鐵路信號微機聯鎖工程設計有關問題的分析與建議

李紅俠,王素姣

(中鐵工程設計咨詢集團有限公司通號院,北京 100055)

鐵路信號微機聯鎖工程設計有關問題的分析與建議

李紅俠,王素姣

(中鐵工程設計咨詢集團有限公司通號院,北京 100055)

在近幾年鐵路大規模建設中,信號微機聯鎖設備得到了廣泛的運用。在采用客專CTCS-2和 CTCS-3級列控系統的高速鐵路線路上,微機聯鎖工程設計存在一定特殊性,設計過程中也不斷遇到新問題。就高速鐵路信號微機聯鎖工程設計過程中遇到的如特殊聯鎖技術條件的確定、客貨共線客運專線出站點燈電路方案設計、計算機機房的設置位置等需注意的問題進行分析,提出了建議方案。

微機聯鎖;工程設計;建議方案

1 概述

隨著既有線提速和電氣化改造工程的推進、沿江通道(合寧、合武)以及東南沿海通道的陸續建成運行、武廣和鄭西客運專線的開通運營,鐵路信號技術得到迅猛發展。聯鎖設備是信號系統的核心,擔當著保證行車安全的重任,其中微機聯鎖設備易實現與行車指揮、列控、微機監測等設備的接口,有利于維修保養和處理故障,易實現動作記錄和故障診斷,具備日后擴展和升級換代的能力,通過規范管理和統一技術標準,得到了健康、快速的發展,在全路信息化建設、列控系統建設中發揮著重要作用,且綜合優勢明顯,得到了廣泛的運用。

普速鐵路、客專 CTCS-2、3級列控系統的信號微機聯鎖設備其聯鎖技術條件有所不同,在客專 CTCS-2和 CTCS-3級信號系統中列控設備需要完成對車站移頻軌道電路進行編碼、控制移頻軌道電路的方向等,微機聯鎖設備與列控系統接口會遇到許多新問題。就高速鐵路信號微機聯鎖工程設計過程中遇到的特殊聯鎖技術條件的確定、客貨共線客運專線出站點燈電路方案設計需注意的問題、計算機機房的設置位置等結合已實施的工程,提出建議及方案。

2 根據線路標準確定特殊聯鎖技術條件

列車運行時速 300 km及以上的線路,地面按CTCS-3級列控系統設計,200～250 km/h的線路,地面按 CTCS-2級列控系統設計;對于 CTCS-3級的線路,一般僅開行動車組,而對于 CTCS-2級的線路,存在兼顧貨運的情況。

普速鐵路、CTCS-2、3級客專線路車站的信號微機聯鎖設備其聯鎖技術條件有所不同,進站接車進路UUS點燈條件、安全線道岔的控制、信號機點燈狀態轉換等技術條件方面與普速鐵路聯鎖有許多不同點。此外,對于僅開行動車組的 CTCS-2、3級線路車站特有的出站引導模式需要微機聯鎖設備檢查相關條件,驅動出站信號機引導信號點燈的有關繼電器;客專CTCS-3級線路的微機聯鎖設備還需要開發與 RBC的接口,傳遞進路條件信息等。

2.1 進站接車進路 UUS點燈條件

鐵路技術管理規程、鐵集成[2007]124號《客運專線 CTCS-2級列控系統配置及運用技術原則(暫行)》分別對普速鐵路及 CTCS-2級客運專線 UUS點燈及編碼做了相關規定。僅開行動車組的客運專線,UUS燈要求列車限速運行(默認道岔側向允許速度 80 km/h),表示列車接近的地面信號機開放經 18號及以上道岔側向位置進路;普速鐵路及 CTCS-2級客貨共線的客運專線進站接車進路 UUS燈按現行規定(TB/T3060—2002)執行：要求列車限速運行(默認道岔側向允許速度 80 km/h),表示列車接近的地面信號機開放經 18號及以上道岔側向位置、且次一架信號機開放經道岔直向或 18號及以上道岔側向位置進路。執行以上標準會出現不同的客專線路經 18號及以上道岔側向位置接車,點 UUS燈及 UU燈兩種情況(而 UU燈默認道岔側向允許速度 45 km/h)。

但結合客運專線的具體情況,以上標準的執行也不是一成不變的,例如針對東南沿海鐵路(已開通運營,屬于客貨共線的客運專線)途經經濟發達地區,?？空军c較多,執行以上標準引起動車組晚點較多。分析原因是：經過 18號道岔側向接車不能利用大號碼(18號及以上道岔)側向較高的過岔速度。為保證動車組準點運行,部運輸局針對東南沿海鐵路提出側線進站停車進站信號機點 UUS燈的新思路,規定為：經18號道岔側向進入股道時停車或通過時,進站信號機點 UUS燈(要求微機聯鎖設備驅動進站信號機的相關閃光繼電器),由 ATP控車的動車按 80 km/h的速度進側線停車,而進站信號機點 UUS燈時,LKJ控車時仍按 45 km/h速度接車。

2.2 信號機點燈狀態轉換控制

僅開行動車組的 CTCS-2、CTCS-3級客運專線,其正線車站列車信號機常態為滅燈狀態,存在信號機點燈狀態轉換控制的問題,其車站微機聯鎖設備將對車站信號機的開關燈進行特殊操作和控制。

一般情況下,微機聯鎖設備可以按咽喉設置有點燈、關燈按鈕,通過特殊操作轉換某條進路的點燈、關燈狀況;微機聯鎖設備需要考慮點燈情況下區間空閑檢查、點燈情況下出站紅燈燈絲斷絲前移、信號自動轉入滅燈狀況條件判斷等功能。

