客運(yùn)專線車站出站信號(hào)機(jī)與停車標(biāo)設(shè)置方案研究

趙 博

（中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，武漢 430063）

1 概述

隨著中國高速鐵路的快速發(fā)展，運(yùn)營及在建客運(yùn)專線日益增多。在部分新建項(xiàng)目聯(lián)調(diào)及試運(yùn)行時(shí)，8節(jié)短編組動(dòng)車組能非常順利在450 m站臺(tái)進(jìn)站停車，但部分車型的16節(jié)長編組和重聯(lián)動(dòng)車組，在司機(jī)按照ATP行車曲線控車進(jìn)站停車時(shí)，由于信號(hào)機(jī)與停車標(biāo)設(shè)置距離不理想，導(dǎo)致尾部車廂無法全部進(jìn)入站臺(tái)，尾部車廂車門不能上下旅客。本文根據(jù)高速鐵路現(xiàn)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)規(guī)范，分析列車發(fā)車追蹤時(shí)間間隔和列控系統(tǒng)行車安全距離等影響因素，對(duì)客專車站出站信號(hào)機(jī)、應(yīng)答器、列車停車標(biāo)設(shè)置進(jìn)行研究。

2 車站相關(guān)信號(hào)設(shè)備平面設(shè)置原則

2.1 出站信號(hào)機(jī)

根據(jù)《高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB10621-2014）相關(guān)規(guī)定，車站出站信號(hào)機(jī)宜設(shè)在距警沖標(biāo)不小于55 m，或距最近的對(duì)向道岔尖軌尖端不小于50 m的位置。盡頭式車站出站信號(hào)機(jī)應(yīng)設(shè)置在距警沖標(biāo)不小于5 m的位置，或臨近的對(duì)向道岔岔前軌縫處[1]。

2.2 出站信號(hào)機(jī)應(yīng)答器組

CTCS-2級(jí)列控系統(tǒng)出站信號(hào)機(jī)應(yīng)答器組設(shè)置由一個(gè)有源應(yīng)答器和一個(gè)無源應(yīng)答器構(gòu)成[2]，宜設(shè)置在距出站信號(hào)機(jī)65±0.5 m（從靠近絕緣節(jié)的應(yīng)答器計(jì)算）處，距出站信號(hào)機(jī)不宜小于30 m（從靠近絕緣節(jié)的應(yīng)答器計(jì)算）。有圖定轉(zhuǎn)線作業(yè)的正線股道的出站信號(hào)機(jī)外方設(shè)置由一個(gè)有源應(yīng)答器和一個(gè)無源應(yīng)答器構(gòu)成的應(yīng)答器組，該應(yīng)答器組距離出站信號(hào)機(jī)不應(yīng)小于30±0.5 m（從靠近絕緣節(jié)的應(yīng)答器計(jì)算），如圖1所示。

CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)出站信號(hào)機(jī)應(yīng)答器組設(shè)置由一個(gè)有源應(yīng)答器和一個(gè)無源應(yīng)答器構(gòu)成，該應(yīng)答器組宜靠近站臺(tái)端設(shè)置[3]，距離出站信號(hào)機(jī)不應(yīng)小于20 m（從靠近絕緣節(jié)的應(yīng)答器計(jì)算）。有站臺(tái)或圖定轉(zhuǎn)線作業(yè)的正線股道的出站信號(hào)機(jī)外方設(shè)置由一個(gè)有源應(yīng)答器和一個(gè)無源應(yīng)答器構(gòu)成的應(yīng)答器組，距離出站信號(hào)機(jī)不應(yīng)小于30 m（從靠近絕緣節(jié)的應(yīng)答器計(jì)算），如圖2所示。

2.3 列車停車標(biāo)

所有高鐵、客專車站站臺(tái)上設(shè)置有動(dòng)車組列車停車位標(biāo)，為司機(jī)站臺(tái)停車對(duì)位使用，2014《鐵路技術(shù)管理規(guī)程》對(duì)其位置沒有進(jìn)行具體說明，僅要求各鐵路局規(guī)定。相關(guān)鐵路局對(duì)其設(shè)置要求也不盡相同，以下列舉3個(gè)鐵路局的設(shè)置要求。

1）列車停車標(biāo)與出站信號(hào)機(jī)應(yīng)答器組距離應(yīng)大于15 m，列車尾部越過到發(fā)線反方向出站信號(hào)機(jī)應(yīng)答器，同時(shí)應(yīng)滿足列車車頭越過股道中心應(yīng)答器15 m。

2）C2線路動(dòng)車組列車停車標(biāo)距離出站或進(jìn)路信號(hào)機(jī)不小于80 m，如線路條件允許其距離應(yīng)適當(dāng)增大；C3線路動(dòng)車組列車停車標(biāo)距離出站或進(jìn)路信號(hào)機(jī)不小于70 m。

3）在C2和C3線路，列車停車標(biāo)距離出站或發(fā)車進(jìn)路信號(hào)機(jī)不小于80 m。

相關(guān)鐵路局在動(dòng)車組列車停車標(biāo)設(shè)置規(guī)定有一定差異。但已開通運(yùn)營及在建客專的動(dòng)車組列車停車標(biāo)基本設(shè)置在距站臺(tái)端15 m處，與司機(jī)室側(cè)窗對(duì)齊。

