石先明
(中铁第四勘察设计院集团有限公司,武汉 430063)
客运专线铁路与普通铁路地面信号显示标准的兼容性研究
石先明
(中铁第四勘察设计院集团有限公司,武汉430063)
摘要:目前我国客运专线铁路和普通铁路的地面信号机设置及其信号显示方式分别采用不同的技术标准。当客运专线铁路与CTCS-2/3级普通铁路交汇衔接时,接轨站及其区间的地面信号机设置及其显示方式存在兼容性问题,给铁路运输造成安全隐患。推荐的解决方案是:接轨站出站信号机采用普通铁路标准的出站信号机机构和常态点红灯方式,开放发车进路后分别执行普通铁路和客运专线铁路的信号显示标准。另外,文中还研究提出了可进一步完善兼容性的其他改进方案。
关键词:客运专线铁路;高速铁路;列控系统;信号显示;标准;兼容性
目前,我国客运专线铁路有广义和狭义之分。对于广义的客运专线,根据《中长期铁路网规划(2008年调整)》[1]以及已建、在建铁路[2-5]的实际情况,至少有如下3种类型:第一种是只开行动车组列车的线路,也即狭义的客运专线,典型的线路有京沪高铁、武广客专、珠三角城际等;第二种是只开行客运列车的线路,其中客运列车包含动车组列车和机车牵引的普速客车,如正在改建的皖赣铁路芜湖—宣城—绩溪段;第三种是开行动车组列车,且近期还需兼顾货运的线路,如“四纵四横”客运专线[1]中已经建成的石太铁路、合武铁路、甬台温铁路等。本文标题及下文所述的客运专线专指第一种客运专线,且动车组列车均装备有CTCS-2或CTCS-3级列控系统车载设备的情形;其余铁路则全部归入普通铁路范畴,即本文所指的普通铁路既包括CTCS-0级线路(如没有动车组列车运行的普速铁路),也包括CTCS-2、CTCS-3级线路(如动车组列车和非动车组列车共线运营的快速铁路或高速铁路)。如此划分的原因,是因为这种客运专线铁路和普通铁路的地面信号显示标准存在很大的差异,当这两种铁路交汇衔接在一起时,接轨站及其区间的地面信号机设置及其显示方案等方面存在着较为突出的兼容性问题,给信号专业工程设计、信号设备生产制造、运输调度及车务人员的进路办理、列车驾驶员准确领会地面信号显示含义和正确操纵列车运行等方面造成了一定的困难,如果设计不当,将有可能给铁路运输造成安全隐患。为此,原铁道部运输局曾于2008年开始组织有关专家进行客运专线衔接站(属于接轨站中的一种)信号显示方案的研究,于2010年颁发了《客运专线衔接站信号机设置主要技术原则V1.0》(运基信号[2010]650号)[6],一度缓解了接轨站信号设计难的问题,但由于两种显示标准的差异性太大,兼容性问题并未彻底解决,后因种种原因,该文件于2012年被原铁道部宣布废止失效。目前,只有国家铁路局颁布的《高速铁路设计规范》(TB10621—2014)[7]第14.2.4条规定了衔接站出站信号机机构设置标准,该条文内容只是引用了运基信号[2010]650号文第2.2.1条中的一部分,内容的完整性不如运基信号[2010]650号文,衔接站信号显示兼容性问题依然存在。因此,深入开展包括衔接站在内的客运专线铁路与普通铁路地面信号显示标准的兼容性研究显得十分必要,也尤为迫切。
1.1普通铁路地面信号显示标准
目前,在普通铁路线上运营的非动车组列车均按照CTCS-0级列控系统标准装备通用式机车信号装置+列车运行监控记录装置(LKJ)[8]。尽管LKJ具有一定的列车运行监控功能,可以显示列车的实际运行速度、允许运行速度、目标距离等信息[9],但至今仍未升级为标准的列控系统,因此,普通铁路地面需设置信号机,地面信号机的显示是非动车组列车的行车凭证。
普通铁路,站内设进站、出站、进路、调车等信号机;线路所设线路所通过信号机;自动闭塞区段,区间还应设区间通过信号机[8,10]。出站信号机、区间通过信号机根据区间闭塞类型(分半自动闭塞/自动站间闭塞、三显示自动闭塞、四显示自动闭塞等制式类型,与客运专线衔接的普速铁路一般为四显示自动闭塞,因此下文即以四显示自动闭塞为例)采用不同的信号机机构。
