多线共场车站信号系统解决方案研究

2022-12-29李伟

郑州铁路职业技术学院学报 2022年4期

李伟

(武汉铁路职业技术学院,湖北武汉 430205)

随着高速铁路不断建设，铁路路网不断交织，出现较多不同线路共场的车站。共场车站有普速和高速共场的情况，也有高速和高速共场情况。同时，共场车站有区间出岔衔接方式、咽喉区联络线方式、股道联络线方式和共咽喉区方式，分别见图1(a)、(b)、(c)、(d-1)、(d-2)、(d-3)。这类车站信号系统设置需要统筹考虑车站衔接方式、所衔接线路的性质、调度台归属、列控等级设置、列控中央设备能力及接入条件等多种因素，场景众多[1]，有必要针对不同场景、不同工程边界条件进行研究分析，选择相应的联锁、列控系统方案，从而优化运用和维护方式。

(a)区间出岔衔接方式 (b)咽喉区联络线方式 (c)股道联络线方式

(d-1)共咽喉区方式(完全共用) (d-2)共咽喉区方式(外包式) (d-3)共咽喉区方式(并列式)

1 联锁系统设置方案

1.1 联锁系统设置的考虑因素

联锁系统的设置通常需要考虑基础设施资产归属、与调度区域的关联影响、远程道岔的控制能力、故障影响波及范围等方面的因素。

1.2 不同场景下联锁系统设置方案分析

结合车站共场的不同方式，各场景中联锁系统选择方案考虑如表1。

表1 各场景中联锁系统选择方案分析表

1.3 远端道岔和车场间信号机布置方案

针对区间道岔纳入就近车场管辖的场景，通常情况下两个车站会分别设置车站的进出站信号机，如图2(a)所示，远端道岔纳入A站Ⅱ场控制，则在道岔岔尖处设置上行进站信号机SN和上行反方向进站信号机SNF，Ⅱ场入口设计进路信号机，道岔岔后设置往Ⅰ场的总出站信号机SZ4和SZ2和来自Ⅰ场方面的通过信号机SC和SCF。通常情况下，SN—SZ4及SNF—SZ2信号机之间的距离较短(如200 m)，在信号显示关系中，SN和SZ4、SNF和SZ2间采用红灯重复设计。

(a)按方框分两站设置信号机 (b)按一个车站设置信号机

然而，列控系统并不处理红灯重复的逻辑关系，当收到进站应答器信息时，按照前方SZ4(或SZ2)目标速度为0控制列车运行，如果相邻两架信号机距离不满足动车组道岔侧向限速制动到0的紧急制动距离要求，动车组在越过SN(或SNF)应答器组后可能产生紧急制动而停车。

为适配列控系统，采用该设计方案时需要考虑拉开经道岔侧向进路的两架列车信号机(SN—SZ4、SNF—SZ2)间距离，使该长度满足道岔侧向限速制动到0的紧急制动距离要求。如果受工程条件、线路通过能力等因素制约，道岔侧向连续两架列车信号机间距无法拉开时，可以考虑取消SZ2、SZ4总出站信号机，但此时SN、SNF需定义为进站兼通过信号机，超过目前的技术管理规定[3]，运营部门需为该类型信号机制定相应的管理办法。

如需避免出现进站兼通过信号机的情况，还可以按照图2(b)的方式设置A站的信号机，即Ⅱ场和Ⅰ场作为一个整体统一设置进出站信号机，其与图2(a)方案信号机设置方式的区别见图2(b)中虚线框。采用该方式设置进出站信号机后，更能满足道岔侧向连续两架列车信号机间距大于道岔侧向限速制动到0的紧急制动距离要求。

1.4 共场联锁车站信号机机构及常态设置方案

客运专线主要运行配置C2/C3级列控车载设备的动车组(简称ATP列车)，客货共线则装备C0级车载设备列车(将未配置C2/C3车载或装备有C2/C3车载但设备故障的列车称为非ATP列车)，两者在车站列车信号机常态、出站信号机机构[4]、开灯时发车检查条件[5]等方面有所不同。对于点灯线路和灭灯线路在同一车站归属同一联锁区的共咽喉车站，会出现不同信号机设置方案[6]，但不同方案在运用时会有不同的使用注意事项，实际运用中需要结合不同等级列车开行对数情况及使用部门的意见综合选用。正常情况下，非ATP列车不会跨线至常态灭灯线路运行，但C2级动车组可能跨线至常态点灯线路运行；特殊情况下，常态灭灯的线路上可能会有非ATP列车运行。

