城市軌道交通信號系統(tǒng)保護區(qū)段設(shè)置的研究

張大濤

（湖南中車時代通信信號有限公司 北京分公司，北京 100079）

0 引言

隨著計算機技術(shù)和通信技術(shù)的快速發(fā)展，城市軌道交通信號系統(tǒng)中以通信技術(shù)為基礎(chǔ)的列車運行控制系統(tǒng)（communication based train control system，CBTC）[1]得到了廣泛應(yīng)用，成為一種重要的運營制式。CBTC 系統(tǒng)顯著提高了城軌交通的運營效率，縮短了運營間隔時間，提高了自動化水平，是軌道交通信號領(lǐng)域技術(shù)的重大進步。

CBTC 信號系統(tǒng)由列車自動監(jiān)控子系統(tǒng)（automatic train supervision，ATS）、列車自動防護/自動運行子系統(tǒng)（automatic train protection/automatic train operation，ATP/ATO）、計算機聯(lián)鎖子系統(tǒng)（computer interlocking，CI）和數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)（data communication system，DCS）組成[2]，各子系統(tǒng)協(xié)同保障列車運行安全。CI 是CBTC 的核心基礎(chǔ)設(shè)備，其通過建立進路以保證行車安全。在CBTC 系統(tǒng)中，CI 既要設(shè)置傳統(tǒng)的進路，還需設(shè)置保護區(qū)段，以實現(xiàn)列車高速安全運行和精確停車。在CBTC 模式和后備模式下運行時，均須設(shè)置保護區(qū)段，其長度依據(jù)列車運行速度和線路條件進行計算。保護區(qū)段一般由主進路阻擋信號機內(nèi)方的一個或多個物理區(qū)段構(gòu)成；物理區(qū)段含有道岔的，則根據(jù)道岔開通位置設(shè)有多個保護方向。在信號系統(tǒng)中合理設(shè)置保護區(qū)段，對保障安全、提高效率有很大的作用；若設(shè)置不合理，雖仍能保障安全，但會對運營效率造成很大的影響。為此，本文對各種線路場景進行分析，對設(shè)置保護區(qū)段的原則進行約定，為信號系統(tǒng)的整體設(shè)計提供指導(dǎo)。

1 保護區(qū)段的作用

CBTC 系統(tǒng)中ATS 下發(fā)建立保護區(qū)段的命令，CI鎖閉保護區(qū)段后發(fā)送信息給ATP，ATP 將其狀態(tài)信息作為超速防護計算的依據(jù)，使列車安全運行并精確停車[3]。保護區(qū)長度為以進路終端信號機所對應(yīng)的計軸磁頭為起點、以信號機內(nèi)方為終點的區(qū)間距離[4]。對該距離的計算綜合考慮了系統(tǒng)反應(yīng)時間、司機反應(yīng)時間、通信延時、線路限速和列車制動率等因素。保護區(qū)段的作用主要有：

（1）使列車快速進站。在ATO 曲線和ATP 曲線的控制下，列車快速進站，則ATO 曲線的制動點在出站信號機外方、ATP 防護曲線制動點在出站信號機內(nèi)方，ATO 制動點與ATP 制動點之間的區(qū)域就是保護區(qū)段。保護區(qū)段若被設(shè)置得過短，則會降低ATO 速度，影響進站效率；保護區(qū)段若被設(shè)置得過長，則會延遲列車進站時機，降低運營效率并增加建設(shè)成本。

（2）使列車靠近站臺終端停車。ATO 曲線制動點一般為運營停車點，在出站信號機外方。若不設(shè)置保護區(qū)段，則ATP防護曲線制動點將出現(xiàn)在出站信號機外方，ATO 曲線制動點則遠離信號機，從而使列車無法在停車點處停車；若設(shè)置保護區(qū)段，則ATP 防護曲線制動點出現(xiàn)在出站信號機內(nèi)方，ATO曲線制動點將靠近信號機，使得列車能夠在靠近停車點處停車。

（3）列車冒進信號機的安全防護。在主進路辦理成功后，鎖閉保護區(qū)段，對設(shè)備元素（如區(qū)段、道岔）加設(shè)保護鎖。司機駕駛時根據(jù)信號行車，一旦出現(xiàn)冒進信號，系統(tǒng)將通過保護鎖禁止道岔動作、敵對進路不能建立等限制條件來保障列車安全[5]。

