烏茲別克坦圖基馬奇至安哥連鐵路信號系統(tǒng)

馬書元

（鐵道第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，西安 710043）

1 概述

本項(xiàng)目線路長114 km，其中Tukimachi至Angren段位于烏茲別克首都塔什干州境內(nèi)，是烏茲別克境內(nèi)一條重要的既有單線運(yùn)營鐵路。本次既有鐵路電氣化改造工程中信號工程主要內(nèi)容：9個車站改造、1個與既有站間區(qū)間自動閉塞改造、5個與既有站間區(qū)間半自動閉塞改造、8個新設(shè)半自動閉塞、1個駝峰改造、14個站內(nèi)與區(qū)間道口改造以及既有的COD、PTO、KGU等系統(tǒng)改造。

本段線路及車站設(shè)置如圖1所示。

2 既有信號系統(tǒng)概況

烏茲別克斯坦國內(nèi)鐵路主要建設(shè)于上世紀(jì)70年代前蘇聯(lián)時期，各系統(tǒng)均采用前蘇聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)備，鐵路建設(shè)沒有形成自己獨(dú)立的技術(shù)體系和標(biāo)準(zhǔn)，前蘇聯(lián)解體后幾十年的運(yùn)營實(shí)踐又形成了本國獨(dú)特的運(yùn)營要求。

Tukimachi-Angren鐵路信號系統(tǒng)的區(qū)間為單線自動閉塞，采用分散式25 Hz交流計(jì)數(shù)自動閉塞設(shè)備；車站為繼電電氣集中聯(lián)鎖，采用色燈信號機(jī)，二線制控制交流轉(zhuǎn)轍機(jī)，軌道電路采用25 Hz相敏軌道電路，正線、股道電碼化，地面發(fā)碼設(shè)備采用電動發(fā)碼器；站內(nèi)和區(qū)間設(shè)有人及無人看守道口，有人看守道口還設(shè)有道口防護(hù)COD設(shè)備。

由于設(shè)備使用近30年沒有進(jìn)行過大修，信號設(shè)備除聯(lián)鎖設(shè)備可以正常使用外，其他系統(tǒng)大多處于停用或部分停用狀態(tài)。

3 信號方案

本次工程為國際貸款項(xiàng)目，采用國際化工程管理流程。工程管理及設(shè)計(jì)流程要求滿足歐洲國際項(xiàng)目管理標(biāo)準(zhǔn)；行車規(guī)則、技術(shù)管理規(guī)程、維護(hù)管理要求符合烏茲別克斯坦需求；信號控制原理、制圖標(biāo)準(zhǔn)要求滿足俄羅斯信號系統(tǒng)技術(shù)要求；采用的中國設(shè)備必須符合中國鐵路的相關(guān)技術(shù)條件。

本工程最大的難點(diǎn)是：我們尚不熟悉的國際項(xiàng)目管理流程下，融合多國技術(shù)及制圖標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)不同國家系統(tǒng)、設(shè)備間的順利接口；經(jīng)過大量的現(xiàn)場調(diào)查、收集資料、技術(shù)研究和經(jīng)濟(jì)比選，設(shè)計(jì)出滿足各方需求的信號系統(tǒng)等問題。

Tukimachi-Angren電氣化改造工程信號系統(tǒng)主要包括以下子系統(tǒng)：集中控制CTC、區(qū)間計(jì)軸自動站間閉塞、車站計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖、道口信號及道口防護(hù)、電源、信號集中監(jiān)測、超偏載檢測（KGU）、股道封鎖（PTO）等。

規(guī)模型改造綜合模式就是結(jié)合一種或多種模式的優(yōu)點(diǎn),將礦冶文化遺產(chǎn)改造成為兼具多種功能的場所。經(jīng)過改造的礦冶文化遺產(chǎn)多數(shù)具有旅游功能,且能產(chǎn)生較好的經(jīng)濟(jì)效益,但這種改造往往會產(chǎn)生較大的變動,特別是對遺址內(nèi)部會有很多改動,往往使一些礦冶文化遺產(chǎn)徒有其表,導(dǎo)致遺址部分文化內(nèi)涵消失。因此,這種模式只適用于一般的近現(xiàn)代礦冶文化遺產(chǎn)。例如德國蓋爾森基辛德煉鋼廠被改造成一個大型的購物中心,工廠內(nèi)部大規(guī)模的改動對礦冶文化遺產(chǎn)造成了一定的破壞。

