進站信號機顯示及區(qū)間三接近編碼電路的分析與改進

趙 陽，馬衍明

（1.中鐵工程設計咨詢集團有限公司濟南設計院，濟南 250022；2.中國鐵路濟南局集團公司工電檢測所，濟南 250022）

普速鐵路列控系統(tǒng)一般采用CTCS-0級列車運行控制系統(tǒng)，由通用機車信號和運行監(jiān)控記錄裝置構成[1]。列車司機通過觀察地面信號機顯示及駕駛室內(nèi)機車信號顯示來駕駛列車安全平穩(wěn)地運行。隨著近幾年鐵路建設的快速發(fā)展，鐵路的行車速度及行車密度也在不斷地提高，對信號設備的安全性要求也在不斷增強，當線路上地面信號顯示與車載機車信號顯示不同或存在地面信號顯示升級問題時，會嚴重影響鐵路的行車安全，進而影響鐵路運輸組織、制約行車效率[2]。

1 問題分析

京滬線黨家莊站XB、S進站信號機防護“直進彎出”進路時，側(cè)向經(jīng)38號大號碼道岔（2#、51#），其他道岔直向，進站信號機顯示LU，其區(qū)間三接近軌道區(qū)段發(fā)送LU碼。XB、S進站信號機顯示及其區(qū)間三接近軌道區(qū)段發(fā)碼與現(xiàn)有信號顯示要求及機車信號發(fā)碼規(guī)定不符，如圖1、2所示。

經(jīng)查找相關檔案資料，2003年京滬線提速改造工程時黨家莊站拉入38號大號碼道岔（2#、51#），該區(qū)段當時為四信息三顯示自動閉塞，針對這一實際情況，濟南局總工室對XB、S進站信號機顯示和XB、S口區(qū)間三接近發(fā)碼定義向原鐵道部進行了報批。根據(jù)批復意見：京滬線黨家莊站XB、S進站信號機防護“直進彎出”進路（側(cè)出經(jīng)38號道岔側(cè)向，其他道岔直向）時顯示LU，區(qū)間三接近軌道區(qū)段發(fā)LU碼。同時，在報批函中也明確“根據(jù)《機車信號信息定義及分配》（TB/T 3060-2002）改造后本通知規(guī)定的區(qū)間、站內(nèi)發(fā)碼信息同時廢止。該函為對LU顯示和機車信號低頻信息臨時定義，不應該永久執(zhí)行。”

2005年京滬線電氣化工程和2009年京滬高鐵引入濟南樞紐相關工程延續(xù)了該信號顯示和軌道區(qū)段發(fā)碼。由于歷史遺留原因，XB、S進站信號機顯示及區(qū)間三接近軌道區(qū)段發(fā)碼一直沿用至今。

地面信號顯示及機車信號信息最新定義在《鐵路信號設計規(guī)范》（TB 10007-2017）、《機車信號信息定義及分配》（TB/T 3060-2016）和《鐵路技術管理規(guī)程 普速鐵路部分》（TG/01-2014）中都有非常明確的定義及描述。下面結(jié)合黨家莊車站信號平面布置（如圖1所示），對黨家莊站XB進站信號機顯示及XB口區(qū)間三接近軌道區(qū)段發(fā)碼電路存在的問題進行分析。

圖1 黨家莊站信號平面布置（局部）Fig.1 Signal layout of Dangjiazhuang Station (partial)

1.1 信號顯示

根據(jù)《鐵路技術管理規(guī)程 普速鐵路部分》（TG/01-2014）第415條針對四顯示自動閉塞區(qū)段進站信號機LU顯示的定義，XB進站信號機點LU燈需同時滿足2個條件：1）列車經(jīng)道岔直向進入站內(nèi)；2）XI出站信號機開放經(jīng)道岔直向位置的發(fā)車進路[3]。因XI出站信號機只有經(jīng)道岔側(cè)向的發(fā)車進路，因此XB進站信號機不滿足點LU燈的條件。

