境外项目铁路道口运营需求分析及控制系统设计建议

冯梅

（中铁第四勘察设计院集团有限公司国际事业部，湖北 武汉 430063）

0 引言

铁路道口是指铁路与公路在同一平面相互交叉的通路。由于铁路与公路交通路权共享，因此铁路道口是事故易发地段，是铁路运输安全的薄弱环节。中国应对的措施之一是“平改立”。但在其他国家，由于立体交叉道路涉及征地拆迁且配套工程量大，铁路道口常常是更易于实施的方案。因此新建及改建铁路道口系统在我国海外项目中经常遇到，若完全采用我国现行标准的道口系统，存在一些问题，主要原因是国外铁路道口的运营需求、运用场景及配置与我国差异很大。

目前英国铁路网有约6 300个运营铁路道口，英国铁路道口行业标准具备一定的代表性。通过对中英铁路道口运营需求梳理、系统配置对比、关键问题研究，提出我国铁路道口的控制系统在境外项目中的设计建议。

1 铁路道口标准简介

中国在国家标准、行业标准及企业规范3个层面对铁路道口的运用管理、技术条件及设备配置等做出规定，这些标准及规范主要包括：GB 10493—2018《站内道口技术条件》、GB 10494—2018《区间道口技术条件》、TB 10070—2000《铁路区间道口信号设计规范》、TB 10007—2017《铁路信号设计规范》及TG/01—2014《铁路技术管理规程》等。

英国铁路行业标准由英国铁路安全和标准委员会（RSSB）主导，由英国铁路集团（Railway Group）编制。与铁路道口相关的标准主要有：GE/RT 8000《运营规则手册（Rule Book）》、GI/RT 7012《平交道口需求（Requirements for Level Crossing）》、RIS-0792《道口列车运营接口 （Level crossing operational interfaces with trains）》等。

2 运营需求分析

2.1 铁路道口类型及选择

（1）中国《铁路技术管理规程》规定：按看守形式，分为有人值守和无人值守2种类型［1］；按道口装备，分为自动通知道口，自动信号道口，自动通知及自动信号道口，自动通知、自动信号及栏木道口；按道口所在位置，分为站内道口及区间道口［2］。

（2）英国铁路标准根据道口信号触发控制方式、与铁路正线信号机接口方式、道口装备等进行分类，主要分为：自动道口、受控道口、列车司乘员控制及开放道口4种［3-7］。①自动道口。指列车接近铁路道口时，报警防护程序能自动触发，防护设备栏木及道口信号能自动动作的道口。自动道口细分为自动半栏木道口、现场监督的自动栏木道口、现场监测的自动开放道口、有红绿警告灯的道口。②受控道口。指由信号员、道口看守员或列车司乘人员操作，触发道口信号防护设备的道口。其中根据操作是否在道口现场，又分为现场控制道口及遥控道口。遥控道口根据设备配置不同又分为现场监控、视频遥控有人值守栏木铁路道口等类型。③开放道口。指仅设置公路交通指示牌而没有栏木或道口信号防护设备的道口。

（3）采用何种类型的道口，主要考虑道口路段列车运行速度、道口折算交通量及现场瞭望情况等因素。中国线路设计规范［8］要求“......路段设计速度100 km/h、折算交通量大于10 000辆次的道口采用有人值守”；英国标准要求除列车运行速度、有效交通量外，还需要通过风险评估，最终确定铁路道口类型。开放道口仅限于列车通过速度＜16 km/h、有效交通量（有效交通量=有效每日公路通过车辆数×每日铁路通过列车数）＜2 000辆次以及公路速度56 km/h以下的铁路道口采用。

2.2 铁路道口运营场景及配置

（1）中国标准。标准规定道口信号设备设置在有人看守铁路道口，无人看守铁路道口的运营场景在此不进行对比。有人看守铁路道口为自动通知、自动信号及栏木道口，中国有人看守铁路道口设备布置见图1。

图1 中国有人看守铁路道口设备布置

按照中国《铁路技术管理规程》，铁路道口运用场景为：列车接近道口时，系统发出通过报警，声光向公路侧报警，道口信号显示禁止通行，同时一次通知值班员进行现场检查及协助，值班员确认，人工降落道路栏木（若有）。当列车通过道口后，声光报警停止，道口信号恢复常态，值班员确认无后续列车后，人工升起栏木。

道口出现紧急情况时，值班员可通过道口控制盘按下防护信号按钮，使遮断信号机点亮，同时停车指令通过机车信号传至列车，使列车停车。遮断信号机在道口的2个方向均有设置。

（2）英国标准。标准中铁路道口类型较多，运用场景各不相同。目前较多采用自动半栏木铁路道口、现场监控自动栏木铁路道口、现场监控自动铁路道口、现场监控有人值守栏木铁路道口、司乘操作铁路道口等。英国自动半栏木铁路道口设备布置见图2。