1）區(qū)間閉塞系統(tǒng)：為最大限度縮小既有改造范圍，與本項(xiàng)目第一個站Sergeli站相鄰的Tukimachi不發(fā)生工程，兩站間仍采用既有分散式25 Hz交流計(jì)數(shù)自動閉塞，為提高系統(tǒng)安全性在兩站間增加計(jì)軸以完成閉塞分區(qū)空閑檢查，既有交流計(jì)數(shù)設(shè)備僅作為機(jī)車信號地面發(fā)碼設(shè)備。

Ozodlik、Aakhangren和Akchanew站與相鄰站間的繼電半自動閉塞以及Angren站與相鄰站的站間聯(lián)系僅對本站設(shè)備按原有半自動閉塞原理進(jìn)行改建，應(yīng)使對方站沒有改建工程。

以上方案既實(shí)現(xiàn)對既有不改造車站改動最少，又完全符合原有作業(yè)方式及運(yùn)輸組織模式。

本工程內(nèi)9個車站間按烏茲別克技術(shù)條件新建計(jì)軸自動站間閉塞，半自動閉塞作為備用閉塞方式，采用中國閉塞設(shè)備及設(shè)計(jì)方案。由專用光纖傳輸站間閉塞信息、由計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖實(shí)現(xiàn)半自動閉塞邏輯運(yùn)算。

2）車站計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)：采用容錯型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備、LED信號機(jī)、交流電動轉(zhuǎn)轍機(jī)，計(jì)軸設(shè)備作為站內(nèi)軌道空閑檢查設(shè)備。聯(lián)鎖實(shí)現(xiàn)自動站間閉塞和半自動閉塞條件的邏輯運(yùn)算完成閉塞功能；實(shí)現(xiàn)駝峰控制功能；實(shí)現(xiàn)與股道封鎖PTO、區(qū)間超限監(jiān)測KGU、站內(nèi)和區(qū)間道口信號系統(tǒng)的接口功能；實(shí)現(xiàn)與既有相鄰專用線車站的站間聯(lián)系和半自動閉塞的功能。

聯(lián)鎖設(shè)備、計(jì)軸設(shè)備、信號機(jī)、電碼化設(shè)備、電纜等均采用中國產(chǎn)品，轉(zhuǎn)轍機(jī)采用俄羅斯設(shè)備。

結(jié)合中國產(chǎn)品特點(diǎn)及烏茲別克既有信號機(jī)的顯示方式、電碼化范圍意義等因素設(shè)計(jì)出在中國產(chǎn)品下滿足烏茲別克既有模式的方案。

轉(zhuǎn)轍機(jī)采用俄羅斯設(shè)備意味著室外控制部分必須采用俄方方案，而聯(lián)鎖采用中國設(shè)備就需要室內(nèi)控制和表示采用中國方式。如何實(shí)現(xiàn)該轉(zhuǎn)轍機(jī)與中國計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)接口，滿足該轉(zhuǎn)轍機(jī)動作和表示，如何實(shí)現(xiàn)兩國不同尺寸、不同電氣特性的繼電器、整流器等設(shè)備器材的配套動作與合理安裝都是技術(shù)難題。經(jīng)過研究設(shè)計(jì)了一套特殊的道岔控制、表示電路。經(jīng)現(xiàn)場試驗(yàn)，完全達(dá)到設(shè)計(jì)和安裝要求；正式工程一次開通，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，達(dá)到預(yù)期效果。

