客運專線銜接站及聯(lián)絡線信號機布置研究

沈志凌

(中鐵第四勘察設計院集團有限公司，武漢 430063)

1 概述

關(guān)于客運專線銜接站信號機設置及顯示，業(yè)界一直存在較大爭議。主要是基于客運專線區(qū)間地面不設通過信號機，改設區(qū)間信號點指示牌，車站地面信號機也較車站傳統(tǒng)信號機簡化，其顯示方式也發(fā)生了重大變化，例如平時信號機處于滅燈狀態(tài)，動車組以車載信號作為憑證，只有當CTCS-2/3車載設備故障的情況下，由人工開啟地面信號機指示列車行駛，出站信號機開放條件為整個區(qū)間必須空閑。這與傳統(tǒng)的地面信號機顯示常態(tài)著燈的規(guī)定不一致。如果單純是客運專線的車站，其地面信號機設置較為簡單，但是隨著客運專線成網(wǎng)建設，工程設計中經(jīng)常遇到客運專線與時速200 km及以下的客貨共線鐵路接軌，接軌后信號機布置及顯示就變得復雜起來，之所以復雜是因為在銜接站可能有2種不同顯示制式的信號機共存。

銜接站地面信號機設置必須解決以下2個問題:第一，同一架信號機信號顯示含義必須一致;第二，必須保證人為誤操作或漏操作的情況下信號顯示導向安全。

鑒于客運專線銜接站信號機設置復雜性，鐵道部運輸局于2010年9月頒布了《客運專線銜接站信號機設置主要技術(shù)原則V1.0》(運基信號［2010］650號，以下簡稱650號文)規(guī)定了各種銜接站地面信號機設置原則和常態(tài)狀態(tài)(即點燈還是滅燈)。該規(guī)定在一定程度上統(tǒng)一了設計標準，但是存在一定的缺陷，本文針對650號文提出改進建議，供設計參考。

為便于表述，本文以下所提“動車組列車”是指裝有CTCS-2/3車載設備且設備工作正常的動車組，“非動車組”是指沒有裝備CTCS-2/3車載設備的列車或CTCS-2/3車載設備處于隔離模式運行的動車組。

2 關(guān)于銜接站型式及信號機布置的有關(guān)規(guī)定

650號文給出了6種型式的客運專線銜接站信號機布置及顯示規(guī)定，簡單介紹如下。

第1種型式，見圖1。銜接站主要接發(fā)車方向為區(qū)間不設置通過信號機的股道(車場)地面信號機常態(tài)滅燈，機構(gòu)采用客運專線標準;主要接發(fā)車方向為區(qū)間設置通過信號機的股道(車場)地面信號機常態(tài)點燈，機構(gòu)采用客貨共線鐵路標準。

第2種型式，見圖2?？拓浌簿€車站(A站)設為銜接站，B站為客運專線車站。

圖1 銜接站信號機布置與顯示舉例1

圖2 銜接站信號機布置與顯示舉例2

第3種型式，見圖3?？瓦\專線車站作為銜接站，與第一種型式有些類似，其中客運專線正線進、出站信號機采用客運專線標準，常態(tài)滅燈;其余信號機采用客貨共線鐵路標準，常態(tài)點燈。

圖3 銜接站信號機布置與顯示舉例3

第4種型式，見圖4。銜接站為客貨共線鐵路中間站，又是區(qū)間不設通過信號機的端站。各進站和出站信號機均采用客貨共線鐵路標準，常態(tài)點燈。

第5種型式，見圖5。乙線路所設為銜接站，防護信號機常態(tài)點燈;甲線路所各防護信號機常態(tài)滅燈;聯(lián)絡線設信號標志牌。

圖4 銜接站信號機布置與顯示舉例4

圖5 銜接站信號機布置與顯示舉例5

第6種型式，見圖6。動車段與區(qū)間不設通過信號機的客運專線車站銜接。如果動車段內(nèi)設有自輪運轉(zhuǎn)車輛的維修基地，且進出車站共用動車走行線，則走行線需設有雙向通過信號機，否則可只設信號標志牌。本圖所示為前者。動車段信號機常態(tài)點燈，其中出站信號機采用“紅、黃、白”機構(gòu)。銜接站(客運專線車站)進站信號機常態(tài)點燈，出站信號機采用客專標準常態(tài)滅燈。開行非動車組列車時，對應接車進路終端的出站信號機點燈。