考慮多條進路重疊辦理的各種情況,為簡化并明確信號機開關燈狀況轉換條件,對于僅開行動車組的CTCS-2、3級客運專線,可規定開關信號機按鈕操作必須在未建立進路的條件下進行,如果進路建立則操作不成功,系統給出提示要求取消或人工解鎖進路后方可進行其他操作。

2.3 安全線道岔的控制

根據《鐵路技術管理規程》第 187條的有關規定,引向安全線、避難線的道岔要保持在定位位置。在既有普速鐵路上,一般由《站細》規定引向安全線道岔由值班員在進路使用完畢后人工轉換到定位位置。鑒于客運專線采用調度集中的運輸指揮方式,各車站不再設置車站值班人員,進路使用完畢后將安全線道岔操作到定位位置的工作將由調度所人員完成。目前客運專線每個調度臺管轄范圍約 300 km,轄區范圍內約 6個車站,這些車站內安全線道岔個數在 9個左右,如果均考慮由調度人員手工操縱,勢必加大調度人員的工作負擔和壓力,不利于行車指揮工作的開展。為此考慮增加客運專線聯鎖系統功能,在排列經安全線道岔反位接發列車或調車作業完成、安全線道岔所在區段解鎖一定時間(目前多選用 10 s)后,自動操縱安全線道岔轉換到定位位置。目前京津城際、武廣、鄭西客運專線等的微機聯鎖設備已經采用了該聯鎖功能。

3 客貨共線客運專線出站點燈電路方案設計

對于 CTCS-2級客貨共線客運專線區間采用電子編碼的軌道電路時,列控中心直接輸出 LJ、UJ、HJ控制區間信號機點燈及紅燈燈絲轉移,根據科技運[2007]158號《客運專線 CTCS-2級列控系統列控中心技術規范》(暫行)要求,列控中心應采集區間信號機燈絲條件,實現紅燈燈絲斷絲轉移的邏輯判斷和控制,第一區段用 H碼進行防護,詳見圖1,但區間信號機燈絲斷絲時區間軌道繼電器(GJ)照常工作,不會失磁落下。

車站出站信號機一般有兩種點燈電路設計方案：一是利用聯鎖設備輸出的 LXJ、FXJ、LJ、LUJ等繼電器控制車站信號機點燈;二是車站出站信號機點燈利用LXJ、ZXJ、TXJ等繼電器,由區間二離去軌道繼電器、三離去軌道繼電器條件來反映區間信息。

圖1 出站信號機紅燈燈絲斷絲轉移碼序關系

(1)如果車站出站信號機點燈電路利用聯鎖設備輸出的 LXJ、FXJ、LJ、LUJ等繼電器控制車站信號機點燈時,則不存在出站信號機無法實現紅燈燈絲轉移的問題(但設計時則需要聯鎖設備廠家注意：加入前方通過信號機紅燈燈絲斷絲條件)。

(2)如果車站出站信號機點燈電路中由區間二離去軌道繼電器、三離去軌道繼電器條件反映區間信息,而如果二離去、三離去區段閉塞分區電路圖的傳輸通道中不加入前方通過信號機紅燈燈絲斷絲條件時,則當區間燈絲斷絲時由于區間繼電器照常工作,出站信號機則無法實現紅燈燈絲轉移,使信號顯示升級,危及行車安全。

對于(2),解決方案如下：

一離去前方的區間信號機紅燈燈絲斷絲時,由計算機聯鎖軟件通過邏輯判斷來保證不辦理發車進路以實現紅燈燈絲轉移。

二離去、三離去前方的區間信號機(如站間距較小,也可能是臨站的進站信號機)紅燈燈絲斷絲時,把紅燈燈絲斷絲的繼電條件加入二離去、三離去區段閉塞分區電路圖的傳輸通道中,使二離去軌道繼電器、三離去軌道繼電器落下,以便當區間信號機紅燈燈絲故障時,出站信號機完成紅燈燈絲轉移。

4 計算機機房的設置位置建議

車站信號設備用房包括信號機械室(含繼電器室和電源室)、計算機機房、運轉室(控制室)等,計算機機房的設置除必須滿足國家標準關于計算機場地技術條件、電子計算機機房設計規范等的規定外,為提高計算機聯鎖設備的穩定性和操作顯示屏的清晰度,減少外界干擾和操作機顯示信號衰耗,計算機機房的設計應遵循如下原則：

(1)計算機機房設置應離運轉室越近越好;

(2)計算機機房應避免離電源屏距離太近,并且外圍無變壓器、發電機房等強電磁場源;

(3)顯示線路徑應避免穿越電源屏、電源箱強電磁場源設備,且不能與動力線、控制臺電流表取樣線、地線等同線把走線。

計算機機房位置盡量如圖2所示進行布局。

圖2 計算機機房位置設置示意

[1]張 偉.溫福客運專線列控系統方案簡介.鐵路通信信號工程技術,2010(1).

[2]朱春芳.“全列車進路發碼車站”站內低頻信息編碼設計方案[J].鐵路通信信號工程技術,2010(1).

[3]科技運[2007]158號,客運專線 CTCS-2級列控系統列控中心技術規范(暫行).

[4]鐵運函[2007]1124號,關于計算機聯鎖設備技術裝備有關問題的通知.

[5]鐵運[2008]19號,關于客運專線信號系統若干問題的指導意見.

[6]鐵集成[2007]124號,客運專線 CTCS-2級列控系統配置及運用技術原則(暫行).

U 238;U 284.36+2

B

1004-2954(2010)07-0121-03

2010-03-29

李紅俠(1972—),女,高級工程師,1994年畢業于上海鐵道學院交通信號與控制專業。