地面信號重復顯示的理論與實踐

程光紅（北京全路通信信號研究設計院有限公司，北京 100073）

1 概述

信號是指示列車運行及調車作業的命令，鐵路運輸相關人員必須嚴格執行。

地面信號的顯示不是孤立的，列車運行方向上相鄰的列車信號機之間必然存在著顯示聯系，信號顯示關系要解決的問題就是總結其中的規律，使上述“命令”清晰、明確。

自信號顯示誕生之初，除必須符合“紅燈停、綠燈行”的基本規則之外，信號顯示關系本沒有對錯之分，但當其上升為“命令”時，為保證鐵路運輸的安全、有序、高效，必須賦予其更多的規則，以界定顯示關系的對與錯。

在工程實踐中，受限于站場設置、信號顯示距離和!望條件等客觀條件，經常遇到相鄰的指示列車運行的信號機（預告、遮斷、復示信號機除外，以下通稱列車信號機）之間的距離較近，不能滿足按規定速度運行的列車正常行車的安全和效率需求。如果這些限制性因素難以排除，而且該信號機對于行車確有存在的必要時，就需要從設計角度采取一定的措施，滿足其與相鄰的列車信號機之間的顯示關系，不違背鐵路信號的基本理念，便于司機的識別和認知。

本文重點討論列車信號機信號顯示完全重復的問題。

2 理論

2.1 相關規范的規定

《鐵路技術管理規程》（以下簡稱“技規”）第一編“技術設備”針對信號顯示的基本關系作出了宏觀規定，作為信號顯示的理論基礎，對工程實踐提出了指導原則；其第三編“信號顯示”明確了各種信號的顯示含義，對司機給出了明確指示，也規范了信號工程設計。

《鐵路信號設計規范》（TB 10007-2006，以下簡稱“信號設規”）和《鐵路信號站內聯鎖設計規范》

程光紅，男，畢業于北方交通大學，高級工程師，系統技術部經理。主要研究方向包括：鐵路信號工程設計、信號基礎理論、信號顯示。曾參與石牌客技站、邯鋼原料站、彭家莊站、昌樂站、淄河店站、績溪縣站電氣集中聯鎖改造工程；津浦線符離集－南京東自動閉塞改造工程;華東南北第二通道自動閉塞工程；巴基斯坦鐵路干線改造工程；《信號顯示圖例》；蘭青線提速至160km/h信號試點工程；《客運專線鐵路列車運行控制系統（CTCS）設計暫行規定》；《鐵路技術管理規程》（信號顯示部分）；《鐵路信號設計規范》等項目。（TB 10071-2000，以下簡稱“聯鎖規范”）從信號工程設計的角度對通常情況以及部分特殊情況下的信號顯示關系給出了指導性意見。

技規第69條規定：“特殊地段因條件限制，同方向相鄰兩架指示列車運行的信號機（預告、遮斷、復示信號機除外）間的距離小于制動距離時，按下列方式處理：1．在列車運行速度不超過120 km/h的區段，當兩架信號機間的距離小于400 m時，前架信號機的顯示，必須完全重復后架信號機的顯示；當兩架信號機間的距離在400 m及以上，但小于800 m時，后架信號機在關閉狀態時，則前架信號機不準開放。2．在列車運行速度超過120 km/h的區段，兩架有聯系的信號機間的距離小于列車規定速度級差的制動距離時，應采取必要的降級或重復顯示措施。”

對于此，信號設規第2.2.2條、聯鎖規范第2.2.4條也分別進行了規定，與技規規定的內容基本相同。

2.2 對規范的理解

在自動閉塞區段，站內正線列車信號機間的距離要求與區間閉塞分區長度的要求相同，除應考慮列車制動距離外，還需要考慮設備應變時間和司機確認信號時間內列車的走行距離。在站內除正線以外的其他線路上，相鄰列車信號機的顯示與其間距也存在制約關系。