普通铁路地面所有信号机常态均处于点灯状态,其中进站、出站、进路、线路所通过信号机常态点红灯,区间通过信号机常态显示进行信号[8]。
CTCS-2或CTCVS-3级普通铁路的地面信号还应符合《铁路技术管理规程(高速铁路)》[11]的相关要求。
1.2客运专线铁路地面信号显示标准
客运专线铁路只开行动车组列车,车上和地面均装备CTCS-2或CTCS-3级列控系统设备[11]。当列控车载设备(ATP)工作正常时,ATP向司机提供列车实际运行速度、允许运行速度、目标距离等行车信息[12],构成一个车载式行车凭证,司机按照此行车凭证控制列车运行;当ATP工作不正常时,司机则需按照地面信号机的显示控制列车运行。因此客运专线铁路仍需设置地面信号机,即在站内设进站、出站、进路、调车等信号机;线路所设通过信号机;区间不再设通过信号机,在闭塞分区分界处改设区间信号标志牌[7,13]。
客运专线铁路地面所有列车信号机(包括进站、进路、出站信号机及线路所通过信号机等)常态均处于灭灯状态[11]。当动车组列车上的ATP因故不能正常工作时,司机需改按LKJ控制方式或改按ATP隔离模式驾驶列车,并应报告列车调度员(车站值班员),车站值班员报告列车调度员,列车调度员发布调度命令;故障列车进、出车站时,列车调度员或车站值班员需预先点亮地面相应的进、出站信号机,司机按地面信号显示控制驾驶列车运行。
1.3两种地面信号显示标准的差异性分析
客运专线铁路和普通铁路两种地面信号显示标准的主要区别有如下几点。
(1)普通铁路地面信号机始终处于点灯状态,故障灭灯按信号关闭论处;而客运专线铁路的地面信号机平时处于灭灯状态,只有当ATP因故处于隔离模式或改按LKJ方式控制的动车组列车要进、出车站时,在调度员的指挥下,通过人工特殊操作,才能点亮相应的进、出站信号机,如果应该点灯的信号机因故灭灯,司机则按信号关闭论处。
(2)普通铁路区间设通过信号机,而客运专线区间不设通过信号机,只在闭塞分区分界处设立区间信号标志牌。
(3)客运专线铁路和普通铁路信号机显示标准差异最大的当属出站信号机。
①普通铁路四显示自动闭塞出站兼调车信号机采用五灯位双机构(矮型信号机)[10],有绿、绿黄、黄、红、白共5种信号显示,其每一种信号显示含义如下[8]:
一个绿色灯光——允许按规定速度运行信号,准许列车由车站出发,表示运行前方至少有三个闭塞分区空闲;
一个绿色灯光和一个黄色灯光——注意运行信号,准许列车由车站出发,表示运行前方有两个闭塞分区空闲;
一个黄色灯光——减速运行信号,准许列车由车站出发,表示运行前方有一个闭塞分区空闲;
一个红色灯光——停车信号,不准列车越过该信号机;
一个月白色灯光——调车允许信号,准许越过该信号机调车。
②客运专线铁路出站信号机采用三灯位单结构[7、13],在点灯状态下,有绿、红、白、红白共4种信号显示,其每一种信号显示含义如下[11]:
一个绿色灯光——允许按规定速度运行信号,准许列车由车站以站间闭塞方式出发,表示运行前方区间空闲;
一个红色灯光——停车信号,不准列车越过该信号机;
一个月白色灯光——调车允许信号,准许越过该信号机调车;
一个红色灯光和一个月白色灯光——引导信号,准许列车由车站以站间闭塞方式出发,动车组列车运行速度不超过40 km/h,并须准备随时停车,表示前方区间空闲。
由此可见,客运专线铁路的出站信号机没有绿黄、黄等信号,且绿灯显示含义也不同于普通铁路,另外,其机构也给不出绿黄、黄等信号显示;而普通铁路的出站信号机则没有引导信号,其矮型信号机机构也给不出引导信号显示。因此,客运专线铁路和普通铁路的信号显示标准的差异主要表现在它们的出站信号机机构及显示的互不兼容性,这正是接轨站信号显示设计难度大的根源。