图2 英国自动半栏木铁路道口设备布置

英国铁路道口标准规定的道口运营需求及配置见表1。

表1 英国铁路道口标准规定的道口运营需求及配置

3 铁路道口标准关键问题

3.1 管理监控方式

中国标准中有人值守铁路道口与英国标准中各类铁路道口对比分析见表2。

表2 中国标准中有人值守铁路道口与英国标准中各类铁路道口对比分析

3.2 防护设施配置

3.2.1 公路侧防护措施

中国和英国在铁路道口公路侧防护措施方面基本一致，除了公路侧车辆行人的预告警示牌，主要防护设施为道口报警、道口信号及栏木。此外，英国标准中还要求自动道口设置公共直拨电话，以便道口故障时或应急情况下，可以收到公众提供的设备故障及紧急信息报告。

3.2.2 铁路侧防护措施

中国标准中，铁路侧防护措施主要是通过铁路轨旁设置的遮断信号机点灯，通知列车司机停车。遮断信号机在道口设备正常时不点灯，不起防护功能。当道口设备故障或道口发生汽车阻断等情况时，道口值班员破铅封按下按钮，点亮铁路轨旁遮断信号机指示接近的列车停车，同时通过遮断信号机前方的轨道电路将HU码发送至车载ATP，列控系统也会确保列车停车［9］。

由于中国时速120 km以上的线路均不设置平交的铁路道口，因此应用于时速160 km以上线路的中国CTCS-2/3列控系统尚无与道口控制系统的接口应用。从技术角度看，中国道口信号与CTCS-2/3列控系统可以实现。

英国标准中，正线也同样设有铁路防护信号机或停车牌，以及相应的预告信号机（牌），对于防护信号机接近区段，要求设置列控装置。另外，铁路道口前方会在铁路轨旁设置道口表示器，显示道口公路侧是否封闭，司机据此信号通过道口。英国AWS自动报警系统及欧洲ETCS列控系统均有与道口控制系统的接口要求及实用案例［5］。

3.2.3 其他设备

无人值守道口，英国标准要求视野不佳的道口安装视频监控设备或道口障碍物探测器用来确认道口无障碍物。障碍物探测器需要与道口铁路防护信号进行联锁。

3.3 与正线信号系统的接口

中国标准中，道口控制系统与正线信号系统并无直接的接口，但在道口故障不能封闭时，值班员可以通过人工按按钮点亮遮断信号机。遮断信号机点亮时，信号系统的机车信号向车载发送停车信息。遮断信号机平时不亮灯，但进行冷丝断丝检查。道口值班员在道口控制室内可通过道口控制盘监视道口设施的状态信息，但道口设施的状态信息未发送至相邻车站或调度中心。

英国标准中，道口控制系统与正线信号系统存在接口。不同的道口有不同的要求，主要接口有：

（1）栏木位置与铁路防护信号接口。对于按照防护信号显示行车、不需要在道口前停车的列车，则需要将道口栏木状态与正线联锁系统或列控系统进行联锁，确保列车经过道口时，道口公路侧已关闭。对于道口前方铁路轨旁设有停车牌的道口，正线防护信号机无需与道口设备联锁。

（2）道口障碍物探测器与铁路防护信号接口。道口障碍物探测器探测到障碍物时，正线防护信号机关闭，车载移动授权也随之改变，列车需在防护信号机前方停车。

（3）另外，当列车接近点与道口之间设有正线信号机时，道口触发报警时机需要与正线信号机显示发生联锁关系，以确保不会因为列车正常停车增加预设的道口报警时间，导致公路侧存在闯道口的风险。

（4）在部分联锁设备中，将道口监控等功能进行集成，信号员可以通过联锁系统直接监控道口设备。

4 境外项目铁路道口控制系统设计建议

根据以上对比分析，我国和境外铁路道口系统组成、配置不同的根本原因是运输需求不同。铁路道口无人值守的运输要求，决定了道口系统正常状态及应急状态下的启动、复原流程及责任主体不同，进而决定了系统配置及相互接口不同。铁路道口运营场景多，也决定了道口系统的多样性。

我国铁路境外项目中的铁路道口防护系统设计应以研究当地道口相关法规及运营需求为基础，对我国现有道口信号系统进行适应性改造，并结合当地公路交通要求及项目正线信号系统制式进行设计。根据列车接近离去条件邻站联锁系统自动驱动道口交通信号及栏木升降，采集道口栏木位置及道口封闭信息，确认道口封闭后，行车许可方可发布。列控系统根据行车许可监控列车运行。同时，可以考虑在调度中心增加道口状态监测信息。

另外，需要关注境外项目所在地采用无人值守道口时，其通过速度及交通量的具体要求，以便确定是否装备道口控制设备。

5 结束语

我国铁路境外项目中铁路道口很多，但用户运营需求与我国不完全一致。根据我国境外项目铁路道口运营需求，分析影响铁路道口系统配置的关键问题及中英铁路道口的系统配置差异及原因。根据分析结果，提出我国境外项目铁路道口控制系统设计建议：铁路道口的系统配置应以铁路道口运营需求为基础，对我国现有铁路道口的控制系统进行适应性改造，提高系统自动化程度，并结合当地公路交通要求及项目正线信号系统制式进行设计。