（4）車門與屏蔽門的精確對準。保護區(qū)段鎖閉可使列車高速進站、靠近停車點處停車，便捷地實現(xiàn)列車精確停車，保證車門和屏蔽門安全高效地聯(lián)動[6]。

2 保護區(qū)段設(shè)置原則和原理分析

保護區(qū)段長度依據(jù)列車運行速度、制動率、列車重量及線路限速等條件進行計算，其原則上不少于50 m。在CBTC 模式下，CI 根據(jù)ATP 發(fā)送的邏輯區(qū)段狀態(tài)信息鎖閉保護區(qū)段；在后備模式下，CI 根據(jù)物理區(qū)段狀態(tài)信息鎖閉保護區(qū)段。為使兩種模式下保護區(qū)段的設(shè)計簡單化，統(tǒng)一保護區(qū)段設(shè)置并采用物理區(qū)段長度，其設(shè)置原則上須滿足以下要求：

（1）保護區(qū)段長度不小于50 m；若小于50 m，則需降低列車接近速度。

（2）所采用的物理區(qū)段長度需滿足ATP 要求；若單一物理區(qū)段長度不滿足要求，則需增加本區(qū)段長度或把臨近區(qū)段長度并入[7]。

（3）列車需在站臺軌、折返軌等區(qū)域進行精確停車，其保護區(qū)段長度至少應(yīng)為50 m，列車可高速接近停車點。

（4）保護區(qū)段有道岔的，需根據(jù)道岔開通位置信息設(shè)置多個保護方向。

基于以上原則，分別對正線的區(qū)間、站臺、折返軌、停車線、段/場與正線銜接的轉(zhuǎn)換軌處進行分析,制定出合理的保護區(qū)段設(shè)置原則，為系統(tǒng)設(shè)計和軟件實現(xiàn)提供依據(jù)。

2.1 區(qū)間保護區(qū)段

基于保護區(qū)段的設(shè)置原則，在站與站之間的區(qū)間需要根據(jù)不同場景進行分析，制定具體的設(shè)置方案，以確保信號系統(tǒng)在區(qū)間指揮列車運營的高效性和靈活性。

2.1.1 無道岔區(qū)間

兩站臺之間區(qū)域被定義為區(qū)間，圖1 示出無道岔區(qū)間信號布置示意。圖中，S2 為A 站出站信號機，S4 為區(qū)間信號機；T2，T4，T6，T8 和T10 為物理區(qū)段，每個區(qū)段根據(jù)長度被劃分一個或多個邏輯區(qū)段并用A，B，C 等表示。S2 信號機到S4 信號機的進路用“S2-＞S4”表示，其是從站A 向區(qū)間的發(fā)車進路；S4-＞S6 為區(qū)間駛向站B 的進站進路。站臺兩端磁頭之間區(qū)域被稱為站臺軌，圖1 中T2 為站臺軌。列車A 從T2 向區(qū)間發(fā)車，列車B 在T8 上運行。

圖1 無道岔區(qū)間信號布置示意Fig.1 Signal layout diagram of a railway section without switch

若S2-＞S4 設(shè)置有外置保護區(qū)段T8，在CBTC 模式下，列車A 從T2 向區(qū)間發(fā)車，S2-＞S4 建立成功，S2 點滅綠，列車A 因保護區(qū)段T8 被占用而運行到S4外方一個保護區(qū)段長度的位置處停車。在后備模式下，列車A 從站臺軌T2 向區(qū)間發(fā)車，S2-＞S4 因保護區(qū)段T8 被占用而建立失敗，S2 保持紅燈，列車A 無法出站?；谝陨戏治?，對無道岔區(qū)間，終端在區(qū)間的進路設(shè)置外置保護區(qū)段，若保護區(qū)段被占用，則會導(dǎo)致列車無法出站或停在信號機外方，嚴重影響了運營效率和靈活性。