客运专线铁路与普通铁路衔接时,根据普通铁路的列控等级分为两种情况,一种是CTCS-0级;另一种是CTCS-2或CTCS-3级。另外,两种铁路还有可能通过线路所衔接。下面分别讨论。
2.1客运专线铁路与CTCS-0级普通铁路衔接(图1)
图1 客运专线铁路与CTCS-0级普通铁路衔接示意
在图1中,A站为CTCS-2或CTCS-3级的客运专线车站,只有动车组列车运行; B站为CTCS-0级的普通铁路车站,有普速列车和按LKJ控制的动车组列车共线运行;它们之间的衔接线L1、L2只有动车组列车运行。因此,当动车组列车从A站经衔接线L1去B 站(属于正向自动闭塞追踪运行模式)时,CTCS-2级与CTCS-0级的分界点可以设在B站的XL进站信号机外方第一个接近区段范围内,A站出站信号机及其显示可以执行客运专线标准,衔接线L1也可以按照客运专线标准不设通过信号机,B站的XL进站信号机和下行出站信号机及其显示执行普通铁路标准;当动车组列车从B站经衔接线L2去A站(属于正向自动闭塞追踪运行模式)时,CTCS-2级与CTCS-0级的分界点必须设在A站的SL进站信号机外方第一个接近区段范围内,A站的SL进站信号机和上行出站信号机及其显示执行客运专线标准,B站出站信号机及其显示执行普通铁路标准,衔接线L2也应按照普通铁路标准设通过信号机。这样设计有如下3个原因。
(1) CTCS-0转CTCS-2有可能不成功,此时按LKJ控制的动车组列车在向A站的行驶过程中,必须以地面信号作为行车凭证,然后按《铁路技术管理规程(高速铁路)》的有关规定进入A站。
(2) ATP已经故障的动车组列车在向A站的行驶过程中,也必须以地面信号作为行车凭证。
(3)需要考虑因错排进路,导致非动车组列车由B站驶入衔接线及A站的异常情形。
由此可见,客运专线铁路与CTCS-0级普通铁路衔接时不存在信号显示兼容性问题。
2.2客运专线铁路与CTCS-2/3级普通铁路衔接(图2)
图2与图1的主要区别是B站为CTCS-2或CTCS-3级的普通铁路车站,既有普速列车运行,也有CTCS-2或CTCS-3级ATP控制的动车组列车共线运行(运行速度有可能达到200 km/h及以上),连接的区间既有设通过信号机的普通铁路,也有不设通过信号机的客运专线铁路,是运基信号[2010]650号文所定义的“客运专线衔接站”;动车组列车在衔接线L1、L2上运行不存在CTCS-0与CTCS-2之间的等级转换。当动车组列车从A站经衔接线L1去B站(属于正向自动闭塞追踪运行模式)时,A站的出站信号机、B站的XL进站信号机及其显示可以执行客运专线标准,衔接线L1也可以按照客运专线标准不设通过信号机;当动车组列车从B站经衔接线L2去A站(属于正向自动闭塞追踪运行模式)时,A站的SL进站信号机和上行出站信号机及其显示执行客运专线标准; B站的上下行出站信号机机构及其显示需要根据其是否有通向客运专线的发车进路和通向普通铁路的发车进路而定,衔接线L2是否设通过信号机则需根据B站出站信号机的方案而定。
图2 客运专线铁路与CTCS-2/3级普通铁路衔接示意(一)
《高速铁路设计规范》(TB10621—2014)第14.2.4条规定:衔接车站列车信号机的设置应与相邻线区间地面信号及车站、段(所)设置情况统筹考虑。其中,主要发车方向为区间设置通过信号机的股道应采用普通铁路的出站信号机构,主要发车方向为区间不设置通过信号机的股道应采用客运专线铁路的出站信号机构(稍后出版的《城际铁路设计规范》(TB10623—2014)取消了衔接站的相关规定)。对于此项规定,作为衔接站的B站的出站信号机设计存在如下问题:
(1)没有规定出站信号机常态处于点灯还是灭灯状态,会不会出现同一个车站的出站信号机,有的常态点灯,有的常态灭灯?对运营维护是否会造成不良影响?