《鐵路信號設計規(guī)范》（TB 10007-2017）第3.3.5條及條文解釋針對同方向相鄰兩架信號機的信號顯示也做了明確說明，“當前架信號機開通直向進路，后架信號機開通側(cè)向進路時，正常情況下前架信號機應顯示一個黃色燈光”[4]。以“黃燈”指示“直進彎出”，主要在于普速鐵路信號顯示是一種速差制信號，信號顯示還有對機車速度的要求，LU顯示指示的進路始端速度高于U顯示，警惕含義不強，若列車以XB進站信號機LU指示的始端速度進站，運行至XI出站信號機前，列車很難保證速度降到道岔側(cè)向要求的限速值，會影響行車安全。

因此，根據(jù)現(xiàn)行《鐵路技術管理規(guī)程 普速鐵路部分》（TG/01-2014）及《鐵路信號設計規(guī)范》（TB 10007-2017）的要求：黨家莊站XB進站信號機防護“直進彎出”進路時，進站信號機應顯示“黃燈”。

1.2 機車信號

由XB口“直進彎出”時，區(qū)間三接近的軌道區(qū)段發(fā)碼與XI出站信號的發(fā)車進路有關，XI出站的發(fā)車進路既有經(jīng)38號大號碼道岔（2#）的側(cè)向進路，又有經(jīng)小于18號道岔側(cè)向的發(fā)車進路。

根據(jù)《機車信號信息定義及分配》（TB/T 3060-2016）針對UUS和U2S碼的規(guī)定：若車站排列了經(jīng)38號大號碼道岔的側(cè)向發(fā)車進路，同時次一架信號機開放，則XBJM正線電碼化發(fā)送UUS碼，區(qū)間三接近的軌道區(qū)段相應發(fā)送U2S碼，預告列車接近的地面信號機所防護區(qū)段開通發(fā)送“UUS”碼的進路。

若車站排列了經(jīng)10/12#道岔反位的側(cè)向發(fā)車進路（道岔均小于18號）或車站排列經(jīng)38號大號碼道岔的側(cè)向發(fā)車進路，但次一架信號機關閉，則XBJM正線電碼化滿足UU碼條件，不滿足UUS發(fā)碼條件，區(qū)間三接近的軌道區(qū)段應發(fā)送U2碼，預告列車接近的地面信號機所防護區(qū)段開通發(fā)送“UU碼”的進路。

因此，根據(jù)《機車信號信息定義及分配》（TB/T 3060-2016）的規(guī)定：XB進站信號機防護“直進彎出”進路（彎出經(jīng)18號及以上道岔側(cè)向,其他道岔直向）時，正線接車進路電碼化XBJM發(fā)送UUS碼或UU碼，XB口區(qū)間三接近軌道區(qū)段相應發(fā)U2S碼或U2碼。

2 電路處理

2.1 進站信號機XB點燈電路修改

既有黨家莊計算機聯(lián)鎖排列XB口直股接車并經(jīng)2/4#道岔定位的“直進彎出”通過進路時，計算機聯(lián)鎖驅(qū)動LUXJ吸起，進站信號機點LU燈。按照現(xiàn)行信號顯示規(guī)定，XB進站口“直進彎出”通過進路時，計算機聯(lián)鎖應取消驅(qū)動LUXJ，以“黃燈”指示“直進彎出”，以便列車運行至XI出站信號機前能夠減速到規(guī)定的道岔側(cè)向限速值。

2.2 XB口區(qū)間三接近軌道區(qū)段電路修改

當該站辦理列車由XB直股接車,并向下行方向發(fā)車的進路，有兩種發(fā)車進路有可能：1）辦理列車經(jīng)2/4#道岔定位向SN口的發(fā)車進路，列車正方向行車。該進路列車經(jīng)過2/4#道岔側(cè)向（2#為38號道岔）。2）辦理列車經(jīng)10/12#道岔側(cè)向（10#、12#均為12號道岔）向S口的發(fā)車進路，列車反方向行車，按大區(qū)間運行。該進路中列車未經(jīng)18號及以上道岔側(cè)向位置進路。