圖6 銜接站信號機布置與顯示舉例6

3 關(guān)于650號文存在問題的分析

(1)銜接站型式類型較多，不利于掌握和運用。銜接站設置地點沒有規(guī)律，對銜接站設在客運專線車站還是設在客貨共線車站沒有明確要求。

(2)有些規(guī)定存在安全隱患。

例如:2.11條，對常態(tài)點燈的出站信號機向區(qū)間不設通過信號機的線路辦理發(fā)車規(guī)定存在安全漏洞。以圖4為例，出站信號機X3向SN口辦理發(fā)車進路時，對于動車組列車，出站信號機保持點燈狀態(tài);對于非動車組列車，經(jīng)值班員/調(diào)度員檢查站間空閑后辦理發(fā)車進路，憑出站信號機開放顯示進入?yún)^(qū)間。該規(guī)定靠值班員/調(diào)度員檢查區(qū)間空閑而不靠設備檢查有安全漏洞，萬一值班人員疏忽就有可能發(fā)生非動車組追蹤運行到有車的區(qū)間，而該區(qū)間又沒有信號機防護，可能造成尾追事故。另外出站信號機顯示含義不清晰，既然是大區(qū)間運行方式，只要滿足制動距離就應該顯示綠燈而不應含有其他顯示。該問題在圖1、圖2、圖3及圖5也都存在。

2.9.2條，對于非動車組列車由常態(tài)點燈的進站信號機向出站信號機常態(tài)滅燈的股道接車作業(yè)時，規(guī)定經(jīng)“點燈”操作點亮對應接車進路終端出站信號機紅燈后，辦理接車進路，目的是給非動車組列車提供一個阻擋信號。這個規(guī)定只要求去做，沒有要求去檢查是否做了，一旦發(fā)生漏操作現(xiàn)象，將可能產(chǎn)生所接列車冒進出站信號機的危險，所以此規(guī)定不夠嚴密，據(jù)了解不同設備供應商做法不一致。圖1、圖3及圖6存在。

2.8.2條，對于非動車組列車由常態(tài)滅燈的進站信號機辦理接車進路時，只規(guī)定了經(jīng)“點燈”操作后點亮進站信號機紅燈，再辦理接車進路。但是沒有規(guī)定是否需要點亮對應接車進路終端出站信號機紅燈，也沒有規(guī)定進站信號開放允許信號是否檢查對應出站信號機燈絲完好。從安全考慮，此處還應補充上述內(nèi)容。圖1、圖2、圖3存在。

(3)銜接站信號改造困難。

對于已建成的客運專線車站，如果按照650號文規(guī)定作為銜接站，部分常態(tài)滅燈的出站信號機需要改造為常態(tài)點燈的出站信號機，其機構(gòu)也由單機構(gòu)改為雙機構(gòu)，并加裝區(qū)分運行方向的進路表示器，部分股道線間距不一定能夠滿足加裝帶進路表示器的雙機構(gòu)信號機建筑限界要求，例如雙機構(gòu)5燈位信號機加發(fā)車進路表示器正線股道線間距至少為5 219 mm，大于高速鐵路規(guī)范規(guī)定的5 000 mm的正線線間距要求。