(2)没有规定无主要发车方向的出站信号机机构类型;
(3)假设IG、IIG的主要发车方向为普通铁路,则其出站信号机应采用普通铁路类型的四显示自动闭塞出站信号机机构。如果该股道有少量正向开往客运专线的发车进路,当出发列车为ATP正常控制的动车组列车时,出站信号机应处于灭灯状态还是点灯状态?如果处于点灯状态,则点什么显示的灯光?如果仍然采用与普通铁路一致的绿、绿黄、黄、红等四显示方式,则此时的绿灯含义与客运专线的出站信号机绿灯含义不一致怎么办?另外,普通铁路的四显示自动闭塞出站信号机缺少客运专线铁路特有的引导发车功能。
(4)假设3G、4G的主要发车方向为客运专线铁路,则其出站信号机应采用客运专线铁路类型的三灯位出站信号机机构。如果该股道有少量正向开往普通铁路的发车进路时,出站信号机不能按四显示自动闭塞方式提供绿黄、黄等信号显示,其绿灯的含义与普通铁路的出站信号机绿灯含义不一致怎么办?如何进行正常的追踪运行作业?
由此可见,客运专线铁路与CTCS-2/3级普通铁路衔接时,存在信号显示兼容性问题,不利于行车安全。
2.3客运专线铁路区间线路所与普通铁路衔接(图3)
图3 客运专线铁路区间线路所与普通铁路衔接示意
图3中,线路所C位于客运专线铁路线上,B站为普通铁路车站,衔接线只有动车组列车运行。
比较图3和图1、图2,不难发现:(1)线路所C可以按客运专线标准设线路所通过信号机。(2)当B站为CTCS-0级的普通铁路车站时,CTCS-2级与CTCS-0级分界点的划分、衔接线和B站的信号机及其显示方式同图1,不存在显示兼容性问题。(3)当B站为CTCS-2或CTCS-3级的普通铁路车站时,衔接线和B站的信号机及其显示方式及存在问题同图2。
2.4普通铁路区间线路所与客运专线铁路衔接(图4)
图4 普通铁路通过区间线路所与客运专线铁路衔接
图4中,线路所C位于普通铁路线上,A站为客运专线车站,衔接线只有动车组列车运行。
比较图4和图1、图2,不难发现:(1) A站可以按客运专线标准设线路所通过信号机。(2)当线路所所处的普通铁路为CTCS-0级时,线路所C的通过信号机可以执行普通铁路标准,CTCS-2级与CTCS-0级分界点的划分、衔接线的信号机及其显示方式同图1,不存在显示兼容性问题。(3)当线路所所处的普通铁路为CTCS-2或CTCS-3级时,线路所C的通过信号机TX、TXF、TL、TLF可以执行普通铁路标准,但衔接线和线路所通过信号机TS、TSF的信号机及其显示方式及存在问题与图2相似。为了叙述方便,下文将线路所通过信号机TS、TSF暂称为区间分歧道岔防护信号机,因为它们防护的是2条分歧线路,一条通往普通铁路,另一条通往客运专线铁路。
