客運專線信號系統(tǒng)與相關(guān)專業(yè)配合應(yīng)注意的問題

關(guān) 勝

（鐵道第三勘察設(shè)計院集團有限公司，天津 300251）

目前隨著我國高速鐵路的發(fā)展，信號系統(tǒng)也在不斷的更新和完善，在我國自主設(shè)計的高速鐵路陸續(xù)開通后，我們的設(shè)計思路也得到了提高和進步，本文論述的主要內(nèi)容是在高速鐵路的設(shè)計過程中總結(jié)出一些根據(jù)實際情況得到的設(shè)計經(jīng)驗以及設(shè)計過程中遇到的特殊設(shè)計內(nèi)容供大家參考。其內(nèi)容主要包含信號系統(tǒng)設(shè)計中專業(yè)間配合需要注意的部分問題以及信號系統(tǒng)工程設(shè)計遇到的特殊需要考慮的問題。

1 高速鐵路與普速鐵路信號與土建專業(yè)間配合設(shè)計的區(qū)別

隨著客運專線的不斷開通，列車速度也開始由以前的時速120 km提高到200 km、300 km以及350 km，與之配套的信號系統(tǒng)也采用了與普速鐵路有較大區(qū)別的更高級的CTCS-2級及CTCS-3級列控系統(tǒng)。在以往普速鐵路設(shè)計過程中，往往都是首先站前工程按照土建專業(yè)圖紙進行施工，在站前工程施工基本成型后，站后施工單位再按照相關(guān)專業(yè)的圖紙進行施工，站前與站后專業(yè)的銜接內(nèi)容不是很多，為信號專業(yè)預(yù)留的土建工程條件較少。但隨著高速鐵路在我國的全面建設(shè)，這種設(shè)計及施工方式也開始不斷轉(zhuǎn)變。這就帶來各專業(yè)間的設(shè)計接口的銜接問題。

2 信號系統(tǒng)設(shè)計前期與土建專業(yè)的配合工作

在施工初期，隨著土建施工的進行，信號系統(tǒng)的部分工程也要同步實施，這就要求信號專業(yè)設(shè)計與土建工程設(shè)計有機銜接，信號系統(tǒng)的土建預(yù)留工程設(shè)計應(yīng)在土建施工圖紙中體現(xiàn)出來。否則，由于專業(yè)間接口不暢引起的設(shè)計脫節(jié)會造成在信號系統(tǒng)施工時，因為土建工程未預(yù)留相關(guān)條件引起土建工程施工部分返工，甚至有可能造成廢棄工程。這就需要加強各專業(yè)的配合工作，信號系統(tǒng)除了常規(guī)的設(shè)計工作外，還應(yīng)注意以下的專業(yè)配合工作。

2.1 在綜合接地系統(tǒng)中與其他專業(yè)的配合

在高速鐵路建設(shè)工程中，為保障運營過程中人身及設(shè)備安全，需要在線路及車站范圍內(nèi)設(shè)置綜合接地系統(tǒng)。該系統(tǒng)涉及線路、橋梁、站場、隧道、信號、接觸網(wǎng)、房建、通信和電力等多專業(yè)配合，主要的配合內(nèi)容有橋梁、隧道專業(yè)在設(shè)計梁體、墩臺及隧道過程中作為綜合接地系統(tǒng)的水平及垂直接地極，應(yīng)預(yù)留信號系統(tǒng)沿線路敷設(shè)貫通地線的連接條件；接觸網(wǎng)專業(yè)設(shè)置的接觸網(wǎng)桿既要使用綜合接地系統(tǒng)避免由于牽引電流流入鋼軌的電流過大造成對人員及弱電設(shè)備的傷害，同時其接觸網(wǎng)基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋作為一種垂直接地極也在為降低綜合接地系統(tǒng)阻值起著重要作用；綜合站房的人員流動及密度均比較大，大量設(shè)備均設(shè)置在站房內(nèi)，保證人身安全以及設(shè)備安全就顯得尤其重要，綜合站房內(nèi)的非結(jié)構(gòu)鋼筋和墻體內(nèi)的鋼筋網(wǎng)格組成的防雷系統(tǒng)，以及為電子設(shè)備提供的法拉第籠為信號設(shè)備起到了很好的保護及電磁屏蔽作用。而站房設(shè)置的環(huán)狀地網(wǎng)與車站的接地系統(tǒng)連接，既保證了設(shè)備間的等電位連接，避免造成由于電位差燒毀設(shè)備，同時也作為綜合接地系統(tǒng)的一個接地極為降低全線綜合接地系統(tǒng)阻值起著積極作用。