由于客運專線車站大部分采用無砟軌道，如果前期工程預留不足，則新增的電纜過軌較為困難或根本不具備過軌條件，現(xiàn)場施工難度大。

4 改進銜接站信號機設置的意見

(1)改進原則

針對上述存在的問題，提出以下研究原則。

①以客運專線車站作為銜接站進行研究的原則。

②通用化原則:盡量減少銜接站信號機設置類型，便于設計、施工、運營人員理解掌握，減少差錯。

③標準化原則:同一車站盡量采用單一的客運專線或客貨共線信號機設置標準，避免混用帶來的信號顯示含義不清。

④少改動原則:客貨共線線路引入客運專線車站時，避免引起既有出站信號機機構(gòu)類型的變化，降低電纜穿越無砟軌道施工難度。

(2)基本銜接站研究內(nèi)容

①基本銜接站型式

研究從一個基本的銜接站圖形開始。常見的銜接站圖形如圖7所示。

圖7 銜接站及聯(lián)絡線基本圖形

車站A是僅運行動車組列車的客運專線上(為便于表述，簡稱L1線)的一個銜接站，車站B是L2線路上的車站，AB站間設聯(lián)絡線L3，聯(lián)絡線只運行動車組。如果L2線是客運專線，則銜接站A完全按照客運專線標準設置進出站信號機，本文忽略該部分研究內(nèi)容，重點研究L2線為客貨共線或有非動車組運行的客運專線。

L1線的特征是區(qū)間沒有設置地面通過信號機，車站A信號機按照客運專線鐵路標準設置和顯示，信號機常態(tài)滅燈。L2線的特征是區(qū)間設置了地面通過信號機，車站B信號機按照客貨共線鐵路標準設置和顯示。L3線是否需要設置地面信號機以及如何設置需要研究。

②基本銜接站出站信號機機構(gòu)及顯示研究

方案一:車站所有出站信號機采用客運專線標準機構(gòu)且常態(tài)滅燈，動車組運行時出站信號機不需開燈，只有開行非動車組列車時通過“點燈”操作點亮出站信號機。該方案可適應聯(lián)絡線(L3線)安裝地面信號機和安裝信號標志牌2種情形。

一是當聯(lián)絡線區(qū)間采用標志牌時，出站信號機向2個方面線路發(fā)車點綠燈含義一致，都是站間運行，考慮到列車發(fā)車憑出站信號機點燈作為憑證的使用概率很小，為統(tǒng)一標準和簡化設置，可不設置進路表示器區(qū)分運行方向。

二是當聯(lián)絡線區(qū)間設置地面信號機時，出站信號機需要加裝發(fā)車進路表示器，以區(qū)分不同運行方向的信號顯示含義，這與自動閉塞區(qū)段反方向發(fā)車采用一個進路表示器類似。出站信號機平時滅燈，非動車組開往區(qū)間時通過“點燈”操作點亮出站信號機，通過方向繼電器條件區(qū)分信號機點燈檢查內(nèi)容，如果是開往客運專線方向，按站間閉塞行車，信號機點綠燈的條件是檢查站間空閑;如果是開往聯(lián)絡線方向，按自動閉塞行車，信號機點綠燈的條件是檢查3個閉塞分區(qū)空閑和進路表示器點亮。如此，信號顯示含義清晰，作業(yè)規(guī)定明確。

如果沒有打開信號機，非動車組列車沒有行車憑證，不能出站，對行車而言是安全的，由于非動車組數(shù)量不多，因此對運輸效率的影響也有限。如果非動車組數(shù)量較多，建議站場設計布局進行修改，不宜采用這種混用車場結(jié)構(gòu)，而是采用分場設計。

