既有铁路信号过渡工程设计探讨

张亚琼

（中铁第五勘察设计院集团有限公司郑州分院，河南 郑州 450001）

铁路信号过渡工程是指在铁路升级改造或扩能过程中，对现有信号系统进行改造或更换时，确保列车安全运行的一系列技术措施和过程，这个工程涉及新旧信号系统的平稳切换，能保障铁路线路在改造期间和改造后，该信号系统能够准确无误地指导列车运行，最大限度减少对铁路运输正常运行的影响。科学精准的设计方案直接关系到工程的成功实施以及铁路运输安全和效率，设计时需考虑到所有可能的风险因素，做好施工中的安全保障、新旧系统的兼容性以及应急响应措施等内容的规划，最小化施工对铁路运营的干扰，保障铁路运输的连续性和稳定性。

1 信号过渡设计原则

1.1 保持行车安全和正常行驶的既有联锁关系

新增加的信号设备或改造升级的部分，其设计和配置不仅要满足最新的技术要求和行车需要，同时，也要确保这些变更不会破坏原有的安全联锁体系。这就要求设计方案能够在确保每一次列车操作和信号显示的正确性的同时，还要兼顾施工期间的设备更替、测试与调试过程中可能出现的各种情况，保证在任何时刻、任何条件下，列车运行的安全性都得到了充分的保障。

1.2 过渡施工方案必须以实际情况为理论依据

设计过程中，需详细评估现有信号系统的性能指标、技术条件及其与铁路运营安全、效率之间的关系，制定出既能满足即时需求又不失前瞻性的过渡施工方案。考虑到铁路信号系统是一个高度复杂且相互依赖的技术体系，任何一个环节的改动都可能对整个系统的稳定性与安全性产生影响，因此，设计方案还必须包含对潜在风险的评估以及相应的风险缓解措施。这就要求设计者不仅要具备深厚的专业技术知识，还要能够准确把握铁路行业的发展趋势和技术革新的方向。

1.3 室内配线导通

信号系统的布局和连接中，要实现各个部件之间的有效通信，以保证信号传输的准确性和及时性。工程师需要仔细规划信号线路的布置，并采取适当的措施来确保配线系统的完整性和稳定性，选择合适的导线材料、连接器和绝缘材料，以及采用适当的接地措施来减少信号干扰和信号故障的情况发生。

1.4 空载实验要以电源屏的测试为基础

电源屏作为信号系统的核心组成部分，负责为信号设备提供稳定的电力供应，其性能和稳定性对整个信号系统的正常运行至关重要。在进行空载实验时，通过对电源屏进行测试，可以评估其在无负载情况下的性能表现，包括输出电压的稳定性、波动情况以及电源系统的响应速度等。这些测试结果可以为后续信号设备的调试和运行提供重要参考，确保信号系统在正式投入使用前达到预期的性能要求。

2 过渡方案比选

该站拥有29 套联锁道岔和7 条轨道，包括一条主线。目前，使用的信号联锁系统是在2008 年为服务于当地化工产业园区的铁路专线进行引进与改造时所安装的计算机联锁系统。列车运行的指挥系统采用的是列车调度指挥系统（TDCS）。与邻近的铁路线站点采取的是半自动闭塞方式，而轨道电路则是使用25Hz 相敏轨道电路，上面还加装了ZWP-2000A 型的四线制电码化设备。

2.1 设计方案

方案一：加入L1 型道岔及对现行联锁系统软件的升级来进行改善，需拆除图示内现有的道岔，具体包括221/223、217/215、209/207、122、124、126 和219 号，需在内部保持现有的轨道电路设置不变，如D201G、215-219DG 和223DG，并且将指定的道岔拆除后的位置进行标记。在L1 型道岔的曲线预警区域额外设置一台DL1 型高柱信号器，对联锁表格进行更新，增设从第一区5 号道到第二区5 至23 号股道的启动线路，从X5 到D210 的调度线路，以及从DL1 到华北石油专线的调度线路引入新的轨道电路L1DG，并将215DG 升级为L1DG1。

