计算机联锁车站联锁图表设计的研究
2023-10-24习家宁
习家宁
(中铁第一勘察设计院集团有限公司 陕西 西安 710043)
联锁的概念是信号机、道岔、进路三者之间相互制约而又紧密联系的关系,在计算机联锁系统普及的今天,联锁表是作为联锁系统设备调试、开通、验收、使用的重要标准,与行车安全直接挂钩,其安全性与重要性不言而喻。联锁表的设计需要编制人员根据信号平面布置图逐条仔细设计核对,当车站较为复杂时,需要检查考虑的因素也越多,容易产生疏漏,留下安全隐患。
本文根据联锁表编制原则企业标准《计算机联锁车站图表编制原则》(Q/CR 654-2018)[1],并结合自身在工程设计中遇到的不同情况进行分析研究,尤其是从企标中新增加的“接近锁闭区段”一栏,以及其他栏目中分析研究了人解时间栏、条件敌对信号栏以及道岔栏中在设计方面需要注意的问题。
1 接近锁闭区段
进路锁闭分为预先锁闭和接近锁闭。预先锁闭的构成条件是进路建立、信号开放且接近区段未被占用,当接近区段被占用时即构成接近锁闭[2]。两者取消进路的方式也有所不同,预先锁闭状态下的进路取消通过按压总取消按钮加进路始端信号机按钮即可立即取消该进路,但接近锁闭状态下的进路取消需要按下总人解按钮加进路始端信号机按钮,延时后才能解锁,目的是防止列车冒进信号[3]。延时时间长短对列车运行效率与安全至关重要,因此,本文将从调车进路和列车进路两方面分析。
1.1 调车进路接近锁闭区段
调车进路的接近锁闭区段一般分为3类。
第一类,调车信号机外方未设轨道电路,联锁表“接近锁闭区段栏”为“开放即接近锁闭”。第二类,调车信号机外方设置轨道电路且长度足够,如股道上的出站信号机,其外方区段为股道,长度满足大多数调车情况,因此不需要延长处理,设计时联锁表“接近锁闭区段栏”为“信号机外方第1个区段的名称”。第三类,调车信号机外方设置轨道区段,但长度不够,可按照两种方式处理:一是信号开放即构成接近锁闭;二是接近锁闭区段延长1 个区段,联锁表“接近锁闭区段栏”为“调车信号机外方第1个区段的名称”。
下面根据具体工程设计,某站局部站型进行详细说明,具体如图1所示。
图1 接近锁闭区段示意图
由D3 至3 股道或由D3 向D11 的进路,其“接近锁闭区段栏”中均填写“1-7DG”,属于第三类中的第二种处理情况。因为本站专用线多,调车作业量大,为提高车站作业效率,该站设计原则为:若调车信号机外放设置轨道区段,则“接近锁闭区段”栏为调车信号机外方的轨道区段名称。
D7、D9、D11 信号机外方为专用线且未设置轨道电路,不能够判断车列是否进入接近区段,为保证安全,信号一开放就构成锁闭,属于第一类,因此以该信号机为始端的作业进路,其“接近锁闭区段”栏中填入“开放即接近锁闭”,用以保证调车的作业安全。
由S1 向D1 方向的进路,属于第二类情况,其“接近锁闭区段”栏中填入“股道名称”。
1.2 列车进路接近锁闭区段
列车进路的接近锁闭延长会随列车速度不同而发生变化。对于半自动闭塞而言,其速度小于120 km/h时,其接近锁闭区段为进站信号机的接近区段;对于自动站间闭塞而言,其速度为120~160 km/h时,其接近锁闭区段延长至2JG。自动闭塞同理,其列车速度越高,延长区段越长[3]。
以图1 为例进行说明,首先该站采用的是64D 半自动闭塞,因此对于X或S信号机的接车进路而言,接至任意股道,其“接近锁闭区段”栏中应填入“XJG”或“SJG”,与道岔开通直向或侧向无关。