對既有XB口區(qū)間三接近軌道區(qū)段編碼電路進行分析，如圖2所示，當XI出站信號機開放后，(XI)LXJ2F吸起，說明計算機聯(lián)鎖排列了由IG的發(fā)車進路。具體是向上海方面SN口的發(fā)車進路，還是向S口的發(fā)車進路，需增加相應條件加以判斷，進而區(qū)分機車信號碼序狀態(tài)。既有XBJM正線接車電碼化編碼電路中為區(qū)分XI出站信號機開放后，列車是否經(jīng)18號及以上道岔側(cè)向位置，設置了XIUUSJ,其既有電路原理如圖3所示。根據(jù)其原理分析，若進路中2/4DBJ吸起、10/12DBJ吸起，則XIUUSJ吸起，此時若(XI)LXJ2F吸起，表明車站值班員辦理的是經(jīng)18號及以上道岔側(cè)向位置向SN口的發(fā)車進路；若XIUUJ落下，此時(XI)LXJ2F吸起，表明辦理的是經(jīng)10/12#道岔反位向S口的發(fā)車進路。因此，區(qū)間三接近軌道區(qū)段編碼電路中這2種進路可以利用既有XIUUJ勵磁狀態(tài)進行修改加以區(qū)分，修改后的XB口三接近編碼電路如圖4所示，當(XI)LXJ2F吸起，若XIUUSJ吸起，則三接近發(fā)碼設備發(fā)送U2S碼；若XIUUJ落下，則三接近軌道區(qū)段發(fā)碼設備發(fā)送U2碼。

圖2 既有XB口三接近編碼電路Fig.2 The existing third approach section coding circuit diagram at XB entrance

圖3 既有XIUUJ電路原理Fig.3 The existing XIUUJ circuit schematics

圖4 修改后XB口三接近編碼電路Fig.4 The third approach section coding circuit schematics at XB entrance after modification

根據(jù)既有XIUUSJ電路原理及修改后的區(qū)間三接近軌道區(qū)段編碼電路可知，只要該站辦理的是經(jīng)2/4#道岔定位向SN口的發(fā)車進路，XIUUSJ吸起后區(qū)間三接近軌道區(qū)段均發(fā)送U2S碼。若維持XIUUSJ既有電路原理不變，仍存在信號顯示升級問題。《機車信號信息定義及分配》（TB/T 3060-2016）針對“UUS碼”的定義如下：“表示列車接近的地面信號機開放經(jīng)18號及以上道岔側(cè)向位置進路，且次一架信號機開通直向進路或開放經(jīng)18號及以上道岔側(cè)向位置進路；或表示列車接近的地面信號機開放經(jīng)18號及以上道岔側(cè)向位置進路，并開往站間無顯示聯(lián)系的區(qū)間。”[5]