3 出站信號(hào)機(jī)與停車標(biāo)設(shè)置方案

動(dòng)車組列車進(jìn)站停車必須在所排出進(jìn)路對(duì)應(yīng)出站信號(hào)機(jī)外方停下，并且尾部完全越過岔后警沖標(biāo)進(jìn)入安全區(qū)域。高鐵、客運(yùn)專線在滿足所述要求，且動(dòng)車組必須全部進(jìn)入站臺(tái)。司機(jī)以動(dòng)車組列車停車標(biāo)為目標(biāo)點(diǎn)對(duì)標(biāo)停車。車站出站信號(hào)機(jī)、出站信號(hào)機(jī)應(yīng)答器組、站臺(tái)端、列車停車標(biāo)之間相對(duì)位置應(yīng)符合一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系才能滿足動(dòng)車組以接發(fā)車作業(yè)的相關(guān)需要。如其設(shè)置不合理，可能使得長編組或重聯(lián)動(dòng)車組列車不能完全進(jìn)入站臺(tái)或停到指定位置，出發(fā)列車轉(zhuǎn)換權(quán)不能及時(shí)切換。

3.1 影響出站信號(hào)機(jī)-停車標(biāo)設(shè)置方案因素分析

3.1.1 列車發(fā)車追蹤時(shí)間間隔（I發(fā)車）

列車運(yùn)行間隔時(shí)間是列車運(yùn)行圖的組成要素，是計(jì)算區(qū)間通過能力的重要參數(shù)，也是CTC系統(tǒng)開發(fā)和應(yīng)用的重要依據(jù)[4]。

列車發(fā)車追蹤時(shí)間間隔I發(fā)車是從前列車由車站發(fā)車時(shí)起，到本站同方向再發(fā)出一列車時(shí)止的最小間隔時(shí)間[5]。由前列車從車站發(fā)車并出清1LQ的時(shí)間和辦理另一列車發(fā)車作業(yè)的辦理時(shí)間，如公式（1）所示。

式中：I發(fā)車為列車發(fā)車追蹤間隔時(shí)間；L閉塞為閉塞分區(qū)長度；L列車為列車長度；L停車標(biāo)為列車停車標(biāo)至出站信號(hào)機(jī)間的距離；V發(fā)車為列車發(fā)車的運(yùn)行速度；T發(fā)車時(shí)間作業(yè)為列車發(fā)車作業(yè)時(shí)間。

其中L列車、L閉塞、t發(fā)車時(shí)間均為可參考的固定值，因此L停車標(biāo)的距離為滿足I發(fā)車列車發(fā)車追蹤時(shí)間間隔及列車追蹤時(shí)間間隔的關(guān)鍵因素之一。

3.1.2 列控系統(tǒng)行車安全距離

列控系統(tǒng)在C2和C3列控完全監(jiān)控模式下進(jìn)行發(fā)車或接車時(shí)，列控車載計(jì)算機(jī)根據(jù)軌道電路和應(yīng)答器信息確定停車點(diǎn)（行車許可終點(diǎn)EOA，接車為出站信號(hào)機(jī)），并結(jié)合車輛制動(dòng)參數(shù)計(jì)算列車目標(biāo)距離制動(dòng)動(dòng)態(tài)曲線[6]，并且依據(jù)制動(dòng)動(dòng)態(tài)曲線對(duì)列車進(jìn)行速度監(jiān)控。動(dòng)態(tài)曲線計(jì)算常用SBI制動(dòng)干預(yù)曲線及EBI緊急制動(dòng)干預(yù)曲線。出站信號(hào)機(jī)停車點(diǎn)與緊急制動(dòng)列車是停車點(diǎn)之間的距離為站內(nèi)行車安全距離，列車目標(biāo)-距離制動(dòng)動(dòng)態(tài)曲線如圖3所示。

站內(nèi)行車安全距離L即是列車停車標(biāo)至出站信號(hào)機(jī)間的距離L停車標(biāo)。在考慮最不利的條件運(yùn)行時(shí)的ATP行車安全距離必須滿足60 m，即動(dòng)車組停車點(diǎn)距信號(hào)機(jī)的距離不得小于60 m。

3.2 出站信號(hào)機(jī)-停車標(biāo)最小距離值設(shè)置方案

根據(jù)客運(yùn)專線設(shè)計(jì)到發(fā)線有效長650 m，站臺(tái)長450 m最緊湊的站場布置方案，滿足高鐵相關(guān)規(guī)范要求進(jìn)行設(shè)置，出站信號(hào)機(jī)至警沖標(biāo)、站臺(tái)邊、應(yīng)答器距離分別為55 m、45 m、30 m；停車標(biāo)與應(yīng)答器分別位于站臺(tái)端的兩側(cè)距離均為15 m。以上設(shè)置為出站信號(hào)機(jī)-停車標(biāo)最小距離65 m方案，如圖4所示。