企标示例的发车进路中对接近锁闭区段进行了区分:直向通过进路与侧向连续进路。对于基本的侧线发车,由于其没有直向的通过进路,因此该栏在设计中为空,侧向连续进路栏填写“股道”;对于正线发车,若其没有走侧向的变更进路,侧向连续进路栏不填,直向通过进路栏分为两种写法:第一种为“接近区段+站内岔区区段”的写法;第二种为站内岔区区段。例如:图1中进路:由II股道向X 口发车,该进路的接近锁闭区段为SJG,6DG~IIG。因为考虑正线列车有可能按照120 km/h速度通过,而6DG~IIG距离不足紧急制动距离要求,当出站信号突然关闭,容易造成列车冒进信号,因此将区段延长至SJG,保证列车运行安全。
通过进路相对于接车进路,其速度高、制动距离大,因此需要的接近锁闭区段更长,对于本站通过进路X→XII→S(设计最高速度为120 km/h,刹车距离最短为800 m),设计时将其划分为2段,第一段进路的接近锁闭区段为XJG(该区段可根据列车运行的最高速度进行适当地延伸),第二段为进站信号机内方的区段3DG~IIG,两段共同构成下行通过进路的接近锁闭区段,只要长度之和满足最短制动距离要求即可。因为站内岔区长度因车站而异,设计时需要仔细考虑接近锁闭区段的长度是否能够满足制动距离要求。
2 人解时间
在列车尚未闯入进路而又未停稳的期间,禁止进路解锁(若闯入进路后,其进路不能够解锁),因此为防止该情况的发生,采取延时的方法。
《6502 电气集中电路》中简单说明了关于人解时间的界定,接车进路和正线发车进路的延时解锁,从信号关闭时起延时30 min,站线发车进路和调车进路延时30 s[4]。《铁路车站计算机联锁技术条件》(TB/T 3027-2015)中规定:接车进路和正线发车进路人工解锁自信号机关闭时起延时3 min,经由18号以上号码道岔侧向的发车进路人工解锁自信号机关闭时起延时3min,其他进路的人工解锁自信号机关闭起延时30 s[5]。
延时最不利的情况是列车以最高速度运行,发现信号突然关闭后采取紧急制动,列车恰好停在信号机前。车速为120 km/h 的紧急制动时间为59 s,司机确认信号的时间为15 s,共计74 s,因此采取3 min的延时裕量充足,调车的接近速度一般小于30 km/h,紧急制动所需时间很少[6]。
以某站为例,具体人解时间的设计如图2 所示。该站下行咽喉为64F半自动闭塞,上行咽喉为1个接车口,IIG为正线。
图2 人解时间示意图
由正线SII信号机向D1口发车,其人解时间为3 min,设计中容易出错的点在于该进路经道岔1/3反位,列车运行速度限制在45 km/h,容易被30 s发车误导。接近锁闭时的进路延时解锁时间值取决于信号突然关闭至安全风险消除的时间间隔[7]。此处的安全风险消除时间采取时间值较大的“停车”时间,即SII信号突然关闭,列车停在出站信号机前方不冒进信号,与进路是否出直或出弯无关。
对于“弯进直出”的情况,尽管列车在进站过程中UU显示的速度已经被限制在45 km/h(图2中为12#道岔举例说明),但当列车相对较短、股道较长,则列车完全驶出岔区后即可按照出站信号的允许信号显示提速。例如:图2 中进路S1 向D1 口直向发车时,其时间考虑设计为3 min,当列车由S接车至I股道后,经过道岔反位进入侧线,但是由于股道较长,列车有提速的可能因素,此处为安全起见并没有采用30 s的解锁时间。
3 带动、防护道岔
《铁路信号名词术语》(TB/T 454-1981)中“带动道岔”的定义如下:排列进路时需要随之动作的非进路道岔[8],目的是满足平行作业的需要。进路的带动道岔未锁闭在规定位置时,不影响本进路的建立,若带动道岔失去表示,该进路的信号机仍可保持开放状态,因此带动道岔影响的是效率问题。《铁路工程基本术语标准》(GB/T 50262-2013)中对“防护道岔”的定义如下:能够防止列车、调车车列由其他线路进入已被排好或占用线路的非进路上的道岔[9]。目的是满足安全作业需要,若防护道岔失去表示,该进路信号关闭[10]。