对上述4种情形作一归纳,可以得出如下结论:
(1)客运专线铁路上的区间线路、车站、线路所以及客运专线去普通铁路的正向线路(衔接线)可以遵照客运专线铁路的信号机设置及其显示标准执行;
(2)当普通铁路为CTCS-0级线路时,普通铁路线上的区间线路、车站、线路所以及普通铁路去客运专线的正向线路(衔接线)应遵照普通铁路的信号机设置及其显示标准执行,信号机常态点灯;
(3)当普通铁路为CTCS-2或CTCS-3级线路时,普通铁路线上的区间线路、车站进站信号机、线路所通过信号机(不含区间分歧道岔防护信号机)应遵照普通铁路的信号机设置及其显示标准执行,信号机常态点灯;
(4)当普通铁路为CTCS-2或CTCS-3级线路时,普通铁路线上的接轨站出站信号机、接轨线路所的区间分歧道岔防护信号机、普通铁路去客运专线的正向线路(衔接线)的通过信号机的设置及其显示方式存在兼容性问题。需要研究解决。
通过以上分析可知,要解决客运专线铁路与普通铁路信号显示标准兼容性问题,核心要解决上面结论中的第4点。
3.1接轨站信号显示兼容性问题解决方案探讨
下面以图2的B站为例,分4个方案进行分析探讨。
(1)方案一:当发车进路只开通客运专线方向时,其出站信号机才采用客运专线类型的出站信号机机构,常态灭灯;否则出站信号机采用普通铁路类型的出站信号机机构(宜带进路表示器),常态点灯;不管开通哪个发车方向,均按照普通铁路的信号显示标准点灯;衔接线不设区间通过信号机。该方案的缺点是:当向衔接线正向发车时,出站信号机按正常追踪模式分别点亮绿灯、绿黄灯、黄灯,缺少大区间运行模式和引导发车模式。另外,一旦因错办进路导致非动车组列车或ATP故障的动车组列车驶入了衔接线,就会存在一定的安全隐患,需要人工保证安全(包括规章制度的约束、卡控)。
(2)方案二:在通往客运专线(包括衔接线)的正向出站口(XLF)处设客运专线类型的出站信号机作为总出站信号机,常态灭灯;股道设置普通铁路类型的出站兼发车进路信号机,常态点灯,不管开通哪个发车方向,均按照普通铁路的信号显示标准点灯;区间衔接线L2不设通过信号机。总出站信号机灭灯时,对于按ATP控制的动车组列车不起阻挡作用,但对其他列车则是禁止信号。因此可以克服方案一的安全性问题。另外,总出站信号机为客运专线类型,弥补了方案一不能提供大区间运行模式和引导发车模式的不足。但该方案存在如下新的问题。
①股道的发车进路信号机与出站口的总出站信号机距离一般较短,有可能不大于列车的速度分级制动距离,此时就存在信号重复显示问题,总出站信号机灭灯情况下如何实现重复显示?点灯情况下,又如何处理引导信号的重复显示?