3）駝峰控制系統(tǒng)：Akhangren車站有一處簡易駝峰，本次設(shè)計(jì)甲方要求將駝峰控制設(shè)備放在駝峰樓室內(nèi)。通常應(yīng)在駝峰樓內(nèi)單獨(dú)設(shè)置一套計(jì)算機(jī)駝峰控制系統(tǒng)，但駝峰控制室面積有限，不能滿足設(shè)計(jì)一套計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的需要。經(jīng)技術(shù)比選，將駝峰進(jìn)路、溜放控制一并納入車站計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)，由集中樓計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖完成駝峰進(jìn)路、溜放控制功能。在駝峰控制樓內(nèi)設(shè)駝峰控制盤，作為駝峰值班員申請駝峰調(diào)車作業(yè)、操縱道岔轉(zhuǎn)換、開放駝峰信號的操縱設(shè)備，增設(shè)聯(lián)鎖計(jì)算機(jī)顯示終端，使駝峰值班員對車站列車作業(yè)及股道占用情況一目了然。

4）道口控制系統(tǒng)：本項(xiàng)目道口除具有我國道口信號功能外，站內(nèi)、區(qū)間道口自動欄木與道口信號機(jī)均需納入聯(lián)鎖，且站內(nèi)道口列車、調(diào)車進(jìn)路均要納入聯(lián)鎖。有人看守道口還設(shè)置冗余安全防護(hù)系統(tǒng)COD，如圖2所示。

電源系統(tǒng)采用中國設(shè)備，道口信號、道口控制設(shè)備、COD控制設(shè)備、欄木設(shè)備等均按要求為既有設(shè)備。設(shè)計(jì)增加計(jì)軸點(diǎn)作為道口封閉和恢復(fù)的觸發(fā)點(diǎn)，由計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)按俄羅斯標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)對既有道口設(shè)備按既有動作順序完成控制。

5）電源系統(tǒng)：由于既有電源質(zhì)量較差，采用了由智能電源屏、大型UPS及大功率柴油機(jī)組成的電源系統(tǒng)。電源系統(tǒng)除向信號系統(tǒng)供電外，還向所有通信設(shè)備供電。完成兩路外電自動切換、電源屏與柴油機(jī)的自動切換、電源屏與UPS的自動倒換功能，保證通信信號設(shè)備在失去外電源時仍可以正常工作6～8 h。

6）KGU：既有區(qū)間有3處監(jiān)測列車超載、偏載的設(shè)備。本工程按照烏茲別克斯坦鐵路限界、偏載要求及作業(yè)方式設(shè)置了超限監(jiān)測系統(tǒng)，并與車站計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖接口，監(jiān)測列車超載、偏載。

7）PTO：烏茲別克PTO系統(tǒng)是為保證車站股道正在進(jìn)行的檢修、裝卸等作業(yè)安全、對股道實(shí)施封鎖的一種防護(hù)系統(tǒng)。該設(shè)備屬于車輛專業(yè)設(shè)備，我國鐵路信號設(shè)計(jì)沒有此項(xiàng)內(nèi)容。按照烏茲別克PTO系統(tǒng)作業(yè)方式，采用完全由聯(lián)鎖實(shí)現(xiàn)的方案。根據(jù)計(jì)劃對已滿線或正在檢修的股道進(jìn)行封鎖，聯(lián)鎖系統(tǒng)無法向被封鎖的股道辦理列車和調(diào)車作業(yè)，直至PTO系統(tǒng)解除股道封鎖。

4 項(xiàng)目實(shí)施的收獲

烏茲別克斯坦Tukmach—Angren電氣化改造通信信號工程的實(shí)施，使中國鐵路人對國際項(xiàng)目的運(yùn)作流程有了全新的認(rèn)識和提高；對前蘇聯(lián)各國鐵路通信信號技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和運(yùn)營要求有了深入的認(rèn)識；使中國鐵路通信信號設(shè)備、標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)走向了國際市場；對中亞各國鐵路改建工程具有示范作用，對中國鐵路通信信號在中亞地區(qū)的工程實(shí)施提供了直接經(jīng)驗(yàn)并積累了完整的技術(shù)資料和現(xiàn)場實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

[1] 阿·阿·塔雷科夫，阿·波拉芝鞏諾夫．25 Hz相敏軌道電路[M]．孫耀文，譯．北京：中國鐵道出版社，1982．

[2]俄聯(lián)交通部．俄羅斯聯(lián)邦鐵路技術(shù)管理規(guī)程[S]．1993．