針對(duì)閉塞區(qū)段通過(guò)信號(hào)機(jī)布置問(wèn)題的分析與解決

引言：通過(guò)對(duì)自動(dòng)閉塞區(qū)段通過(guò)信號(hào)機(jī)布置一般方法在應(yīng)用中遇到的問(wèn)題的分析，提出相對(duì)應(yīng)的解決辦法，并對(duì)影響區(qū)間信號(hào)布點(diǎn)的各因素進(jìn)行分析，探討各因素的優(yōu)先級(jí)，提出科學(xué)合理的區(qū)間通過(guò)信號(hào)機(jī)布置方法。

一、區(qū)間信號(hào)機(jī)布置的一般方法

布置區(qū)間信號(hào)機(jī)的主要內(nèi)容就是確定各閉塞分區(qū)的長(zhǎng)度，而影響閉塞分區(qū)長(zhǎng)度的主要因素為：制動(dòng)距離、追蹤間隔、顯示制式及安全余量。下面主要探討以地面信號(hào)為主的三顯示和四顯示自動(dòng)閉塞，對(duì)于閉塞分區(qū)長(zhǎng)度的影響主要為：三顯示要求1個(gè)閉塞分區(qū)滿足1個(gè)制動(dòng)距離，四顯示要求2個(gè)閉塞分區(qū)滿足1個(gè)制動(dòng)距離；三顯示區(qū)段列車(chē)在區(qū)間運(yùn)行時(shí)，按3個(gè)閉塞分區(qū)計(jì)算列車(chē)追蹤間隔時(shí)間，四顯示區(qū)段列車(chē)按4個(gè)閉塞分區(qū)計(jì)算列車(chē)追蹤間隔時(shí)間。

（一）布點(diǎn)需要滿足制動(dòng)距離的要求

為了保證行車(chē)安全，閉塞分區(qū)長(zhǎng)度必須滿足制動(dòng)距離的要求，由此決定了閉塞分區(qū)長(zhǎng)度的最小值。依據(jù)《列車(chē)牽引計(jì)算規(guī)程》TB1407-1998，計(jì)算該線開(kāi)行列車(chē)在不同坡度下的制動(dòng)距離。布置通過(guò)信號(hào)機(jī)的主要依據(jù)是列車(chē)的常用制動(dòng)距離，主要影響因素為牽引機(jī)型、牽引重量、線路限速、線路坡度等。制動(dòng)距離對(duì)二顯示區(qū)段的要求，就是滿足每個(gè)閉塞分區(qū)長(zhǎng)度大于列車(chē)在該閉塞分區(qū)線路條件下的制動(dòng)距離；對(duì)四顯示區(qū)段要求是用2個(gè)閉塞分區(qū)的長(zhǎng)度來(lái)滿足1個(gè)制動(dòng)距離。因此，在四顯示區(qū)段，列車(chē)運(yùn)行的控制方式也對(duì)閉塞分區(qū)長(zhǎng)度造成了影響。目前列車(chē)運(yùn)行監(jiān)控記錄裝置控制曲線為速度分級(jí)控制和速度連續(xù)控制2種，一般采取速度連續(xù)控制的控制曲線（即一次制動(dòng)模式曲線的控制方式）。在同樣的閉塞分區(qū)個(gè)數(shù)和閉塞分區(qū)長(zhǎng)度時(shí)，可以提高列車(chē)的最高運(yùn)行速度，且列車(chē)通過(guò)黃燈時(shí)速度較高，因此在布置信號(hào)機(jī)時(shí)，閉塞分區(qū)的長(zhǎng)度一般比分級(jí)控制時(shí)要短。

（二）布點(diǎn)需要滿足通過(guò)能力的需要

閉塞分區(qū)長(zhǎng)度需要滿足通過(guò)能力的需要。在布置通過(guò)信號(hào)機(jī)時(shí)，需縮小追蹤間隔，降低閉塞分區(qū)長(zhǎng)度。而縮短閉塞分區(qū)長(zhǎng)度就是縮小追蹤間隔最直接的途徑。四顯示區(qū)段追蹤間隔比二顯示區(qū)段短的一個(gè)重要原因，也是閉塞分區(qū)長(zhǎng)度較二顯示區(qū)段要短，在速差較大、速度較高的區(qū)段，四顯示明顯有一定的優(yōu)勢(shì)。