②即使股道的发车进路信号机与出站口的总出站信号机距离大于列车的速度分级制动距离,发车进路信号机的信号显示也难以执行《铁路技术管理规程(高速铁路)》第471条的规定(即:常态点灯的发车进路色灯信号机显示下列信号:a.一个绿色灯光——表示该信号机列车运行前方至少有两架信号机经道岔直向位置在开放状态; b.一个绿色灯光和一个黄色灯光——表示该信号机列车运行前方次一架信号机经道岔直向位置在开放状态; c.一个黄色灯光——准许列车运行到次一架信号机之前准备停车。)
③出站兼发车进路信号机点亮一个绿灯有两种可能,情形一是采用自动闭塞追踪运行模式,表示运行前方至少有三个闭塞分区空闲;情形二是采用大区间运行模式,表示整个区间都空闲。一种信号有两种含义是不合适的。
(3)方案三:在方案一的基础上,衔接线L2设区间通过信号机。该方案的实质是将普通铁路模式延伸到临近的客运专线车站A站的SL进站信号机,形成图1所示的情况(相当于是B站和衔接线L2按CTCS-0、CTCS-2/3两套列控标准叠加处置),从而化解了两种信号显示不兼容的问题。该方案的优点是克服了因错办进路导致非动车组列车或ATP故障的动车组列车驶入衔接线后的安全问题,缺点是区间需设置通过信号机,有可能需增加不菲的工程投资。如以图5为例,设A、B两站为既有的客运专线车站,站间距可能很长(甚至有若干个区间中继站,这种情况在高速铁路较为普遍)。当某一工程需将普通铁路引入或经过B站时,不仅B站的出站信号机需更换信号机机构,还需要在B站至A站间的整个上行线增设区间通过信号机,有工程范围扩大化的弊病。
图5 客运专线铁路与CTCS-2/3级普通铁路衔接示意(二)
(4)方案四:信号机的设置同方案一,仅调整普通铁路类型出站信号机(带进路表示器)的显示方式,并将正常的灭灯状态当成一种信号显示。具体方案为。
①出站信号机常态点红灯,防止无行车许可的列车冒进信号。
②当向普通铁路发车(包括正向、反向)时,出站信号机按普通铁路的信号显示标准点亮相应允许信号,故障灭灯时,按红灯论处。
③当向客运专线铁路发车(包括正向、反向)时,正常情况下(即ATP控制动车组列车正常运行),由CTC自动办理发车进路(注:CTCS-2/3区段一般都装备有CTC系统,正常的运输作业由CTC自动控制),发车进路办好后,出站信号机自动改为灭灯状态。若是ATP工作正常的动车组列车接近,则司机视为客运专线模式,按照ATP的行车凭证驶入该信号机;若是ATP故障的动车组列车或非动车组列车,灭灯视为信号关闭,司机应将列车停在该信号机外方。
④如果ATP故障的动车组列车或按LKJ控制的动车组列车要从B站驶往A站(包括经衔接线L2正向发车和经衔接线L1反向发车),则需按大区间闭塞方式运行。此时司机需预先报告列车调度员和车站值班员,列车调度员发布调度命令,列车调度员或车站值班员人工办理发车进路,使出站信号机点亮绿灯,列车以信号显示作为行车凭证出站。
该方案技术上难度不大,且经济性好,但存在灭灯不代表信号机故障的问题,需要运营维护人员适应这一新情况。
综合比选:方案一存在安全问题,不可取;方案二存在同一架出站信号机开通同一条列车进路点亮同一种信号(绿灯)却有两种不同含义的问题,也不可取;方案三安全上没有问题,也不存在信号显示兼容性问题,但需在客运专线铁路增设通过信号机,是一种用工程办法化解信号显示兼容性问题的方案,可以酌情采用;方案四是一个技术上可行、经济性好的方案,但作为一种新生事物,需要运营维护人员去适应,是本文推荐的方案。
3.2接轨线路所信号显示兼容性问题解决方案探讨
下面以图4为例,对线路所通过信号机TS、TSF进行分析探讨。
客运专线和普通铁路的线路所通过信号机采用相同的信号机机构,其信号显示可比照上面的方案三、方案四处理。
(1)比照方案三:信号机TS、TSF常态点红灯,衔接线L2设区间通过信号机,将普通铁路模式延伸到邻近的客运专线车站A站的SL进站信号机。
(2)比照方案四:信号机TS、TSF常态点红灯,衔接线L2不设区间通过信号机,调整信号机的显示方式。
①信号机常态点红灯,防止无行车许可的列车冒进信号。
②当进路开向普通铁路线(包括正向、反向)时,信号机按普通铁路的信号显示标准点亮相应允许信号,故障灭灯时,按红灯论处。
③当进路开向客运专线(包括正向、反向)时,正常情况下,由CTC自动办理进路,进路办好后,信号机自动改为灭灯状态,若是ATP工作正常的动车组列车接近,则司机视为客运专线模式,按照ATP的行车凭证驶入该信号机,若是ATP故障的动车组列车或非动车组列车,灭灯视为信号关闭,司机应将列车停在该信号机外方。