2.2 在站場及線路上明確電纜過軌位置及方式

在與土建專業(yè)配合過程中，需根據(jù)采用的信號設(shè)備明確對站場、橋梁、路基以及隧道專業(yè)提出具體過軌的位置以及過軌方式，目前客運專線電纜過軌設(shè)計基本采用以下兩種方式。

1）如果過軌電纜較少，可采用預(yù)埋過軌管方式。

信號專業(yè)可根據(jù)過軌電纜的數(shù)量測算出過軌管的直徑以及同一位置需要設(shè)置過軌管的數(shù)量，并且在設(shè)置過軌管時注意避開站場排水溝的位置；否則，在施工完畢后會造成站場排水不暢，造成信號電纜長期浸在水中，影響電纜的使用壽命。

2）如果過軌電纜數(shù)量較大，并且是多專業(yè)集中過軌，可采用設(shè)置過軌涵洞的方式。

多專業(yè)集中使用過軌涵洞，需注意強電電纜與弱電電纜做好防護處理，在電纜交叉處以及電纜平行走線時，應(yīng)保證強弱電電纜的安全距離。另外，由于客運專線車站均采用高站臺，信號電纜過軌盡量在站臺墻外側(cè)過軌，盡量避免在股道中心處過軌。由于站臺墻均采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，穿管工程量比較大，如避開穿越站臺墻，則可減少施工難度，節(jié)約工程成本。

2.3 信號機與站場警沖標位置的確定

一般在客運專線中間車站信號機與警沖標距離均按照鐵道部頒布的標準距離進行設(shè)置，但在個別樞紐車站，由于站場是按照既有位置設(shè)置，個別股道長度有可能比正線車站設(shè)置的股道長，這就會引起個別股道的軌道電路長度超過650 m。為避免鄰線干擾，需對軌道電路分割，但需要注意將分割點盡量設(shè)置在靠近站場咽喉區(qū)方向，這樣可以避免過軌穿越站臺墻等設(shè)施，在靠近咽喉區(qū)的位置沿線路方向設(shè)置防護管，軌道電路電纜可通過防護管與干線電纜槽連接，如股道僅停留動車組列車，可以適當?shù)膶⑿盘枡C設(shè)置位置后移至不用對軌道電路進行分割的位置。

2.4 信號電纜槽設(shè)置位置的確定

高速鐵路信號電纜防護均采用電纜槽防護方式，一般在路基及站場范圍內(nèi)均沿線路兩側(cè)進行敷設(shè)，在站場復(fù)雜的車站可采用在股道間設(shè)置電纜槽的方式，但在設(shè)置電纜槽時應(yīng)注意車站排水溝以及站臺范圍內(nèi)的溝槽處理，

2.5 道岔轉(zhuǎn)轍機在橋梁上的設(shè)置要求

部分客運專線在橋梁上設(shè)置道岔，這就需要信號專業(yè)配置相應(yīng)的轉(zhuǎn)轍機設(shè)備，在設(shè)計過程中信號專業(yè)應(yīng)對橋梁設(shè)計提出相應(yīng)的加寬處理，應(yīng)預(yù)留好轉(zhuǎn)轍機的安裝空間，同時也要考慮好電纜槽的設(shè)置空間以及電纜在橋梁上過軌的預(yù)留條件。