方案二:車站所有出站信號機采用客貨共線鐵路標準機構(gòu)且常態(tài)著燈。參照自動閉塞反向發(fā)車進路表示器設置標準，出站信號機需要加發(fā)車進路表示器，以區(qū)分列車是發(fā)往無信號機區(qū)間還是發(fā)往有信號機的區(qū)間。發(fā)往有信號機的區(qū)間時，進路表示器點亮，出站信號機開放須檢查進路表示器處于點燈狀態(tài)，出站信號機根據(jù)四顯示自動閉塞標準進行顯示。發(fā)往無信號機的區(qū)間(即客運專線)時，進路表示器滅燈，經(jīng)設備檢查整個區(qū)間空閑后出站信號機點一個綠燈。該方案宜進站信號機一并采用常態(tài)著燈方案。該方案可行，且較方案一操作簡單，缺點是本末倒置，讓有為數(shù)不多動車組運行的聯(lián)絡線接入客運專線車站后改變了主要線路的信號顯示一致性，使得客運專線信號標準混亂和不統(tǒng)一。該方案還存在地面信號機因故滅燈后與車載信號不一致的情況，這也是客運專線車站信號機采用常態(tài)滅燈的主要原因。

方案三:部分股道出站信號機采用客貨共線鐵路標準機構(gòu)且常態(tài)著燈，另一部分出站信號機采用客運專線標準機構(gòu)且常態(tài)滅燈。同樣出站信號機需要加裝發(fā)車進路表示器。該方案同樣存在方案二的問題。另外，無論是系統(tǒng)設計、工程設計還是運營管理，該方案較以上2個方案都更為復雜，因此不宜采用。

方案二和方案三用于既有運營線路改造時，變動較大，需要更換信號機機構(gòu)，增加信號機點燈電纜。受限界和無砟軌道條件影響，信號機安裝及電纜穿越站內(nèi)股道等施工難度增大。

經(jīng)以上分析，推薦采用方案一，即車站所有出站信號機采用客運專線標準機構(gòu)且常態(tài)滅燈。

③基本銜接站進站信號機常態(tài)研究

以下方案基于L3線設置區(qū)間通過信號機的情形進行研究，如果L3線區(qū)間設置信號標志牌，則對應銜接站進站信號機常態(tài)應為滅燈。

方案一:L1線進站信號機常態(tài)滅燈，L3線進站信號機常態(tài)著燈。

對于動車組接車而言，進站信號機常態(tài)滅燈與著燈沒有使用上的區(qū)別，也沒有因此降低使用安全性。

對非動車組接車，為提高L3線(進站信號機常態(tài)著燈)接車的安全性，按650號文規(guī)定應先經(jīng)“點燈”操作，在點亮對應接車進路終端出站信號機紅燈后，再辦理接車進路。如此，一部分接車(L1線)不要操作“點燈”出站，另一部分接車(L3線)又要進行操作，如果忘記“點燈”操作，則非動車組接車進路末端缺少阻擋信號，接車安全度將降低。為解決上述問題，可在進站信號機顯示允許信號時附加檢查出站信號機已經(jīng)變?yōu)椤包c燈”的條件，只有檢查到“點燈”條件才能開放允許信號。進站信號外方軌道電路區(qū)段低頻碼與進站信號機顯示相關(guān)聯(lián)。

方案二:L1線及L3線進站信號機常態(tài)均滅燈。

如果L3線進站信號機采用常態(tài)滅燈，則對動車組列車沒有區(qū)別，那么可以與方案一進行比較，分析非動車組接車安全性狀況是好轉(zhuǎn)還是變差。

當L3線沒有辦理接車進路時，進站滅燈或經(jīng)“點燈”操作顯示紅燈，其前方第一架通過信號機顯示黃燈并發(fā)黃碼，與普速鐵路設計原理一致，此情形安全。

L3線辦理非動車組接車進路時，先經(jīng)“點燈”操作點亮進站信號機顯示紅燈，辦理接車進路時再自動點亮對應接車進路終端出站信號機紅燈，進站信號機根據(jù)接車進路情況顯示黃、雙黃、黃閃黃等允許信號，L3線接近區(qū)段發(fā)相應機車信號碼，進站信號機前方預告信號機顯示及機車信號碼序按規(guī)定升級，此情形是安全的。

