多线共咽喉车站信号平面设计典型问题探讨
2023-02-06张敏慧
张敏慧
铁路建设或改造工程中会遇到一些多线共咽喉的车站(场),其联锁区的划分难以再行分割,通常纳入一套或两套联锁系统管辖。此类车站的特点主要为衔接多条线路、接发车口数量众多;站场纵向范围长,有些可跨越2~3 km;引入线路的等级可能不同,或有行别(上、下行)交叉情况。
因此,在进行车站信号平面图设计时,除了会遇到常规问题,如线路交织站信号机常态设置、咽喉区道岔转辙设备安装空间等[1-2],还会遇到进路信号机设置、进路表示器设置、地面载频与低频设置等方面的特殊问题[3-6],本文就部分特殊问题进行分析探讨。
1 进路信号机设置
1.1 车站情况
某工程对两条干线铁路衔接的纵列式车站甲进行改造,车站站型及信号平面布置示意见图1,包括对其中一条干线(图1 中粗实线所示)进行工程改造和对站场部分道岔布置配套改动,但各进路开通方式原则上没有变化。
1.2 问题分析
车站甲最初开通时,其信号机设置延续了原《信号显示举例图》的设计方案,即采用纵列式车场时,当一个车场的前方与另一车场或线路衔接时,该车场正线上的信号机设置为接车进路信号机,并可兼作出站信号机使用。以往车场正线设置接车进路上的高柱信号机,一方面便于瞭望;另一方面,接车进路信号机可以通过双黄显示,明确示意列车进路经道岔侧向。但是,随着电码化技术及列车车载技术的发展,指示列车走行道岔侧向已经有了UU 码序指示,司机期望从地面信号中获取更多的列车走行信息,但接车进路信号机并不与进路表示器组合使用。而且,2017 版《信号设计规范》(简称“设规”)中也不再有“接车进路兼出站”信号机构[7]。
改造工程引入时,相关部门提出SL4、SL6、SL8采用发车进路信号机机构形式、增加进路表示器区分运行方向的要求,以便于司机识别发车进路的方向。因此,设置于正线上具有出站性质的信号机,直接采用出站信号机的机构形式。这种方式有利于发车进路信号机与进路表示器组合使用,丰富信号机的指示含义。另外,从列控系统的发展及其对信号机性质描述的需求[8]来看,新版设规取消“接车进路兼出站”机构的规定也是必需和有意义的。结合车站甲的改造工程,将SL4、SL6、SL8改造为SII3、SII4、SII5 发车进路信号机,并顺利开通运营。
1.3 设置原则
结合上述分析以及设规的要求,提出纵列式车站中正线信号机的有关设置建议。
1)除进站信号机外,某车场前方与另一车场或线路衔接时,其正线上的正向信号机如果有出站性质,则设置为出站兼发车进路信号机(如图1 中的SII3、SII4、SII5)。
2)如果正线上正向信号机没有出站性质,则设置为接发车进路信号机(如图1 中的XL2、SL2);其他列车信号机均设置为发车进路信号机。
图1 纵列式车站甲站型及信号平面布置示意
2 进路表示器设置
2.1 车站情况
2014 版《技术管理规程》(简称“技规”)已经将进路表示器的发车方向数量提高到7 个[9]。但是有些多线共咽喉车站衔接的线路数量众多,其发车口数量已超过7 个,以图2 中的共场车站乙为例。该车站左咽喉发车共有9 个方向,包含2 对高速联络线A、C,1 对普客线B,以及3 条客走线。虽然根据车流组织,车站乙以图2 中点划线为界分为上下两个联锁区域,其中下半场联锁区域采用常态灭灯的信号机构,但上半场出站信号机S5~SXIII 均可能向左侧9 个方向发车。因此,需要研究如何设置进路表示器。
图2 共场车站乙信号平面布置示意
2.2 设置方案比选
方案一:采用双排6 个表示灯的表示器。双排6 个表示灯可以组合出能识别的9 个方向,见图3,但其中的④和⑥为在技规规定基础上增加的组合,且③和④、⑥和⑦较为类似。虽然该方案提供了发车进路信息,但较难识别和记忆。
图3 点灯组合示意
方案二:在部分出站口设置总出站信号机,以减少表示器的方向数量。此时股道上设置的信号机为发车进路兼出站信号机,向总出站口发车时属于站内运行,可不区分方向,因此减少了发车表示器的方向数量[10]。例如,乙站中在3 条客走线出口XK1~XK3处合并设置总出站信号机,则表示器的方向数量减少为6,可采用技规规定的设置方式。采用该方法时,当列车往客走线方向运行,地面信号并未向司机提供真正的进路去向,信号指示含义不完整。