技規第69條第1款所指的措施一般稱為“完全重復”，第2款所指的措施一般稱為“紅燈重復”。此規定主要是考慮到由于不足列車制動距離，不能保證運行的列車在越過前一架信號機后采取緊急制動措施達到低于后一架信號機指示的入口速度的要求。“完全重復”主要解決的是超速和冒進信號的問題，“紅燈重復”主要解決的是冒進禁止信號的問題。

規范規定“完全重復”和“紅燈重復”的本意是為保證列車在有效制動距離內的行車安全，延長后架信號機的防護距離。當信號機的顯示不存在速度差的情況下，前一架信號機可較后一架信號機提高一級顯示，以起預告作用；當存在速度差時，要計算制動距離、設備應變時間及確認信號時間后，方能確定能否提高一級顯示。

在列車速度超過120 km/h的區段，采用速差顯示方式的自動閉塞時，信號顯示有明確的速度含義。例如，在四顯示自動閉塞區段，當速度級差劃分為160 -115-0 km/h時，地面信號顯示的典型速度含義如表1所示。

表1 四顯示自動閉塞信號顯示的典型速度含義 km/h

正因為地面信號顯示有了明確的速度含義，所以兩架有聯系的信號機間的距離小于規定速度級差的制動距離時，應采取適當的措施。所謂速度級差的制動距離，是指按速度分級的條件下，從一種速度等級降至低一級速度等級所需的制動距離。

需要說明的是，根據我國當前的信號顯示體系，所謂“明確的速度含義”，尚有幾點需要澄清。

1）接車性質的列車信號機的顯示含義較為完備，對于進路開通狀態的指示也較為清晰，但對于經道岔側向的進路，僅有“雙黃”和“黃閃黃”兩種顯示，其“速度含義”與道岔的轍叉號相關。

2）發車性質的列車信號機不能指示入口速度，也不指示進路的直彎，故沒有速度含義。

3） 不同信號機的同一種顯示的速度含義不同，尤其是接車信號機和發車信號機明顯不同。

4）對于綠燈，其指示的入口速度和出口速度均為“規定速度”，但是，該速度值是不確定的。在工程設計中，如列車運行前方滿足3個閉塞分區空閑且進路開通直向等相關條件時，信號機點燈電路即可給出綠燈顯示，而與線路曲線半徑及線路限速等無關。這樣，同一區段內不同信號機的綠燈指示的速度含義不同；即便是同一架信號機的綠燈顯示，對于不同種類的列車其速度含義也不同。實際上，列車到底能開多快，“信號”是“命令”的重要部分但不是全部，正如旅客列車開車時除了確認信號外還需確認諸如發車時間、車門關閉狀態等信息。

5）對于綠黃燈，在三顯示自動閉塞區段，其入口速度和出口速度均為“規定速度”，與上述綠燈的情況相同；在四顯示自動閉塞區段，其入口速度為“規定速度”、出口速度為低一級的“中間速度”，該兩種速度值也是不確定，與上述綠燈的情況類似。

6）對于黃燈，其指示“注意或降低速度”，在三顯示自動閉塞區段主要含義是“注意”，在四顯示自動閉塞區段主要含義是“減速”；其指示“準備停車”，具有停車和“進直出彎”等多種含義。因而其速度值也是不確定的。

7）對于黃閃黃和雙黃，其指示“經道岔側向運行”，入口速度值取決于進路上的最小道岔的轍叉號，出口速度值更是不確定。

8）對于紅白，通常理解的入口速度為20 km/h也是不準確的，實際上還要求“須準備隨時停車”，所以，這個上限值還要與能“隨時停車”的速度值相協調。

由上，除了紅燈之外，所謂“明確的速度含義”并不是指明確的速度值。

2.3 關于“進直出彎”