L3線辦理非動車組接車進路時，如忘記“點燈”操作點亮進站信號機顯示紅燈，出站信號機也未能打開紅燈，但是沒有條件阻止接車進路的辦理。如此，雖然進站信號機處于滅燈狀態(tài)，但接近區(qū)段能發(fā)黃、雙黃、黃閃黃等碼，進站信號機前方第一架通過信號機顯示及機車信號碼序可按規(guī)定升級，非動車組由區(qū)間憑地面信號顯示逐步駛近車站，當進入進站外方第一個區(qū)段時突然發(fā)現(xiàn)進站信號機失去顯示，司機會變得緊張，如果機車信號正常還會讓司機產(chǎn)生錯覺，會更加不安。當然，接車進路已鎖閉并有接近鎖閉保護，即使列車冒進進站信號機列車運行安全也有一定保障。該方案可能出現(xiàn)進站和出站兩架信號機都打不開的情形，加重了司機緊張程度。

如果要解決上述問題，可以在進站信號機外方第一架通過信號機的點燈電路條件中串入進站“點燈”操作按鈕繼電器接點條件，如果沒有進行進站“點燈”操作，該通過信號機只能顯示黃燈，只有進行了進站“點燈”操作，該通過信號機顯示才與進站信號機顯示有關(guān)聯(lián)。其他通過信號機按規(guī)定順序升級。該措施只針對地面信號機顯示進行特殊處理，機車信號按規(guī)定碼序設計。該措施解決了非動車組接車時忘記“點燈”操作情況下的車地顯示一致性，但對非動車組運輸效率產(chǎn)生一些影響。

通過以上2個方案的比較，筆者認為方案一簡單明了，經(jīng)過一定的技術(shù)手段可以達到很高的安全性。建議采用方案一，即L3線進站信號機常態(tài)著燈。

④聯(lián)絡線(L3線)區(qū)間信號機設置研究

聯(lián)絡線的型式較多，大致分為端頭型、中間型、穿越型等3類。無論采用何種型式的聯(lián)絡線，從信號技術(shù)上均可歸納為聯(lián)絡線區(qū)間設置地面通過信號機和設置信號標志牌2種型式。當聯(lián)絡線上只運行動車組列車時，按照標志牌設置，反之需要設置地面信號機(例如動車段聯(lián)絡線)。

此外出于某種需要，例如為保證CTCS-0/2級間轉(zhuǎn)換不成功繼續(xù)行車的需要，在僅開行動車組的聯(lián)絡線通往銜接站方向的單向線路上也需要額外布置通過信號機。見圖8。

圖8 有級間轉(zhuǎn)換的聯(lián)絡線信號機布置

或者裝配CTCS-2系統(tǒng)的L2線通過線路所接入客運專線時，為防止非動車組憑開放的地面信號機(S)進入有車的區(qū)間發(fā)生尾追事故，以及為解決線路所通過信號機引導顯示的一致性問題，同樣需要在聯(lián)絡線通往銜接站方向的單向線路上額外布置通過信號機。見圖9。

圖9 通過線路所接入客運專線的聯(lián)絡線信號機布置

圖8和圖9情形下銜接站出站信號機采用客專標準機構(gòu)，不需加進路表示器，但是聯(lián)絡線進站信號機宜按常態(tài)著燈處置。

(3)銜接站信號機設置方案歸類研究

通過對以上基本接軌站信號機布置及顯示的研究，可以將運基信號［2010］650號文羅列的6種銜接站信號機設置方案進行歸一化或歸類處理。

①第二至第六5種銜接站型式的改進與歸類

第二至第六等5種銜接站型式完全可以按照上述基本銜接站信號機設置方案進行歸類，即以客運專線信號機標準為基礎設置銜接站進出站信號機:如果在聯(lián)絡線區(qū)間離開銜接站方向的線路設置了通過信號機，則銜接站出站信號機還要增加該方向的發(fā)車進路表示器;如果聯(lián)絡線進入客運專線方向的線路上設置了通過信號機，則銜接站聯(lián)絡線方面的進站信號機常態(tài)宜著燈，該線路上未設置通過信號機時進站應按常態(tài)滅燈設計。

