鐵路接軌站信號系統(tǒng)設計方案研究

王倩倩

（中鐵第一勘察設計院集團有限公司，西安 710043）

1 接軌站既有信號設計情況

本文研究的接軌站中川機場站，是蘭州至中川機場線的既有地下車站，新建鐵路蘭州至張掖三四線中川機場至武威段從該站預留位置引出。

中川機場站既有設計情況如下：車站配置計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)、CTC2.0 站機、CTCS-2 級列控系統(tǒng)、信號集中監(jiān)測系統(tǒng)、信號安全數(shù)據(jù)網(wǎng)、信號電源、車站信號設備雷電及電磁兼容綜合防護系統(tǒng)；信號設備采用單獨接地方式，站內(nèi)正線及到發(fā)線采用ZPW-2000 型一體化軌道電路，道岔轉轍設備均采用ZYJ7 型電液轉轍機全主機牽引方式，進出站信號機按照四顯示自動閉塞方式設置，常態(tài)處于點燈狀態(tài)；中川機場站歸中川城際樞紐調(diào)度臺管轄。

2 接軌站信號系統(tǒng)設計重點難點

在新建蘭張三四線中川機場至武威段引入既有中川機場站時，該站的信號系統(tǒng)設計從相鄰線設計標準、相關工程的工程分界、現(xiàn)行鐵路標準等方面進行考慮。本文主要研究中川機場站列控系統(tǒng)的選擇、信號機的設置、信號安全數(shù)據(jù)網(wǎng)的接入、與后期相關工程的分界的設計重難點。

2.1 列控系統(tǒng)選擇

本線的設計速度為250 km/h 且僅運行動車組，根據(jù)速度目標值的相關設計標準，本線的列控系統(tǒng)可以采用CTCS-2 級或CTCS-3 級列控系統(tǒng)，故本線的列控系統(tǒng)設計方案需結合我國鐵路技術政策、列控系統(tǒng)的特點及相鄰線列控等級等因素進行選擇。

2.2 信號機設置

既有蘭州至中川機場線設計速度160 km/h，部分與既有蘭新線共線動車組運行，該線設計階段考慮預留了貨車運行條件，全線按普速鐵路自動閉塞區(qū)段設置信號機、常態(tài)點燈方式。故中川機場站既有站內(nèi)進、出信號機均按普速鐵路標準設置。

本次設計將中川機場站股道有效長度由既有450 m 延長至650 m，車站站型改造為1 島4 線形式；正線間未設置渡線，在車站到發(fā)線尾部正線間設立折線2 條，以滿足開行蘭州方向至本站立折作業(yè)需求；遠期為引入蘭州中川機場T3 航站樓項目中川機場站（T2 航站樓）與中川機場東站（T3 航站樓）聯(lián)絡線的一部分。車站平面示意如圖1 所示。

圖1 中川機場站平面示意圖Fig.1 Schematic diagram of Zhongchuan Airport Station

綜上所述，中川機場站的信號機設置方案需考慮既有相鄰線和擬建線路的信號機設置和顯示方式等因素。

2.3 信號安全數(shù)據(jù)網(wǎng)接入

既有蘭州至中川機場線信號安全數(shù)據(jù)子網(wǎng)與甘青信號安全數(shù)據(jù)子網(wǎng)1 鏈路聚合連接，在建中衛(wèi)至蘭州客專的信號安全數(shù)據(jù)網(wǎng)在黃羊頭線路所和樹屏線路所與蘭州至中川機場線環(huán)網(wǎng)連接。中川機場站及新建中川機場至武威段信號安全數(shù)據(jù)網(wǎng)的組網(wǎng)方式需綜合考慮既有現(xiàn)狀、后期T3 引入工程及武威至張掖段的子網(wǎng)接入方式。

2.4 與相關工程的分界

中川機場站既是既有蘭州至中川機場線和中川機場至武威段的接軌站，又是新建鐵路蘭州至張掖三四線引入蘭州中川機場T3 航站樓項目的接軌站，中川機場站在兩個工程中信號改造內(nèi)容的分界需結合站前工程劃分、信號設備修改內(nèi)容等方面確定。

3 接軌站信號系統(tǒng)的設計方案

3.1 列控系統(tǒng)選擇

新建中川機場至武威段為250 km/h 速度目標值的設計標準，與本線相連的既有蘭州至中川機場線設計速度160 km/h、采用CTCS-2 級列控系統(tǒng)；在建中衛(wèi)至蘭州鐵路設計速度250 km/h，采用CTCS-2 級列控系統(tǒng)；擬建的引入T3 航站樓項目推薦采用CTCS-2 級列控系統(tǒng)。故提出如下兩個方案。

方案一：若接軌站及新建線路采用CTCS-3 級列控系統(tǒng)，與鄰線接軌處均需設置C2/C3 級間轉換點，并需要增加設置無線閉塞中心(RBC)。根據(jù)RBC 處理能力指標進行核算，蘭州至張掖三四線中川機場至武威段需設置兩套RBC，故需增加RBC及相關設備投資。

方案二：若接軌站及新建線路采用CTCS-2 級列控系統(tǒng)，將與蘭州至中川線CTCS-2 級列控系統(tǒng)貫通；且本線動車組運行時經(jīng)過的中衛(wèi)至蘭州鐵路、蘭新客專、中川鐵路等線路均采用CTCS-2 級列控系統(tǒng)，保持了運行交路內(nèi)動車組運行的連貫性，有利于動車組統(tǒng)一配置和靈活運用。

綜上所述，結合新建線路站前設計標準、技術政策、相鄰線路列控模式等因素，考慮本線與相鄰線路CTCS-2 級列控系統(tǒng)平順貫通、標準協(xié)調(diào)、技術可行，兼顧實際運營中動車組調(diào)用更具靈活性，及節(jié)約工程投資等因素，本次設計采用CTCS-2 級列控系統(tǒng)。

