通过能力一般表现在到达时间、间隔时间和会车间隔时间上。假设区段限制区间的上行方向运行时间为11 min，下行方向运行时间为10 min，列车启动附加时间为3 min，列车期间停车附加时间为2 min，自动闭塞追踪系统为y，数值取0.3，列车间隔时间为t，下行均为8 min，根据平行能力计算公式，计算得出通过能力和提高效率，见表1。

表1 6 种方案的通过能力和提高效率

由表1 可知，通过对比6 种方案的通过能力和提高效率，可以明显看出不同方案所提高的效率，效率提高了才能发挥出更好的经济效益。在电气集中的基础上，安装自动闭塞、调度集中等信号设备，经济效益显而易见，同时也体现出了现代化信号设备效率高、成本低、收益大的优势。

为了更好地满足单线铁路的运行要求和现阶段的发展状况，应该选择电气集中、站间自动闭塞，配套机车信号、列车自动停车及速度监督，普及调度集中和调度监督，完善信号系统[10]，向更先进的信号系统发展，确保单线铁路的运行安全，提高运行效率和经济效益。

4 结论

随着技术水平的提高，单线铁路信号系统也逐渐从传统的煤油灯发展为现代化的信号设备。为了发挥出单线铁路的经济价值，从通过能力和提高效率方面对6 种不同的单线铁路信号设备应用方案进行了经济效益分析，电气集中、站间自动闭塞信号设备不仅效率高，保证了行车安全，还最大限度地提高了经济效益，有利于促进单线铁路的发展。