方案二：通过在不更改现有联锁软件的情况下加入L1 型道岔，并利用外部L1 道岔的联锁条件来处理进路操作，拆除包括221、217、209、122、124、126、223、219 和215 在内的所有现有道岔，随后引入L1 型道岔，以原有的122 道岔的联锁条件作为替代，在室内应显示221、223 的反位状态，并将现有的轨道电路221DG 和209-217DG 搬移至L1 道岔前，以此来替换原有的215-219DG 和D210G 轨道电路，继续使用现有的轨道电路122-124DG，并将其迁移到L1 道岔区域，设置送电部分在L1 道岔的开始处，而接电端则位于曲股处。将信号设备D203 和D102 前移至L1 型道岔位置，同时，将D112 信号机后移至L1 型道岔的后方轨道上，并升级为高柱式信号机。此外，126DG 轨道区段将调整为一个发出端和一个接收端，并迁移到华北石油专用线的轨道上。对于控制台的设置，需要隐藏华北石油专用线的显示，并在机车整备区的D112 信号机位置上标明“华北石油专用线”字样，这样做是为了让现场实际的D112—D102—D203—241 道岔进路来替换控制台上显示的相应进路。

方案三：启用直达轨道并废止旁线轨道，计划分阶段进行停用和改建，并最终投入使用。这一过程需要与场地内各专业团队进行紧密合作，依据现场实际情况，分步骤拆除站内所有旁线的信号灯、道岔及轨道接线盒等配套设施；同时，逐渐移除主线上的道岔转换装置。在室内展示道岔位置，并将复杂的轨道电路简化为单一发出单一接收模式，同时保留主轨道电路和信号设备。着手进行新的上下行主线轨道施工。待主线相关轨道、道岔及轨道设备安装完毕后，由工务和电务部门联合完成该部分轨道的开通工作，启用新的联锁系统并废弃原有系统。在新的联锁系统中，对尚未就位的道岔和轨道电路进行临时适配，直到室内外设施达到一致，再移除这些临时的配线工作，最终实现全站的顺利开通。

2.2 方案比选

2.2.1 运输安全

方案一：考虑到车站场地以及接触网等部门在使用重型机械的频率较高，并且施工现场工作人员较多，在过渡期施工时，必须对车站内所有正在使用的轨道设备进行全面保护。由于现场设备及线路繁多，保养和安全防护工作给相关人员带来了较大的压力，同时，也增加了安全风险。

方案二：与第一种方案相似，而且由于室外的进路设置与室内监控显示存在差异，需要对车站的值班人员进行专门的培训。

方案三：只有主线的两条轨道需要采取保护措施。车站处理的是停靠和直通的列车，操作过程较为简化，确保了过渡期施工的安全性。以保障安全运输的角度出发，方案三被认为是最佳选择。

2.2.2 经济效益

在第一种方案中，充分利用了现有轨道资源，确保了过渡期间的高效使用。然而，这需要设备管理部门在整个过渡施工期间投入大量人力和物力进行维护监控；通过更新联锁系统软件，解决了室内外显示不同步的问题，但这同时带来了额外的软件升级费用，并可能导致工程时间延长。

在第二个方案中，与第一种方案相似，但降低了软件维护修改所需的成本，并且缩减了施工时间，从经济角度看，这比第一种方案更具有成本效益。

第三种方案通过简化过渡设计和施工流程，有效避免了不同施工团队之间的场地重叠使用问题，从而提升了施工效率，减少了施工时间，并降低了过渡期间的成本。综合分析，选择成本较低且过渡操作简便的第三方案，在实际开工情况下，证明了其安全性和可行性。

