趙麗
(長春職業技術學院,吉林 長春 130033)
1引言 “閉塞”一般是指與外界隔絕的意思。這里說的閉塞是鐵路信號的專用名詞,是指列車進入區間后,使之與外界隔離起來,區間兩端車站都不再向這一區間發車,以防止列車相撞和追尾。閉塞設備即為實現“一個區間(閉塞分區)內,同一時間只允許一列車占用”而設置的鐵路區間信號設備。鐵路應用的區間閉塞類型有人工閉塞、半自動閉塞和自動閉塞三類。
區間也有不同的分類,我們把車站與車站之間的區間叫做站間區間,把車站與線路所之間的區間叫做所間區間,把自動閉塞區段上通過色燈信號機之間的段落叫做閉塞分區。
先要介紹什么是區間和分界點。在長長的鐵路線上,為了保證行車安全和必要的線路通過能力,需要把每一條鐵路劃分成若干個長短不一的段落,一般為10公里左右,段落與段落之間設置一個車站。每一個段落就稱為區間
分界點概念:車站除了正線以外,還配有到發線、牽出線等其他線路,所以我們把各種車站稱之為有配線的分界點。既然如此,當然就有無配線的分界點,那就是非自動閉塞區段在兩個車站間設置的線路所,以及自動閉塞區段為在兩車站間劃分成若干個閉塞分區而設置的色燈信號機。這里的線路所和色燈信號機就是無配線分界點。
一個區間只能允許一列列車運行,否則就會發生列車相撞或追尾事故。車站就是相鄰區間的分界點,設置車站既是為了方便旅客的上下車,貨物的運進運出,也是為了給列車的會讓提供處所。由此可見,區間和分界點是組成鐵路線路的基本環節。
閉塞技術歷史:1840年代以前,列車運行以“時間間隔法”來保證安全,即每趟列車發出以后,間隔一段時間才發出后一列車,但是這種方法無法防止列車因晚點或故障停車導致運行時間與運行圖相差較大時容易發生的追尾事故。
1842年英國發明的“空間間隔法”[1],以兩車之間相隔一段距離的方法來保證安全,可以視為是現代閉塞技術的雛形。
2人工閉塞
單路簽閉塞是早期使用的一種人工閉塞方式,制式有多種,這里只介紹其中的一種。
采用單路簽閉塞的每一個區間,配有一根路簽和10個路證,專供該區間使用。在區間兩端的車站上,各設一個路簽箱。平時路簽插在路簽箱的鑰匙孔里,此時能打開箱蓋,取出路證。當路簽由路簽箱的鑰匙孔里取出后,路簽箱即被鎖閉,不能再取出路證。路簽是一個直徑為25mm,長250mm的金屬棒,一端鑲有銅板,銅板的形狀表示種類及所屬區間。路簽的另一端有一凸出部分,僅能插入本區間路簽箱的鑰匙孔里,打開路簽箱。路簽銅板的形狀有五種,分別為圓形、方形、三角形、半圓形和鼓形。相同形狀的路簽,至少要間隔兩個區間以上,以便于鑒別,防止發生事故。路證是80×80×2mm的金屬牌,上端有凸出部分,使其只能投入本區間的路簽箱內。在路證的中心有和路簽相同形狀的孔,表明其所屬路簽形狀。每個區間的路證上有編號1到10,并標出“路證”字樣。
人工閉塞后來發展為電話(報)閉塞和電氣路簽(牌)閉塞。
電話(報)閉塞靠區間兩端的車站值班員打電話或電報聯系,確認列車出發、占用區間和到達的情況,由發車站填制路票,發給司機作為列車占用區間憑證的行車閉塞法。目前,中國鐵路只在基本閉塞設備停用或發生故障時,將電話閉塞作為代用閉塞法使用。
電氣路簽(牌)閉塞只在單線鐵路早期使用,以路簽或路牌作為列車占用區間憑證的行車閉塞法。中國鐵路上電氣路簽(牌)閉塞已處于逐步淘汰之中。
2半自動閉塞
區間兩端車站各裝設一臺具有相互電氣鎖閉關系的半自動閉塞機,并以出站信號機開放顯示為行車憑證的閉塞方法。此時,在車站進站信號機內側設有一小段專用軌道電路,它和閉塞機、出站信號機間也具有電氣鎖閉關系。其特點是:出站信號機不能任意開放,它受閉塞機控制,只有區間空閑時,雙方辦理閉塞手續后(雙線半自動閉塞為前次列車的到達復原信號)才能開放。列車出發離開車站時,出站信號機自動關閉,并使雙方閉塞機處于"區間閉塞"狀態,直到列車到達接車站辦理到達復原時止[1]。
最初的半自動閉塞是以電機方式出現的,以后由于繼電技術的發展,繼電半自動閉塞占據了重要的地位。
半自動閉塞法辦理手續簡便,效率高,可比路簽(牌)閉塞法提高區段通過能力,改善了值班員的勞動條件。但區間軌道是否完整,到達列車是否完整,仍須通過人工檢查才能確認。半自動閉塞現在是中國單線鐵路區間閉塞的主要類型[2][3]。
3自動閉塞
利用通過信號機把區間劃分為若干個裝設軌道電路的閉塞分區,通過軌道電路將列車和通過信號機的顯示聯系起來,使信號機的顯示隨著列車運行位置而自動變換的一種閉塞方式。從圖中可以看到,在每個閉塞分區始端都設置一架防護該分區的通過色燈信號機。這些信號機平時顯示綠燈,稱為“定位開放式”;只有當列車占用該閉塞分區或發生斷軌故障時,才自動顯示紅燈,要求后續列車停車。
自動閉塞的優點:由于劃分成閉塞分區,可用最小運行間隔時間開行追蹤列車,從而大大提高區間通過能力;整個區間裝設了連續的軌道電路,可以自動檢查軌道的完整性,提高了行車安全的程度。
自動閉塞是目前比較先進的一種行車閉塞法,但它仍以固定的空間間隔(閉塞分區)來保障列車行車安全。今后的發展方向是在無絕緣軌道電路的基礎上,研制可根據列車相互位置與運行速度,而自動完成更為合理的行車間隔控制方法。
[1]趙萬富.半自動閉塞設備車站接發列車作業的安全控制探討 [J].科技創新與應用,2012,1:16-16.
[2]趙朔雪,董昱,趙媛媛.移動閉塞條件下的ATO子系統運行控制算法分析[J].鐵道通信信號,2012,48(2):43-46.
[3]孫鐵強.半自動閉塞信息數字化傳輸技術運用研究[J].鐵道通信信號.2011,47(12):16-19.
[4]唐大勇.單線自動閉塞區段線路所信號特殊設計[J].甘肅科技.2011,27(23):130-132.
[5]龍明飛.UM71移頻自動閉塞室內模擬試驗原理及工藝[J].中國科技博覽,2011,38:155-155.