防护道岔中一般常见的类型有交叉渡线防护、安全线防护、到发线中岔防护、八字进路防护等[11]。
以某站进行举例说明,上行咽喉局部站型如图3、图4所示。
图3 带动道岔示意图
图4 防护道岔示意图
3.1 进路S至4G接车
联锁表中的防护、带动道岔栏为“{20/22},[24]”。24#道岔属于到发线出岔的情况,列车在4G 停车位置不能确定,因此需要将4G上所有出岔的道岔防护到定位,保证进路安全。“{20/22}”表示道岔带动到定位,若排列进路之前,20/22道岔在反位状态,进路排列完毕,会将其锁闭直到进路解锁,此时D8 向IG 的之间的调车进路不能排列,因为D8向IG调车时需20/22在定位状态,但20/22道岔被锁死在反位,故进路不能排出,影响调车进路的办理,如果将其带动至定位,该问题即可得到解决,既满足S至4股接车进路,又不影响D8向IG调车进路,进而提升了车站整体调车作业效率。
3.2 进路XID向S进站信号机调车
16#道岔需防护至定位,即“[16]”,此时超限不检查16DG 的空闲情况;进路D2 至D6 的调车进路:设计时将18#道岔防护到定位,防止列车冒进信号后闯入区段。以上两种情况均属于安全线防护情况,在设计时尤为注意进路内的区段相邻区段为安全线,或该区段内非经过的道岔为开向安全线的道岔,考虑是否增加防护道岔。
3.3 其他情况
若存在调车八字进路,即“X4→D6→D2”,且小八字进路不能调车时,需要对调车分段进路做出防护,经“(6/10)”的进路,2/4防护至定位,经“(2/4)”的进路,防护6/10 至定位,使八字分段调车不可同时排出。本站设计时不考虑八字情况,因此不存在上述情况。
4 敌对信号
在设计联锁表时,进路主要分为两种,一种是列车进路,另一种是调车进路。而对于敌对信号又分为两种,一种是无条件敌对,另一种是有条件敌对[12]。对列车进路的敌对信号而言,一般按照以下3个步骤进行设计。
(1)在办理列车进路时,始端按钮和终端按钮均为列车进路按钮。两个按钮之间的信号均为该进路的敌对信号。例如:图1 中,X 至II 股道接车:D1 为无条件敌对信号。
(2)若为接车进路,则接至该股道的出站信号机,即进路的终端按钮信号机,其列车信号、调车信号均为敌对信号。
(3)寻找始终端按钮之外的进站信号机、进路信号机或者出站信号机等逐一排查,简单理解为进路上所有的道岔均锁定在相应的位置上,寻找其他相关进路信号机或者调车信号机的进路与该进路有无重叠,若存在重叠部分,寻找控制重叠进路的道岔,若是道岔不存在,则为无条件敌对信号,若是存在道岔即为有条件敌对。
例如:X至II股道接车,道岔1#、5#均锁在定位,7#锁在反位,此时该进路是唯一的,SII 信号机不能够开放,如果开放任意性质的信号,其进路均与X→SII进路重叠。列车进路的敌对信号相对简单。
对于调车进路的敌对信号而言,同样按照上述步骤进行,复杂繁琐的难点在于第三条,调车进路距离相对较短,容易存在重叠交叉部分且多数敌对信号为有条件敌对信号[13]。例如:图3中D14至X4D调车进路,D10 符合步骤1 描述,S 信号机此时可以向1~3 股道接车,但经过24#道岔定位向4股道接车时与D14至X4D重叠,因此,该敌对信号表示为“<24>S”。
5 结语
本文结合实际工程设计,对联锁表中接近锁闭、人解时间、带动及防护道岔、敌对信号进行分析和分类举例说明,并总结设计中特殊易错的点,对提升联锁表设计质量具有重要意义。