④如果ATP故障的动车组列车或按LKJ控制的动车组列车要驶往A站,则采用大区间运行方式,由列车调度员或车站值班员人工办理进路。当进路经道岔直股时,信号机点绿灯;当进路经道岔弯股时,信号机点双黄灯或黄闪黄灯;引导作业时,信号机点红白灯。列车以信号显示作为行车凭证运行。
3.3优化信号显示兼容性的其他建议
以上只是针对接轨站(线路所)这一个点探讨了客运专线与普通铁路信号显示兼容性基本解决方案,下面再谈谈可进一步完善信号显示兼容性的3个建议方案。
(1)客运专线列车信号机采用常态点灯方式
《高速铁路设计规范》(TB10621—2014)规定客运专线车站进、出站信号机常态灭灯,而运基信号[2010]650号文却规定:当区间不设通过信号机的线路端站为衔接站时,进站、出站信号机的设置及显示执行普通铁路标准,常态点灯;区间设通过信号机的线路向衔接站接车的进站信号机应常态点灯;与动车走行线衔接的进站信号机常态点灯。
再结合本文上面的案例分析,发现信号机常态点灯、灭灯的要求较为混乱,可操作性不佳,建议统一规定为常态点红灯的方式。常态点红灯方式还有一个明显的优点,就是有利于防止无行车许可的列车冒进信号。
也许有人会提出“地面信号机点红灯,车载ATP却有行车许可的情况下,哪个是真正的主体信号”的问题,其实这种情况不会存在,因为,地面信号机点红灯时,行车许可不可能越过该信号机。
(2)普通铁路出站信号机、发车进路信号机增加引导信号
客运专线不仅进站信号机有引导信号,出站信号机、发车进路信号机也有引导信号。对于以CTC自动控制的客运专线铁路而言,这一新增功能可以大大改善信号设备故障情况下的发车作业效率。建议将这一优点推广到有CTC自动控制的普通铁路。
普通铁路既有的出站兼调车信号机、带调车信号的发车进路信号机机构可不改变现行信号机机构,只需局部调整灯光配列,即可产生红白灯光信号(红灯、白灯之间可能位于同一个二灯位机构内,与传统的矮型进站信号机相同)。
(3)动车走行线和动车段(所)信号机设置及显示方式与客运专线保持一致
动车走行线和动车段(所)是客运专线铁路的重要组成部分,但其信号机设置和信号显示标准却迥异于客运专线正线区段。根据运基信号[2010]650号文和《高速铁路设计规范》(TB10621—2014)的规定,①动车走行线优先考虑设置四显示自动闭塞通过信号机。②动车段(所)的进、出站信号机常态点灯。③出站信号机优先采用普通铁路类型的出站信号机机构(五灯位四显示双机构型式),当股道线间距偏小时,出站信号机采用红、黄、白三灯位单机构型式,有黄(普速铁路特点)、红、白、红白(客运专线特点)共四种信号显示,其显示含义如下[11]:
一个黄色灯光——准许列车由动车段(所)出发,表示发车进路建立且出站第一离去区段空闲;
一个红色灯光——不准列车越过该信号机;
一个月白色灯光——准许越过该信号机调车;
一个红色灯光和一个月白色灯光——准许列车由动车段(所)以站间闭塞方式出发,动车组列车运行速度不超过40 km/h,并须准备随时停车,表示前方区间空闲。
当初确定此方案的一个主要原因是考虑到动车段(所)内连接有维修基地,维修作业车需经动车段(所)和动车走行线进出客运专线正线,而维修作业车都没有安装列控ATP设备,所以动车走行线和动车段(所)按照CTCS-0级标准(即普通铁路标准)设置地面信号机。其实维修作业车只在维修天窗时间段内进出客运专线正线,在客运专线正线区段,维修作业车按照大区间方式运行,而且客运专线正线的站间距一般都大于动车走行线长度。按照这一分析,维修作业车在动车走行线采用大区间运行是合适的,因此,建议动车走行线和动车段(所)的信号机设置及其显示方式优先采用客运专线标准,使之与客运专线正线标准完全兼容。
通过以上分析研究,可归纳出如下研究结论。
(1)目前,我国铁路可分成仅开行动车组列车的客运专线铁路和其他铁路(这里称之为普通铁路)两种类型,这两种铁路的地面信号机设置及其信号显示方式采用两套不完全相同的技术标准和技术管理规程。
(2)客运专线铁路与CTCS-0级普通铁路衔接时不存在信号显示兼容性问题。