2.6 動車所洗車庫線設(shè)置要求

在動車運用所內(nèi)為完成動車洗刷作業(yè)，經(jīng)常會在個別股道上設(shè)置洗車庫，在目前的信號系統(tǒng)設(shè)計中，動車組會按照CTCS-2級列控系統(tǒng)以完全監(jiān)控模式接入洗車庫線并在庫外停車，并由安裝在庫內(nèi)的牽車機將動車組拉入洗車庫進行清洗。為了不影響因股道長度不夠，造成動車組停車后車尾占壓咽喉區(qū)，影響運輸效率。在設(shè)計前期，信號專業(yè)應(yīng)明確動車組列車完全接入股道所需的最短軌道電路長度，并向土建專業(yè)提出具體的設(shè)置要求，便于土建專業(yè)在合理的位置設(shè)置洗車庫等設(shè)備。

2.7 動車所內(nèi)與踏面診斷設(shè)備結(jié)合要求

在動車運用所內(nèi)，經(jīng)常會在入所正線上設(shè)置踏面診斷設(shè)備。為保障踏面診斷的正常使用，在布置踏面診斷設(shè)備的位置內(nèi)不能設(shè)置信號軌道電路，這也會引起軌道電路不連續(xù)，產(chǎn)生通常所說的死區(qū)段。一般踏面診斷設(shè)備布置在8 m范圍內(nèi)，這種長度基本不會影響信號軌道電路檢查列車占用出清的功能。如果踏面診斷設(shè)備布置的長度超過了列車相鄰軸對的長度，就需要增加相應(yīng)的檢測設(shè)備，以保證列車停在此區(qū)段不會造成丟車現(xiàn)象。由于軌道電路不連續(xù)，造成軌道電路發(fā)碼不連續(xù)，動車組列車在經(jīng)過該區(qū)段時，會發(fā)生因機車信號不連續(xù)引起列車制動。為避免這種現(xiàn)象的發(fā)生，可按照兩種方式解決此問題：其一就是將用于連接死區(qū)段兩邊軌道電路電纜設(shè)置于鋼軌軌腰位置，在不影響踏面診斷設(shè)備正常工作的前提下，按照環(huán)線方式盡量保證軌道電路發(fā)碼的連續(xù)性。其二就是通過制定相應(yīng)的制度，人為保證動車組不掉碼，由于設(shè)置踏面診斷設(shè)備的死區(qū)段長度一般都比較短，如踏面診斷設(shè)備安裝在8 m范圍內(nèi)，動車組在斷碼4 s內(nèi)以踏面診斷允許運行速度通過該死區(qū)段，動車組可以在車載設(shè)備能接收的斷碼時間范圍內(nèi)通過該區(qū)段，避免引起動車組觸發(fā)制動。

以上是信號系統(tǒng)在設(shè)計過程中與其他相關(guān)專業(yè)配合時應(yīng)注意的部分內(nèi)容。

3 信號系統(tǒng)設(shè)計需注意的問題

3.1 信號機構(gòu)的選擇

1）客運專線正線設(shè)置進站信號機、出站信號機，信號機及顯示如圖1所示。正線車站進站信號機均采用七燈位兩機構(gòu)矮型信號機；由于正線線間距和安裝限界的限制，正線反方向進站信號機設(shè)于線路右側(cè)。

列車信號機常態(tài)為滅燈狀態(tài)。當無ATP車載設(shè)備（或車載ATP停用）的列車接近信號機時，經(jīng)調(diào)度員操作后，點亮相應(yīng)信號機燈光，列車越過信號機后，燈光自動熄滅。

2）個別車站由于側(cè)線股道設(shè)置在曲線地段，當接入八輛編組的動車組時，高站臺會遮擋出站信號機，影響信號機顯示距離，造成動車司機無法看到信號顯示，根據(jù)此問題就需要采取特殊設(shè)計，一般是抬高信號機構(gòu)，以達到信號機顯示距離的要求。但抬高信號機首先必須滿足客運專線限界的要求，其次要滿足信號機穩(wěn)定性的要求，不能造成動車通過股道時由于信號機不穩(wěn)定刮碰車體的事故發(fā)生。