方案三:有条件按方向别代替线路别设置表示器。为了提升动车组运行相关的发车进路预告功能,借鉴设规中“常态灭灯的出站信号机、发车进路兼出站信号机不宜设置进路表示器”的规定,提出一种新的进路表示器设置方式。对于动车组发车常态灭灯的线路,考虑仅区分线路别,不细分其方向,即常态灭灯的1 对线路为1 个方向,例如高速联络A 线XA、XAF 口作为1 个方向;而对于其他有非动车组运行的线路,则细分其上、下行,例如普客B 线XB、XBF 口作为2 个方向。这样车站乙S5~SXIII 信号机将衔接高铁联络A 线、普客B 线上行、普客B 线下行、3 条客走线,以及高铁联络C 线共7 个方向,即可采用技规规定的进路表示器设置方式。
方案一中表示器设置数量不满足技规要求,且司机的识别难度较高;方案二虽满足技规中表示器设置数量,但信号指示的含义与技规规定仍存在一定的差异;方案三在不区分动车组运行线路方向的前提下与技规规定一致,且易于识别和记忆,但该设置方式目前并没有明确规定。为此,上述各方案中进路表示器的指示和显示方式均有待与运维部门进一步沟通,充分征求意见后方可实施。
3 行别交叉车站地面载频设置
3.1 车站情况
多线共咽喉车站会遇到行别相反的干线在站内交叉的情况,以图4 行别交叉车站丙为例。该站为两对行别相反的客货共线线路交叉车站,按CTCS-2级列控系统配置地面设备,其中粗实线所示两条干线从左至右为下行方向,(1)~(4)所示两条干线从左至右是上行方向。
图4 行别交叉车站丙载频布置示意
3.2 设置方案比选
1)方案一:干线载频不切换。考虑两对铁路干线列车在运行过程中不进行载频切换[11],则丙站站内股道载频布置见图4,其中蓝色为下行载频,红色为上行载频。根据衔接线路的类别,该站站内有动车组及机车牵引普速列车走行,为确保动车组列车运行过程中不发生掉码现象,该站不设计转频码;为便于普速列车跨越行别运行时有较好的转频时机,本线跨越行别的进路不采用全进路有码方式。
采用该方案设置地面载频后,如果列车无需跨越两条铁路线路运行,则各型列车均无需转频。如果有跨线运行,对于动车组列车而言,车载ATP设备收到地面载频信息后自动转换频率;对于普速列车而言,因无转频码,需要人工进行转频。如图4 所示,①②③为常见的跨线进路,均需在目标行别线路前进行转频;a1~a3,b1~b2,c1~c3 为衔接上、下行别的渡线道岔,也均存在转频的可能。这样的地面载频设置方式存在难以有规律地规定列车跨线转频地点的问题,对于普速列车的司机而言,可用性较差。
2)方案二:干线载频切换。考虑到目前该站动车组走行比例较高,跨线列车数量较多,权衡普速列车直通不转频和有规律性转频的利弊,采用统一行别的载频布置方案,见图5。采用该方式进行载频布置时,动车组列车依旧通过地面应答器信息自动转频;对于普速列车,则固定在(1)~(4)口以及连接不同载频的渡线道岔处转频。司机操作的规律性很强,易于使用和记忆。
图5 统一行别载频布置
通过对比两种方案在进路转频点①②③和右咽喉转频点b1~b2 的设置区别,可以发现,方案二需要人工转频的进路数量大大减少,且转频地点固定,便于实施。该设置方案已在丙站得以应用。
需要注意的是,此类行别交叉车站的咽喉区往往较长,对应的1LQ区段则较短。为适配CTCS-2级列车控车需求,地面设备在发车进路末端需要补码。在这种情况下,站内按统一行别设置地面载频的方式将更易满足动车组、普速客车的兼容需求,有利于组织动车组和普速列车的混合运行。
4 结束语
本文就多线共咽喉车站信号平面设计中遇到的信号机及地面载频设置问题进行分析,提出纵列式车站进路信号机设置原则、有条件按方向别代替线路别设置进路表示器、行别交叉车站站内按统一行别设置地面载频等解决思路,以期为类似大站设计提供启发和借鉴。相关方案需结合站点运输特点和运营要求借势运用,同时也期待各方提出意见和建议,以便获得更多优解方案。