(3)客运专线铁路与CTCS-2或CTCS-3级普通铁路衔接时,普通铁路线上的接轨站(线路所)的信号机设置、信号机机构选择及信号显示方式存在兼容性问题,影响行车安全;其合理的解决方案是:普通铁路接轨站出站信号机当防护的发车进路兼有通向普通铁路和客运专线铁路时,①采用普通铁路标准的出站信号机机构;②常态点红灯;③当向普通铁路发车时执行普通铁路信号显示标准和行车管理模式;④当向客运专线铁路发车时执行客运专线铁路信号显示标准和行车管理模式,即正常情况下,发车进路办好后,出站信号机自动改为灭灯状态。若是ATP工作正常的动车组列车接近,则司机视为客运专线模式,按照ATP的行车凭证驶入该信号机;若是ATP故障的动车组列车或非动车组列车,灭灯视为信号关闭,司机应将列车停在该信号机外方。如果ATP故障的动车组列车或按LKJ控制的动车组列车需要驶往客运专线,则改按大区间闭塞方式运行。此时司机需预先报告列车调度员和车站值班员,列车调度员发布调度命令,列车调度员或车站值班员人工办理发车进路,使出站信号机点亮绿灯,列车以信号显示作为行车凭证出站。⑤衔接线可不设通过信号机。
(4)可进一步完善地面信号显示兼容性的建议方案还有:①客运专线铁路列车信号机采用常态点灯(红灯)方式;②普通铁路(特别是CTC区段)出站信号机和发车进路信号机增加引导信号(可不改变现行信号机机构) ;③动车走行线和动车段(所)信号机设置及显示方式与客运专线铁路保持一致。
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Research on Compatibility of Ground Signal Indication Criterions between Dedicated Passenger Line and Conventional Railway Line
SHI Xian-ming
(China Railway Siyuan Survey and Design Group Co.,Ltd.,Wuhan 430063,China)
Abstract:Dedicated passenger line (DPL) and conventional railway line are using different technical specifications for ground signal setting and signal indication.When DPL joints conventional railway lines of CTCS2/3,compatibility problem exists in the junction station and the section in perspective of signal setting and signal indication,which poses threat to normal traffic.The suggested solution is that the starting signal of the junction station uses the starting signal and the normal red-aspect specified for conventional railways,and signal indication criterions for dedicated railway and conventional railway are implemented respectively after the outgoing route is opened.Moreover,the paper studies and presents other programs to improve the compatibility.
Key words:Dedicated passenger railway line; High speed railway; CTCS; Signal indication; Criterion; Compatibility
作者简介:石先明(1965—),男,教授级高级工程师,1985年毕业于大连铁道学院工业电气自动化作业,工学学士,E-mail:tsysxm@ 126.com。
收稿日期:2015-11-10;修回日期:2015-12-03
文章编号:1004-2954(2016) 03-0139-08
中图分类号:U238; U284.1
文献标识码:A
DOI:10.13238/j.issn.1004-2954.2016.03.029