客運專線長大隧道防災救援信號系統方案研究

韓永君 王海忠

（鐵道第三勘察設計院集團有限公司，天津 300251）

1 概述

鐵路運行過程可能遇到多種災害，尤其是隨著列車運行速度的提高，在普速鐵路中不會造成嚴重后果的災害在高速鐵路中會上升為主要災害，這其中包括自然災害中的風、雨、雪等，還包括主要由人為因素導致的火災和異物侵限等。針對風、雨、雪等自然災害，行車調度員可以通過判定其影響程度下達相應的臨時限速命令，通過降速來保證行車安全，而長大隧道內發生火災則需要采取相應的緊急防護措施。

2 隧道防災救援總體方案

石太客運專線地處太行山脈，沿線地形復雜，橋隧地段多，其中太行山隧道長27.839?km，南梁隧道長11.529?km，兩個隧道之間通過全長190 m的孤山大橋連接。根據國外類似工程經驗，針對這種長大隧道需要專門研究災害情況下如何防護，一旦長大隧道內運行的列車發生火災，需要進行緊急疏散和救援，避免后續列車進入隧道加大災害的嚴重程度，發生一些次生災害等。

為了解決長大隧道防災救援問題，石太客專在太行山隧道內設置了2處緊急救援站，在緊急情況可以停放列車，讓旅客疏散到兩個單洞隧道之間的橫通道內的安全空間進行躲避。救援站設置如圖1所示。

3 隧道防災救援信號技術方案

根據隧道防災救援的總體運營需求，從信號系統防護角度當隧道發生火災后，一定要避免后續列車的跟進，避免事故的疊加。結合石太客專的工程實際情況，通過研究分析提出以下信號系統設計方案。

1）SEI聯鎖一體化設備應具有隧道防護功能，根據隧道防災信息實現兩端車站出站信號機和相關軌道區段編碼控制。

2）隧道入口處設置遮斷信號機和遮斷預告信號機。

3）隧道入口和救援站內設置信號安全防護開關，控制遮斷信號機和遮斷預告信號機點燈。

在連續的隧道范圍信號設備布置如圖2所示。

3.1 SEI系統隧道防災控制方案

為了實現隧道防災控制功能，SEI系統與CTC系統配合，在CTC界面上設置“隧道防護”按鈕，調度員按壓該按鈕后，向SEI系統發送控制指令，控制兩端車站相應出站信號機點亮紅燈，同時控制相應的1LQ區段軌道電路發H碼，避免后續列車由隧道相鄰的兩個車站進入隧道。

3.2 安全防護開關和遮斷信號機控制方案

為了防止后續列車進入隧道，在隧道入口和緊急救援站處均設置了安全防護開關。當按壓安全防護開關時，控制隧道入口的遮斷和遮斷預告信號機點亮。

1）遮斷及遮斷預告信號機的設置原則

石太客專上、下行線分別在南梁隧道、太行山隧道入口外方50?m處設置遮斷信號機，遮斷信號機外方1?000?m處設置遮斷預告信號機；

遮斷及遮斷預告信號機分別由南梁隧道太行山隧道上下行線入口處設置的繼電器箱（設于隧道內）控制，現場引入兩路一級負荷電源，就近控制遮斷及遮斷預告信號機。

2）安全防護開關的設置原則

石太客專上、下行線分別在南梁隧道入口處（如隧道入口以內10?m處）、1號救援站（DK83+825～DK84+375）、2號救援站（太行山隧道進口至DK69+821）和太行山隧道下行入口各設1處安全防護開關。

安全防護開關采用非自復式鉛封按鈕開關，安全防護開關與繼電器箱之間通過12芯信號電纜連接，考慮信號傳輸過程中電壓衰耗，安全防護開關與繼電器箱之間的距離不宜超過30?km。

3）系統工作原理

遮斷及遮斷預告信號機常態滅燈，采用新型LED信號機，設計中可不考慮冷絲檢查和燈絲斷絲報警，繼電器箱設置接通繼電器，常態處于吸起狀態。當破鉛封按下防護開關后，繼電器箱設置的接通繼電器（JTJ）失磁落下，遮斷信號機點亮紅燈，遮斷預告信號機點亮黃燈，其控制電路如圖3、4所示。

3.3 軌道電路發碼控制方案

由于以ATP車載設備為憑證的動車組運行速度高，僅憑遮斷信號機及預告信號機顯示，不能更好地保證后續的動車組列車不進入發生火災的隧道。因此，考慮當時石太客專工期情況，為避免對已完成的SEI輸入輸出和編碼的影響，從UM2000軌道電路的發送和接收通道電路分析，研究提出了通過短路室外軌道電路方式，使SEI設備控制入口處的軌道電路發送H碼的解決方案。對于短路軌道電路方式，研究了以下兩種設計解決方案。

方案一：帶開關短路線方案

在隧道入口外方第一個閉塞分區處在鋼軌上各安裝一組帶開關的70?mm2短路線，開關為常開狀態，一旦下行安全防護開關為報警狀態，則該開關被控制至短路軌道電路狀態，具體電路如圖5所示。

方案二：切斷軌道電路發送/接收回路方案

在軌道電路發送/接收通道中串入開關條件，開關為常閉狀態，一旦安全防護開關為報警狀態，則切斷軌道電路的接收通道，隧道入口處的軌道電路置為占用狀態，SEI控制前方軌道電路發送H碼，其控制電路如圖6所示。

方案一由于短路線的壓降較大，需要詳細計算短路線線徑；方案二軌道電路可安全可靠分路，但需加強對繼電器的檢修，防止因繼電器故障使軌道電路錯誤占用。具體采用哪種方案需要根據工程情況并結合試驗驗證確定，目前石太客專采用了方案一。

4 小結

本文根據石太客專長大隧道防災救援的運輸需求，結合法國SEI列控聯鎖一體化設備的現場應用情況，提出了隧道防災救援的具體信號系統防護解決方案，鑒于目前尚無隧道防災救援的信號系統技術條件及國內外列控系統設備制式不同，希望本文能為后續類似鐵路長大隧道防災救援系統設計方案提供一些思路，供設計參考。

[1] TB10007-2006 鐵路信號設計規范[S].

[2]運基信號[2009]719號信號 系統與異物侵限監控系統接口技術條件[S].