信號顯示的含義是指示列車運行方向和限制速度，表達了兩方面的內(nèi)容：本信號機防護進路內(nèi)道岔開通的方向，次一架信號機的顯示狀態(tài)[6]。普速鐵路 UUS碼表示除了接近信號機開放外，下一架信號機也肯定是開放的[7]。根據(jù)《機車信號信息定義及分配》（TB/T 3060-2016）針對UUS碼的定義，XBJM電碼化發(fā)碼設備是否發(fā)送UUS碼還與次一架信號機顯示有聯(lián)系。機車信號若顯示UUS，列車須前后經(jīng)過兩段連續(xù)的進路，第一段進路內(nèi)的道岔必須為18號及以上道岔側(cè)向位置，第二段進路內(nèi)的道岔必須為18號及以上道岔側(cè)向位置或道岔均為直向。第二段進路內(nèi)道岔若存在小于18號道岔的，機車信號也不得顯示UUS。若車站辦理了經(jīng)2/4#道岔定位向上海方面SN口的發(fā)車進路，列車經(jīng)18號道岔側(cè)向位置進入?yún)^(qū)間下行線，列車正向行車。XBJM發(fā)碼設備發(fā)送UUS碼與其SN口區(qū)間X2LQ軌道區(qū)段占用、空閑狀態(tài)有關。如果該站區(qū)間X2LQG軌道區(qū)段顯示為有車占用狀態(tài)，即其軌道繼電器X2LQGJ落下，表明雖然車站辦理了經(jīng)18號道岔側(cè)向位置的發(fā)車進路，但發(fā)車進路上次一架信號機為關閉狀態(tài)，XI出站信號機防護開通UU碼的進路，XBJM正線接車電碼化發(fā)送UU碼，XB口區(qū)間三接近軌道區(qū)段應發(fā)送U2碼。若維持既有XIUUSJ驅(qū)動原理，其區(qū)間三接近發(fā)碼設備發(fā)送的仍為U2S碼，與地面信息不符，從而引起機車信號顯示升級問題，影響行車安全和行車效率。因此，當向區(qū)間正方向發(fā)車時，XIUUSJ勵磁電路中需對XI出站信號機的次一架信號機是否開放加以判斷，只有當排列向SN口的發(fā)車進路且區(qū)間X2LQG軌道區(qū)段的通過信號機開放后，XIUUJ才勵磁吸起。通過X2LQGJ狀態(tài)檢查X2LQG通過信號機是否開放，X2LQGJ吸起代表其通過信號機開放，X2LQGJ落下代表其通過信號機滅燈。修改后的XIUUJ勵磁電路原理如圖5所示。XIUUJ勵磁電路中增加X2LQGJ狀態(tài)檢查， 2/4DBJ吸起、10/12DBJ吸起、X2LQJ吸起,則XIUUJ吸起。

圖5 修改后XIUUJ電路原理Fig.5 XIUUJ circuit schematics after modification

按圖5修改后,辦理XB口“直進彎出”（側(cè)出經(jīng)38號道岔側(cè)向，其他道岔直向）向SN口的通過進路時:

1）SN口區(qū)間X2LQG為空閑狀態(tài)，X2LQGJ吸起→XIUUJ吸起，表示列車由XB口“直進彎出”時，XI出站信號機防護發(fā)送UUS碼的發(fā)車進路, XBJM正線接車電碼化發(fā)送UUS碼，XB口區(qū)間三接近軌道區(qū)段相應發(fā)送U2S碼序，與現(xiàn)行的機車信號顯示定義及規(guī)定相符；

2）SN口區(qū)間X2LQG為占用狀態(tài)，X2LQGJ落下→XIUUJ落下，表示列車由XB口“直進彎出”時，XI出站信號機防護發(fā)送UU碼的發(fā)車進路，XBJM正線接車電碼化發(fā)送UU碼，XB口區(qū)間三接近軌道區(qū)段相應發(fā)送U2碼序, 與現(xiàn)行的機車信號顯示定義及規(guī)定相符。

3 結(jié)論

根據(jù)以上分析修改電路原理圖紙并進行現(xiàn)場施工、測試后，經(jīng)過一段時間的現(xiàn)場運用實踐，黨家莊站未發(fā)生過機車信號升級顯示及地面信號與機車信號顯示不一致的情況，從而保證了地面信號顯示及機車信號顯示符合現(xiàn)行的技術規(guī)范和標準，最終在技術上保證了行車安全。因此，根據(jù)現(xiàn)行鐵路規(guī)范及技術標準及時修改一些既有站遺留的信號顯示及機車信號編碼問題，對保障鐵路運輸安全極為重要。