在分析完全重復顯示之前，有必要簡單引申一下“進直出彎”的問題。

同方向相鄰兩架列車信號機分別開通經由道岔直向和側向位置的進路時，一般稱為“進直出彎”；如均開通經由道岔直向位置的進路時，一般稱為“進直出直”。

以前曾以綠黃指示“進直出彎”，但是，對于接車信號機以及區間通過信號機，“綠黃”指示的入口速度均為規定的最高速度值。在四顯示自動閉塞區段，列車由此運行至次一架信號機很難保證能夠減速到規定的道岔側向限速值；在非四顯示自動閉塞區段，站內信號機的綠黃顯示通常意味著越場接車，也難以給司機以足夠的預告作用。

目前工程設計實踐中，均以“黃燈”指示“進直出彎”。對于此，技規雖未作明確規定，但是根據其對各種顯示含義的規定，除此之外的其他顯示均不能符合要求。

3 實踐

規范規定中，對于“完全重復”的用詞雖然使用了“必須”字樣，但也有例外情況。在某些情況下，如果簡單地完全重復顯示可能會違背信號顯示含義的基本理念。

3.1 典型情況之一

后架信號機顯示“雙黃”時，前架信號機不能簡單進行顯示重復。如圖1所示的局部站場。

在圖1的站場中，a、b均為接發車進路信號機，采用“雙機構加引導”的機構型式，兩者之間的距離小于規定的制動距離且不足400 m；c為出站信號機。

當進路開通由信號機a經b至c、列車欲由A向B方向發車時，b顯示“雙黃”。如此時a按照“完全重復”的原則也顯示“雙黃”，則其所表達的含義將為由A向D方向運行，這既與進路開通方向不同，也不符合技規對接發車進路信號機顯示含義的規定。故此種情況下a不應完全重復b的“雙黃”顯示。

在工程實踐中，如a信號機既不能取消，也不可能移設至與b信號機之間的距離滿足400 m的處所，則一般設計為顯示“黃”，經列車牽引計算后給出各型列車的最高限速，并將其納入《站細》。

實際上，類似上述“后架信號機顯示‘雙黃’”的情況如下。

1）當a信號機為接車信號機時，無論a、b之間的距離是否達到400 m：如果兩者之間的進路經由道岔直向位置（進直出彎），則a信號機不應顯示“雙黃”；如果兩者之間的進路經由道岔側向位置，則a信號機應顯示“雙黃”，但不是重復b信號機顯示的結果。

2）當a信號機為發車信號機時，無論a、b之間的距離是否達到400 m，也無論a、b之間的進路屬性的“直彎”，a信號機均無法重復顯示“雙黃”，因為它沒有兩個黃燈位。

3.2 典型情況之二

后架信號機為發車信號機且開通經由道岔側向位置的進路時，前架信號機也不能簡單進行顯示重復。如圖2所示的四顯示自動閉塞車站的局部站場。

在圖2的站場中，a為接發車進路信號機、b為出站信號機，兩者之間的距離小于規定的制動距離且不足400 m。

當進路開通由信號機a至b經道岔側向位置出站、列車欲由A向B方向發車時，b可能顯示“綠”、“綠黃”或“黃”（取決于列車運行前方區間閉塞分區空閑數）。當b顯示“綠”或“綠黃”時，如此時a按照“完全重復”的原則也顯示“綠”或“綠黃”，則其所表達的含義將是“進直出直”、由A向C方向運行，這既違背了以“重復顯示”方式來保證安全行車的初衷，也不符合技規對接發車進路信號機顯示含義的規定。故此種情況下a不應完全重復b的“綠”或“綠黃”顯示，而應按照“以黃燈指示‘進直出彎’”的原則降級為“黃”。另外，當b顯示“黃”時，a亦顯示“黃”，也是依上述“進直出彎”的原則確定的，而不是“完全重復”的結果。

如上，在工程實踐中，如a信號機既不能取消，也不可能移設至與b信號機之間的距離滿足400 m的處所，則一般設計為顯示黃燈，經列車牽引計算后給出各型列車的最高限速，并將其納入《站細》。