當(dāng)動(dòng)車組列車長度取最大值428 m時(shí)，動(dòng)車組停車點(diǎn)至站臺(tái)末端距離為15～22 m。滿足列車停車點(diǎn)距出站信號(hào)機(jī)不小于60 m（45 m+15 m）的站內(nèi)行車安全防護(hù)距離要求，如果站臺(tái)末端距出站信號(hào)機(jī)小于45 m，可能將會(huì)觸發(fā)緊急制動(dòng)非正常停車，導(dǎo)致16輛編組的動(dòng)車組不能全部駛?cè)胝九_(tái)。

3.3 出站信號(hào)機(jī)-停車標(biāo)合理距離設(shè)置方案

在站場專業(yè)有條件將客運(yùn)專線設(shè)計(jì)到發(fā)線有效長大于650 m時(shí)，其警沖標(biāo)和信號(hào)機(jī)的位置會(huì)往站外方平移，但信號(hào)機(jī)外移會(huì)引起信號(hào)機(jī)與停車標(biāo)之間距離增大，增加列車發(fā)車追蹤時(shí)間間隔。根據(jù)高速鐵路CTCS-2/CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)技術(shù)特點(diǎn)，遵循高速鐵路行車組織規(guī)則，滿足最小行車間隔3 min。根據(jù)公式（1）進(jìn)行計(jì)算：

其 中，I發(fā)車列車發(fā)車追蹤間隔時(shí)間取值為180 s。

L列車列車長度按16輛編組動(dòng)車380D型參考取值為428 m。

L閉塞閉塞分區(qū)長度取2 000 m。與車站接近區(qū)段比區(qū)間正常閉塞分區(qū)要短一些[7]，但1LQ設(shè)置的最小值為700 m，

t發(fā)車時(shí)間列車發(fā)車作業(yè)時(shí)間按CTC自動(dòng)辦理列車徑路、各單項(xiàng)作業(yè)時(shí)間遵循有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和測試取得的數(shù)據(jù)。根據(jù)CTCS-2/CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)組成和信息傳輸途徑不同，C2發(fā)車時(shí)間47 s，C3發(fā)車時(shí)間51 s[8]。本次按均滿足CTCS-2/CTCS-3級(jí)發(fā)車時(shí)間51 s取值。

V發(fā)車列車過18#道岔側(cè)向速度按不超過75 km/h控制，列車發(fā)車速度按70 km/h取值。

按列車發(fā)車追蹤間隔時(shí)間不大于3 min控制，計(jì)算結(jié)果如表1，L停車標(biāo)為列車停車標(biāo)至出站信號(hào)機(jī)間的距離應(yīng)不大于80 m。列控系統(tǒng)行車安全距離大，動(dòng)車組司機(jī)按照ATP行車曲線控車，不會(huì)越過出站信號(hào)機(jī)應(yīng)答器組，不會(huì)觸發(fā)緊急制動(dòng)EB，列車能正常停車。因此，L停車標(biāo)為列車停車標(biāo)至出站信號(hào)機(jī)間的距離按最大值80 m進(jìn)行取值，計(jì)算結(jié)果如表1所示。

表1 出站信號(hào)機(jī)-停車標(biāo)計(jì)算表

出站信號(hào)機(jī)-停車標(biāo)合理距離設(shè)置方案：客運(yùn)專線設(shè)計(jì)到發(fā)線有效長大于650 m，站臺(tái)長450 m居中布置，出站信號(hào)機(jī)-停車標(biāo)距離80 m。出站信號(hào)機(jī)至警沖標(biāo)、站臺(tái)邊、應(yīng)答器距離分別為55 m、65 m、30 m；停車標(biāo)與應(yīng)答器分別位于站臺(tái)端的兩側(cè)距離均為15 m，如圖5所示。

動(dòng)車組列車長度取最大值428 m，動(dòng)車組停車點(diǎn)至站臺(tái)末端距離為15～22 m。站臺(tái)末端距出站信號(hào)機(jī)不小于65 m，滿足車發(fā)車追蹤間隔時(shí)間不大于3 min，列車停車點(diǎn)距出站信號(hào)機(jī)80 m（65 m+15 m）大于列控系統(tǒng)安全防護(hù)距離60 m的要求，16輛編組的動(dòng)車組能全部駛?cè)胝九_(tái)。

4 結(jié)論

本文從信號(hào)專業(yè)對(duì)解決長編組或重聯(lián)動(dòng)車組列車尾部車廂無法全部進(jìn)入站臺(tái)上下旅客的問題進(jìn)行了研究。根據(jù)高速鐵路現(xiàn)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)規(guī)范，分析了列車發(fā)車追蹤時(shí)間間隔和列控系統(tǒng)行車安全距離影響因素，并經(jīng)過詳細(xì)的計(jì)算，有針對(duì)性地提出了客專車站出站信號(hào)機(jī)-停車標(biāo)最小距離65 m設(shè)置方案和80 m合理距離設(shè)置方案，希望對(duì)客運(yùn)專線信號(hào)工程設(shè)計(jì)提供一定的參考。

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