3）樞紐內(nèi)信號機構(gòu)的選擇

在客運專線引入樞紐內(nèi)，由于樞紐內(nèi)車站布置比較密集，站間距較短，信號機構(gòu)的使用應(yīng)該按照樞紐車站的具體情況而定，一般按照以下方式考慮。

a.僅開行動車組的車站在滿足基本的四顯示閉塞分區(qū)長度（即兩站間至少有3個閉塞分區(qū)）要求時，可選用常態(tài)滅燈的客運專線進、出站信號機構(gòu)。

b.車站需同時辦理高、普速作業(yè)列車

在個別樞紐車站不但辦理動車組作業(yè)，同時也要辦理普速客車的接發(fā)車作業(yè)，這種情況應(yīng)該按照滿足低標準要求的方式設(shè)計，即進出站信號機應(yīng)按照普速常態(tài)點燈機構(gòu)進行設(shè)置。

c.僅開行動車組列車，但兩站間距不滿足四顯示閉塞分區(qū)長度要求（即兩站間少于3個閉塞分區(qū)）時，出站信號機可選用常態(tài)滅燈的普速四顯示信號機構(gòu)，但按照這種方式布置信號機應(yīng)與土建專業(yè)提前溝通，土建專業(yè)在布置站場時應(yīng)考慮雙列信號機構(gòu)對股道間距的影響。

3.2 樞紐內(nèi)軌道電路的選用

目前客運專線正線車站由于站形比較簡單，所以基本采用與區(qū)間自動閉塞制式一致的一體化軌道電路，但是客運專線正線引入樞紐內(nèi)，采用何種類型的軌道電路應(yīng)根據(jù)站場接車的功能來考慮，一般在樞紐內(nèi)的車站基本是始發(fā)終到的大型車站。如果該車站僅運行動車組列車，并且軌道電路的長度滿足動車組可靠接收機車信號信息條件時，可采用與區(qū)間一致的一體化軌道電路，實現(xiàn)全進路發(fā)碼方式。個別車站由于運輸要求，在高速場中有接發(fā)普速列車的需求，該車場應(yīng)根據(jù)具體要求配置軌道電路，如全場均采用一體化軌道電路會造成接發(fā)普速列車由下行（上行）線接入上行（下行）股道時，如果全站均按照全進路發(fā)碼方式設(shè)計，則普速列車配置的LKJ設(shè)備無載頻切換時機，造成普速車LKJ無法正常使用，不滿足運輸需求。如按照全進路發(fā)碼方式設(shè)計，此問題只能按照咽喉區(qū)一體化軌道電路不發(fā)碼處理。這種解決方式勢必造成一體化軌道電路的部分功能無法完全發(fā)揮作用，產(chǎn)生設(shè)備功能的部分浪費。當在設(shè)計工程中遇到這種情況時，可采用正線及股道采用一體化軌道電路，咽喉區(qū)軌道電路采用其他類型軌道電路并且不發(fā)碼的方式處理，這種設(shè)計方式既滿足運輸?shù)男枨螅止?jié)省工程投資。

3.3 應(yīng)答器布置位置

車站應(yīng)答器布置位置應(yīng)根據(jù)鐵道部頒布的正式文件要求進行設(shè)計，一般在中間站基本按照常規(guī)布置方式設(shè)置。但在樞紐車站內(nèi)，由于站場設(shè)備較多，在布置應(yīng)答器時不僅應(yīng)考慮信號標準要求，同時也應(yīng)注意站場圖中其他專業(yè)設(shè)備布置位置，避免專業(yè)間的干擾，應(yīng)答器布置應(yīng)避開車站內(nèi)的行包通道、站內(nèi)道口等設(shè)施，或提前與相關(guān)專業(yè)進行溝通，預(yù)留出應(yīng)答器的安裝條件。

以上內(nèi)容主要介紹客運專線設(shè)計過程中，信號系統(tǒng)在與土建相關(guān)專業(yè)配合設(shè)計的主要內(nèi)容，以及信號系統(tǒng)自身設(shè)計過程中的一些特殊設(shè)計思路，本文論述的內(nèi)容僅包含信號系統(tǒng)工程設(shè)計的部分內(nèi)容，全面的設(shè)計內(nèi)容應(yīng)根據(jù)不同的客運專線項目具體分析論述，本文不再累述。