2 列控系统设置方案

2.1 列控等级设置的考虑因素

列控等级设置要综合考虑车载设备装备原则、线路通过能力和速度、车站与线路的列控匹配性、既有车站列控等级情况等因素。

2.2 不同场景下列控等级设置方案分析

针对不同车站形式，根据开行列车类别、车场衔接线路情况，原则上可选出各车场应采用的列控等级，见表2。

表2 车场与列控等级设置表

2.3 列控等级切换位置的确定步骤

在选出车场列控等级后，需要根据预期切换区域线路、站场工程条件、其他列控相关功能的同步实现、各类应答器设置的相关规定等因素，进一步确定等级间切换点的具体位置。

共场车站通常衔接线路较短[7]，在等级切换处往往还涉及进站应答器组、定位应答器组、电分相应答器组等完成其他功能的地面应答器，且列控系统对这些应答器组设置位置及间距有一定的要求。因此，在确定等级切换点位置时，需要进行应答器设置需求与工程条件的匹配分析，原本预期的等级切换点可能不具备设置条件时就需要对工程范围内其他设备设置(如分相区设置位置、联络线速度等)提出修改或调整建议，也可能需要适当调整列控等级的切换点位置。

根据应答器相关技术规范[8]，等级切换预告点至执行点之间的距离，要大于预告点处C3允许速度至执行点处C2允许速度的制动距离，再加上以该区域线路允许速度运行5 s的距离。该处设有大号码道岔，其C3/C2等级切换预告点、执行点的位置设置需要避开大号码道岔岔前及岔后的车尾保持区[9]。同时，考虑某一等级列控系统需在运行至电分相前10 s向列车发出分相预告信息，级间切换需避开此范围。因此，当该处联络线距离较短时，C3/C2等级切换点难以在联络线上设置，此时需要考虑电分相位置是否可以调整、联络线速度及大号码道岔出岔位置或辙叉号是否需要协同调整。土建工程或行车能力检算有问题时，需要信号系统寻求解决方案。

寻找信号系统解决方案时，应进一步研判Ⅱ场前后区段线路的速度及后续衔接线路关系。如果Ⅱ场为C3线路的尽头车站，如图3(a)所示，则可考虑将Ⅱ场的列控等级调整为C2，否则可以考虑将Ⅰ场列控等级调整为C3。Ⅰ场往Ⅱ场方面行车时，采用C2控车的列车通过大号码道岔后，重新转换为C3等级。Ⅱ场往Ⅰ场方面行车时，如图3(b)所示，采用C3控车的列车保持C3控车进入Ⅰ场停车、发车或通过后，利用设置在C2离去口的C3→C2等级切换点切换为C2等级。

(a)Ⅱ场调整为C2等级 (b)Ⅰ场调整为C3等级

2.4 共场车站列控系统设备配置

除应答器、LEU(地面电子单元)、轨道电路外，车站各场要考虑TCC(列控中心)设备配置以及与中央RBC(无线闭塞中心)、TSRS(临时限速服务器)设备的配套关系。

分场设联锁的C2/C3车场原则上应分场设置TCC，对于设置为C0的车场，需要根据向C2列车提供线路参数和临时限速信息的CZ-C0应答器组需要信息的状况，选择是否配置TCC。通常情况下为利于调度台对临时限速的管理，场间联络线归属于等级较高的车场或线路所所属的调度台管辖，即归属图4中Ⅱ场和线路所所属的调度台管辖。若出现图4(a)所示情况，联络线范围内可设下C0/C2级间切换应答器组，则CZ-C0应答器组由C2等级的线路所管辖，C0车场无须设置TCC。若出现图4(b)所示情况，联络线范围内设不下C0/C2级间切换应答器组，需将Ⅰ场往Ⅱ场发车的出站信号机应答器组共用为CZ-C01，这时CO车场则需要设置TCC,并需同步考虑信号安全数据网由C2车场往C0车场拉通的要求。