3.2 信號機設置

接軌站中川機場站信號機設置方案的選擇，考慮既有蘭州至中川機場線和擬建線路的信號機設置和顯示方式等因素，提出如下兩個方案。

方案一：與既有蘭州至中川機場線保持一致，本站新增右咽喉部分按照四顯示自動閉塞設計，該方案使蘭州至中川機場交路內(nèi)信號機機構和顯示方式一致。

方案二：本站新增右咽喉按照客運專線車站常態(tài)滅燈方式設置進、出站信號機。該方案使本站右咽喉信號機機構和顯示方式與既有蘭州至中川機場線不同。

根據(jù)行車組織方案，新建蘭州至張掖三四線中川機場至武威段須按照區(qū)間不設信號機、站內(nèi)常態(tài)滅燈方案設置信號機。故本次設計采用方案二，即將中川機場站作為區(qū)間設信號機和區(qū)間不設信號機的銜接車站，蘭州方向出站信號機設置為雙機構、常態(tài)點燈，張掖方向出站信號機設置為單機構、常態(tài)滅燈。

中川機場站新增右咽喉出站信號機及進站信號機示意如圖2 所示。

3.3 信號安全數(shù)據(jù)網(wǎng)接入

圖2 出站信號機及進站信號機示意圖Fig.2 Schematic diagram of outbound signal and inbound signal

根據(jù)《高速鐵路信號系統(tǒng)安全數(shù)據(jù)網(wǎng)技術規(guī)范V3.0》[1]的子網(wǎng)劃分要求5.2.1.1 規(guī)定：“為提高信號安全數(shù)據(jù)網(wǎng)的可靠性和穩(wěn)定性，應對以下情況進行子網(wǎng)劃分：1）不同線路應劃分不同子網(wǎng)；2）鐵路局分界處應劃分不同子網(wǎng)；3）當網(wǎng)絡中接入的網(wǎng)絡設備（交換機和中繼器）超過60 臺時，或網(wǎng)絡中接入的通信設備所需配置的IP 地址數(shù)量超過一個網(wǎng)段的容量（254 個IP 地址）時，應劃分不同子網(wǎng)。”，本線信號安全數(shù)據(jù)網(wǎng)與既有蘭州至中川子網(wǎng)的接入方案可采用以下兩種方式。

方式一：本線信號安全數(shù)據(jù)網(wǎng)子網(wǎng)與蘭州至中川子網(wǎng)按同一線路不同子網(wǎng)方式連接。

方式二：本線信號安全數(shù)據(jù)網(wǎng)子網(wǎng)與蘭州至中川子網(wǎng)按相鄰線路子網(wǎng)方式連接。

中川機場站屬于既有蘭州至中川機場線信號安全數(shù)據(jù)子網(wǎng)的端頭站，后期擬建引入T3 航站樓工程的信號安全數(shù)據(jù)網(wǎng)設計方案為接入蘭州至中川機場線環(huán)網(wǎng)中，擬建史喇口線路所通過通信專業(yè)提供的兩條不同物理路徑的專用光纖（主用4 芯備2芯）接入中川機場站交換機。根據(jù)施工組織安排，本線與蘭張三四線引入T3 航站樓項目同步建成通車，結合相鄰線路的安全數(shù)據(jù)子網(wǎng)劃分方案，本段安全數(shù)據(jù)網(wǎng)新設中川機場至武威段子網(wǎng)（不含中川機場站），與蘭州至中川機場線環(huán)網(wǎng)按相鄰線路方式進行組網(wǎng)，與武威至張掖段（預留）安全數(shù)據(jù)網(wǎng)子網(wǎng)按同一線路不同子網(wǎng)方式進行下一階段的組網(wǎng)連接。因此，中川機場站與相鄰線路的安全數(shù)據(jù)網(wǎng)接入方案如圖3 所示。

3.4 與相關工程的分界

蘭張三四線引入中川機場T3 航站樓工程目前處于待開展初步設計階段（預計與本線同步實施），蘭張三四線中川機場至武威段目前處于施工圖設計階段，兩個工程均接軌于中川機場站， 故中川機場站內(nèi)兩個工程進行清晰的分界對劃分工程投資至關重要。

圖3 中川機場站安全數(shù)據(jù)網(wǎng)連接示意圖Fig.3 Schematic diagram of safety data network connection of Zhongchuan Airport

本線工程范圍內(nèi)中川機場站由盡頭車站改建為中間站，站場右咽喉區(qū)設置八組道岔，兩條正線引出至本線區(qū)間正線，并設兩條立折線，信號工程內(nèi)容根據(jù)站場專業(yè)的工程進行既有信號系統(tǒng)的修改；引入T3 航站樓工程中中川機場站站前僅將本線中所設的兩條立折線打開作為中川機場站（T2 航站樓）與中川機場東站（T3 航站樓）聯(lián)絡線的一部分，故引入中川機場T3 航站樓工程中涉及的中川機場站所需信號設備房屋、信號電源等工程由本工程統(tǒng)籌考慮。T3 工程引入后對信號室內(nèi)外設備的修改納入蘭州至張掖三四線引入中川機場T3 航站樓工程范圍內(nèi)。

4 結束語

隨著國內(nèi)鐵路提速和鐵路網(wǎng)的不斷拓展，越來越多的新建鐵路項目面臨著與既有線接軌的問題，本文僅以蘭張三四線中川機場至武威段的工程條件為背景，探討接軌站信號設計中遇到的一些技術問題和解決方案，可能存在一定的局限性，望同仁根據(jù)各工程實際情況深入分析，找到更好的解決方案。