根據(jù)上述設置方案，針對650號文列舉的5種型式逐一提出修改建議如下。

第二、第四和第五種型式:應將銜接站統(tǒng)一定為客運專線車站(或線路所)，銜接站出站信號機機構(gòu)維持客運專線標準，并對通向客運專線車站(或線路所)的聯(lián)絡線線路增設區(qū)間通過信號機，客運專線車站(或線路所)對應聯(lián)絡線進站信號機常態(tài)點燈。

第三、第六種型式:將所有出站信號機改為客運專線標準，其中臨近區(qū)間有信號機的出站信號機增加發(fā)車進路表示器。

②對于第一種交叉穿越接軌方式，比較復雜，銜接站處于客運專線和客貨共線交叉點且未分為2個獨立車場設置。下面針對客貨共線線路分2種運輸需求分別考慮銜接站信號機設置方案。

一是，客貨共線以動車組為主，非動車組數(shù)量極少。這種情形下可以參照第三、第六種型式，將所有出站信號機改為客運專線標準，其中臨近區(qū)間設有通過信號機的出站信號機增加發(fā)車進路表示器。

二是，客貨共線非動車組數(shù)量較多。該情形下，出站信號機常態(tài)如果還是滅燈，則會頻繁進行“點燈”操作;如果按常態(tài)點燈，為規(guī)范信號顯示含義，出站信號機機構(gòu)則應全部而不是部分改為客貨共線鐵路機構(gòu)，同時加裝區(qū)分運行方向的進路表示器，如此帶來客運專線標準的不統(tǒng)一。所以從信號技術(shù)要求看，遇這種運輸需求時應盡量要求站場專業(yè)分場設計。

(4)關(guān)于動車段出站信號機機構(gòu)設置

650號文3.1.2條規(guī)定，動車段內(nèi)出站信號機受安裝限界影響時(線間距小于4 600 mm)，可采用“紅、黃、白”三燈位矮型信號機，發(fā)車進路建立及出站第一離去區(qū)段空閑，該信號機點亮一個黃色燈光。建議采用“綠、紅、黃、白”四燈位單機構(gòu)矮型信號機，不但限界滿足要求，而且信號顯示更為全面和準確。

5 結(jié)語

隨著客運專線和高速鐵路成網(wǎng)建設規(guī)模的擴大，可能還會出現(xiàn)一些新的銜接站型式，希望本文提出的思路能對今后工程建設碰到的新問題提供一些幫助。

［1］鐵道部令第29號.鐵路技術(shù)管理規(guī)程［S］.北京:中國鐵道出版社，2006.

［2］TG/04—2009 鐵路客運專線技術(shù)管理辦法(試行)(300～350 km/h部分)［S］.北京:中國鐵道出版社，2009.

［3］TG/03—2009 鐵路客運專線技術(shù)管理辦法(試行)(200～250 km/h部分)［S］.北京:中國鐵道出版社，2009.

［4］TB 10621—2009 高速鐵路設計規(guī)范(試行)［S］.北京:中國鐵道出版社，2009.

［5］TB 10007—2006 鐵路信號設計規(guī)范［S］.北京:中國鐵道出版社，2006.

［6］鐵運［2008］19號，關(guān)于客運專線信號系統(tǒng)若干問題的指導意見［S］.

［7］運基信號［2010］650號，關(guān)于印發(fā)《客運專線銜接站信號機設置主要技術(shù)原則V1.0》的通知［S］.

［8］沈志凌.武廣高速鐵路地面信號機設置及顯示方案［J］.鐵路技術(shù)創(chuàng)新，2010(5):42-47.