實際上，類似上述“后架信號機為發車信號機且開通經由道岔側向位置的進路”時，無論a信號機是接車信號機還是發車信號機，也無論a、b之間的距離是否達到400 m，a信號機均不能對b信號機的允許顯示簡單進行完全重復；即便是兩者均顯示“黃燈”，也不是“完全重復”的結果。

3.3 其他情況

除了上述兩種較為典型的情況之外，兩架相鄰的列車信號機不能（或不宜）簡單進行“完全重復”顯示的情況還包括以下幾種。

其一，當后架信號機開放允許信號并同時點亮相應的進路表示器時。

其二，當后架信號機顯示雙綠時。其三，當后架信號機顯示紅白時。其原因均是不符合技規對進路信號機顯示含義的規定。

4 結論

綜上所述，在列車運行速度不超過120 km/h的區段，當兩架列車信號機間的距離小于規定的制動距離且不足400 m時，按該兩架信號機的性質屬性區分，其顯示關系可分別如表2、3、4、5所示。

表2 “完全重復”顯示關系之一：接車信號機→接車信號機

表3 “完全重復”顯示關系之二：發車信號機→接車信號機

表4 “完全重復”顯示關系之三：接車信號機→發車信號機

表5 “完全重復”顯示關系之四：發車信號機→發車信號機

由上可知，在兩架信號機之間的距離不足400 m時，真正能實現“完全重復”顯示的情況并不是全部，例外的情況還不少。

據此，建議將規范修改為：

“同方向相鄰兩架指示列車運行的信號機（預告、遮斷、復示信號機除外）間的距離小于規定制動距離時，應采取必要的降級顯示、重復顯示或限速等措施。

在列車運行速度不超過120 km/h的區段，當兩架信號機間的距離小于400 m時，前架信號機的顯示，在符合顯示含義基本規定的前提下，必須完全重復后架信號機的顯示；當兩架信號機間的距離大于400 m但小于800 m時，后架信號機如在關閉狀態，前架信號機不得開放。

在列車運行速度超過120 km/h的區段，兩架有聯系的信號機之間的距離小于列車規定速度級差的制動距離時，應采取必要的降級顯示、重復顯示或限速等措施。采用限速措施時，應根據列車牽引計算確定各種不同列車的最高限速值。”

上述修改主要增加了限速措施的選項，并明確不能違背信號顯示的基本含義，確定采用限速措施時需進行列車牽引計算。

5 后記

上述規范對普遍情況下的信號顯示統一具有重要作用，理論指導實踐但又通常高于實踐，對于某些較為特殊的情況，理論可能難以進行窮舉，這就需要我們發揮觸類旁通、學以致用的主觀能動性，沿著理論指引的思路和方向來分析問題、解決問題。

技規及信號設規等已歷經幾次修編，相關條文一直未作大的修改。這一方面是因為規范本身只能對設計人員起到指引性的作用，沒有必要、也不可能對工程實踐中可能遇到的所有情況作出窮舉，那樣反而可能掛一漏萬；另一方面也是因為歷史原因，事關安全的條文一般不輕易修改。

我們知道，無論是技規還是信號設規，都是工程中必須要遵守的，一些非強制性條文雖然可以根據工程實踐進行有條件的變通，但不能突破其限定的底線，從這個方面來說，所謂規范，其實只是指導實踐的最低標準，任何情況下都不能低于該標準。就像考試的及格線，如果僅以達到及格線來要求自己，那么，提高工程設計質量、爭創優質工程就無從談起。

最后，引用信號設規“前言”中的一段話作為本文的結束：

“勘察設計單位執行（或采用）單項或局部標準，并不免除設計單位及設計人員對整體工程和系統功能質量問題應承擔的法律責任。”

[1]中華人民共和國鐵道部．鐵路技術管理規程[M]．北京：中國鐵道工業出版社，2006.

[2]中華人民共和國鐵道部．TB10007-2006鐵路信號設計規范[S].

[3]中華人民共和國鐵道部．TB10071-2000鐵路信號站內聯鎖設計規范[S].