在布置通過(guò)信號(hào)機(jī)時(shí)，需要反復(fù)調(diào)整閉塞分區(qū)長(zhǎng)度，實(shí)際就是調(diào)和制動(dòng)距離和追蹤間隔之間的矛盾，也就是安全與能力的調(diào)和，最終確定一個(gè)合理的布置方案。

（三）安全余量和附加走行距離的考慮

為了保證行車(chē)安全，在確定閉塞分區(qū)長(zhǎng)度最小值時(shí)，往往需要在計(jì)算出制動(dòng)距離后，給予每一個(gè)閉塞分區(qū)一個(gè)保證安全的余量，這個(gè)安全余量不是固定值，一般根據(jù)速度、設(shè)備和現(xiàn)場(chǎng)條件確定，同時(shí)如果在困難區(qū)段，也可以特殊處理。

二、信號(hào)機(jī)布置中常見(jiàn)問(wèn)題

（一）紅燈重復(fù)問(wèn)題

現(xiàn)在，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展逐步替代了TVM300系統(tǒng)，而是采用LKJ控車(chē)和ATP控車(chē)，它們均有別于TVM300的出口速度控制方式。LKJ采用一次制動(dòng)模式曲線和速度分級(jí)式（階梯式）控制曲線；ATP采用2條目標(biāo)距離控車(chē)制動(dòng)模式曲線，一是常用制動(dòng)模式曲線，二是純空氣緊急制動(dòng)模式曲線。從行車(chē)安全的角度，現(xiàn)有區(qū)間通過(guò)信號(hào)機(jī)布點(diǎn)均能保證行車(chē)安全，紅燈重復(fù)存在的意義有待研究；另外，從通過(guò)能力的角度，紅燈重復(fù)也不利于提高通過(guò)能力。

（二）分割信號(hào)機(jī)問(wèn)題

一般中間站進(jìn)站信號(hào)機(jī)至出站信號(hào)機(jī)之間股道，在正常情況下是無(wú)信號(hào)機(jī)的。為了提高線路中間站和區(qū)段站的通過(guò)能力，在站內(nèi)正線上增加了分割信號(hào)機(jī)，當(dāng)列車(chē)通過(guò)時(shí)，視分割信號(hào)機(jī)為通過(guò)信號(hào)機(jī)。雖然分割信號(hào)機(jī)提高了區(qū)間的通過(guò)能力，但是仍不能解決列車(chē)到達(dá)與出發(fā)的能力問(wèn)題，并且，分割信號(hào)機(jī)顯示存在著特殊性。當(dāng)正線接車(chē)時(shí)，進(jìn)站信號(hào)機(jī)顯示黃燈，分割信號(hào)機(jī)也必須顯示黃燈（正常區(qū)間信號(hào)機(jī)前一架顯示黃燈時(shí)，后一架顯示綠黃）；當(dāng)正線引導(dǎo)接車(chē)時(shí)，進(jìn)站開(kāi)放引導(dǎo)信號(hào)，分割信號(hào)機(jī)也需顯示引導(dǎo)信號(hào)。

另外，分割信號(hào)機(jī)在信號(hào)設(shè)計(jì)規(guī)范、聯(lián)鎖規(guī)范中均無(wú)規(guī)定，需要特殊處理。當(dāng)分割信號(hào)機(jī)故障時(shí)，將影響正線正常的接車(chē)作業(yè)，增加了維護(hù)成本。