3 其他环节设计思路

3.1 道岔

当铁路的站点布局变动需加入新的道岔时，必须按照过渡计划逐步实施，考虑到联锁系统软件已经一次性完成更新，在这种情况下，对于尚未在户外安装但已包括在联锁系统中的道岔，需要进行初步的过渡设计。开始时，计划中将逐渐停用侧线上的道岔，同时在户外拆除相应的道岔转换设备及其配套的箱体，将电缆回收至定位箱。在室内部分，电缆将拆解至配线板的相应连接点处，并对道岔进行标记。在新的联锁系统启用后，进一步拆除室内的临时电缆布线。

3.1.1 道岔表示过渡电路

对这一电路组合进行直接过渡处理，根据实际场地上道岔定位或反位的需求，直接向目标显示继电器供电，同时断开启动电路中的保险丝，以及断开挤岔报警电路。无论是电动道岔还是电液道岔，其表示电路的基本原理是一致的，目标都是通过电路中其他继电器的吸合或释放来确保道岔的显示继电器状态与外部设施相匹配。采用这种过渡方法，不仅原理简单、操作易于掌握，此方法既适用于微机控制联锁系统的车站道岔过渡安排，也适合于6502 型电气集中化控制系统的车站，在道岔的拆卸与重新安装等过渡阶段同样有效。

3.1.2 挤岔报警电路过渡

对现有挤岔报警电路进行详细评估，将报警系统分为信号采集、处理与输出三大模块，通过实时数据分析，自动调整报警阈值，确保报警系统在各种环境条件下都能准确响应。采用双向接口设计，新旧系统能够无缝切换，避免施工过程中对铁路运营的影响。同时，针对过渡期可能出现的特殊情况，制定详细的应急预案和操作流程，采取分阶段实施策略，先在小范围内进行试点，收集运行数据，分析存在问题，经过调整优化后，再推广到整个铁路网络。

3.2 轨道电路

在站场进行布局调整时，会导致部分轨道需被移除，对于一送多受的轨道电路，必须执行过渡性设计方案，切断与被拆轨道相对应的室外GJR 连接，恢复电路的正常通行，让剩余轨道电路能够正常操作。

3.3 图纸审查

设计团队在严格遵循铁路信号系统设计规范和标准的基础上，细致分析每一份图纸，对信号布局、控制逻辑、电气连线等关键参数进行综合评估，达到发现并纠正设计错误的问题，优化信号系统的整体性能。设计人员需要向项目建设方清晰展现设计构思，所有设计细节均符合铁路运营的严格要求。

4 既有铁路信号过渡工程设计要点

4.1 过渡工程模拟实验

模拟实验是通过使用软件或物理模型来预测和验证设计方案在实际应用中的表现和效果的关键步骤，工程师在真实环境投入前，对信号系统的功能、可靠性及安全性进行全面的测试和评估。模拟实验的操作过程通常涵盖了从基础数据准备、场景设定、系统配置到执行测试、结果分析和优化建议的全周期。需要收集和整理现有铁路信号系统的详细资料，包括道岔布局、信号逻辑、轨道电路配置等，以此为基础构建精确的模型。根据过渡工程的特定需求和目标，设计具有代表性的测试场景，通过配置模拟软件或设置物理模型，模拟现实中的信号系统运行环境，执行测试脚本，观察并记录系统响应和行为。测试过程中，特别关注系统的响应时间、错误处理能力以及在极端情况下的稳定性。测试后对收集的数据进行深入分析，提出相应的改进措施，根据模拟实验的结果调整设计方案，直至达到预定的性能指标和安全标准。

4.2 现场开通

在信号开通时，设计人员需紧密监视现场操作，一旦遇到技术难题，设计人员将迅速提出解决策略和建议，并通过技术通知书形式，待各相关方面审核签字后，指导施工队伍执行，确保问题能够在最短时间内得到解决。

5 结语

总而言之，要想让铁路站场在信号过渡时能够正常运行，就要在施工前做好设计方案的比选及分析工作，并结合设计方案进行模拟实验，有效联通室内外电路并对电源屏的稳定性进行测试，将施工安排明确交底给全体成员及技术人员，进一步增强项目管理的透明度和效率，这样才能有效开展实际的信号过渡施工。