（三）高速車(chē)與低速車(chē)混跑的問(wèn)題

現(xiàn)在大多數(shù)線路行駛的列車(chē)既有200km/h動(dòng)車(chē)組，也存在80km/h的普通貨物列車(chē)，還有160km/h、140km/h、120km/h客車(chē)和100km/h的快速貨物列車(chē)。為了保證高速列車(chē)的行車(chē)安全，在布置通過(guò)信號(hào)機(jī)時(shí)，閉塞分區(qū)長(zhǎng)度應(yīng)相對(duì)較長(zhǎng)。但是，對(duì)于低速列車(chē)而言，閉塞分區(qū)長(zhǎng)度較長(zhǎng)又意味著低速列車(chē)的追蹤間隔也長(zhǎng)，降低了低速列車(chē)通過(guò)能力。因此，保證行車(chē)安全和提高通過(guò)能力的矛盾就顯得尤為突出。

三、解決方案

針對(duì)上述存在的一系列問(wèn)題，有2種解決方案。

（一）重新布置信號(hào)機(jī)

從行車(chē)安全的角度看，由于一般線路為四顯示區(qū)段，并且同時(shí)存在200km/h、160km/h等不同速度列車(chē)，其車(chē)載設(shè)備的控制方式和制動(dòng)距離都不相同，需要分別進(jìn)行驗(yàn)算。160km/h、140km/h、120km/h客車(chē)和80km/h貨車(chē)常用制動(dòng)距離。上述幾種列車(chē)都采用LKJ控車(chē)，分為一次制動(dòng)模式曲線控車(chē)（速度連續(xù)控制）和速度分級(jí)控制2種方式。對(duì)于一次制動(dòng)模式曲線的控制方式，在閉塞分區(qū)長(zhǎng)度相同時(shí)，可以提高列車(chē)最高運(yùn)行速度，且列車(chē)通過(guò)黃燈時(shí)速度較高，在布置信號(hào)機(jī)時(shí)，閉塞分區(qū)長(zhǎng)度一般比分級(jí)控制時(shí)要短，因此采取該控制模式為宜。在考慮到安全余量和其他調(diào)整余量的情況下，閉塞分區(qū)長(zhǎng)度確定為1200～1400m之間。200km/h的列車(chē)采用ATP設(shè)備控車(chē)，是以目標(biāo)距離控車(chē)制動(dòng)模式，在正常運(yùn)行情況下，列車(chē)全防護(hù)距離應(yīng)確保列車(chē)在防護(hù)點(diǎn)之前停車(chē)，因此只需要確定其制動(dòng)距離和需要幾個(gè)閉塞分區(qū)來(lái)滿足其制動(dòng)距離。

（二）利用既有閉塞分區(qū)長(zhǎng)度

利用既有閉塞分區(qū)長(zhǎng)度，即只將軌道電路由UM71更換為ZPW-2000。作為高、低速列車(chē)混跑的最繁忙的干線之一，既有追蹤間隔能夠滿足貨車(chē)6min的要求，但要想通過(guò)調(diào)整閉塞分區(qū)長(zhǎng)度提高通過(guò)能力已非常困難，因此需要從其他方面想辦法。既有存在的紅燈重復(fù)顯示方式，無(wú)論是動(dòng)車(chē)組還是160km/h及其以下速度的列車(chē)，在計(jì)算制動(dòng)距離和追蹤間隔時(shí)已經(jīng)考慮到安全余量的問(wèn)題，因此，原來(lái)的紅燈防護(hù)區(qū)段實(shí)際作用已經(jīng)沒(méi)有了。如果去掉紅燈重復(fù)，200km/h的列車(chē)可以按約為8個(gè)閉塞分區(qū)的長(zhǎng)度追蹤，追蹤間隔時(shí)間平均可以減少0.25min，其他列車(chē)可以減少追蹤間隔0.3～0.6min不等。

結(jié)束語(yǔ)

自動(dòng)閉塞區(qū)段布置通過(guò)信號(hào)機(jī)的方法在不斷實(shí)踐中通過(guò)不斷解決新問(wèn)題而越來(lái)越成熟。通過(guò)對(duì)各類(lèi)影響通過(guò)信號(hào)機(jī)布置的因素分類(lèi)和確定優(yōu)先級(jí)，可以更合理、高效、迅速地完成好區(qū)間布點(diǎn)工作，從而適應(yīng)鐵路迅速發(fā)展的需要。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：北京鐵路局天津電務(wù)段）