若S2-＞S4 設(shè)置有內(nèi)置保護區(qū)段，T8 不是排列進路，則需要檢查元素。在CBTC 模式下，列車A 從T2 向區(qū)間發(fā)車，S2-＞S4 建立成功，S2 點滅綠，列車A 運行到S4外方一個保護區(qū)段長度的位置處停車。在后備模式下，列車A 從T2 向區(qū)間發(fā)車，S2-＞S4 建立成功，S2 點亮綠，列車A運行到S4外方一個保護區(qū)段長度的位置處停車?；谝陨戏治?，對無道岔區(qū)間，終端在區(qū)間的進路設(shè)置內(nèi)置保護區(qū)段，即使終端信號機內(nèi)方區(qū)段被占用，也不會導(dǎo)致列車無法出站，提高了運營效率和靈活性。

2.1.2 有道岔區(qū)間

圖2 示出有道岔區(qū)間信號布置示意。圖中，S2 為站臺A 的出站信號機；S4 為區(qū)間信號機；T2，T4，T6，T8，T10 和T12 為物理區(qū)段；在T8 有P1 道岔。列車A 從T2 向區(qū)間發(fā)車，列車B 在T8 上運行。

圖2 有道岔區(qū)間信號布置示意Fig.2 Signal layout diagram of a railway section with switch

若S2-＞S4 設(shè)置有外置保護區(qū)段T8，在CBTC 模式下，列車A 從T2 向區(qū)間發(fā)車，S2-＞S4 建立成功，S2 點滅綠，列車A 因T8 被占用而運行到S4 外方一定距離處停車。在后備模式下，列車A 從T2 向區(qū)間發(fā)車，S2-＞S4 因保護區(qū)段T8 被占用而建立失敗，S2 保持紅燈，列車A 無法出站。基于以上分析，對有道岔區(qū)間的進路設(shè)置外置保護區(qū)段。若保護區(qū)段被占用，則會導(dǎo)致列車無法出站或停在信號機外方，嚴重制約了運營靈活性和效率的發(fā)揮。

若S2-＞S4 設(shè)置有內(nèi)置保護區(qū)段，在CBTC 模式下，列車A 從T2 向區(qū)間發(fā)車，S2-＞S4 建立成功，S2 點滅綠，列車A 運行到S4 外方一定距離處停車。在后備模式下，列車A 從T2 向區(qū)間發(fā)車，S2-＞S4 建立成功，S2 點亮綠燈，列車A 正常出站?；谝陨戏治?，對有道岔區(qū)間，終端在區(qū)間的進路設(shè)置內(nèi)置保護區(qū)段，即使終端信號機內(nèi)方區(qū)段被占用，也不會導(dǎo)致列車無法出站，提高了運營效率和靈活性。

2.1.3 區(qū)間大小交路運營

列車A 經(jīng)過P1 道岔的側(cè)向小交路運營，如圖3 中①所示，列車B 經(jīng)過P1 道岔的直向大交路運營，如圖3中②所示。若S2-＞S4 進路有設(shè)置外置保護區(qū)段T8，在CBTC 模式下，列車B 將P1 鎖定在直向位置，列車B在離開T8 后，去除對P1 和T8 的鎖閉；系統(tǒng)檢查到T8和P1 被釋放，但因列車A 離P1 很近，為保障行車安全，自動在P1當前位置將T8和P1鎖閉。列車A小交路運行，需要建立P1 側(cè)向進路，但P1 被鎖在直向位置，進路建立不成功，導(dǎo)致列車A 非預(yù)期停車；在保護鎖延時30 s被去除后，P1 側(cè)向進路開始建立，列車A 再重新啟動運行。在大運量的線路上，這種保護區(qū)段設(shè)置方式嚴重影響了運營效率。

圖3 區(qū)間大小交路運營示意Fig.3 Schematic diagram of running in railway section

若S2-＞S4 設(shè)置有內(nèi)置保護區(qū)段，列車B 在離開T8 后，去除P1 和T8 的鎖閉；系統(tǒng)檢查到T8 和P1 被釋放后，自動為列車A 建立P1 側(cè)向的進路，列車A 不停車通過P1 側(cè)向，這種保護區(qū)段設(shè)置方式提高了運營效率和靈活性。

另外，列車在正線區(qū)間高速通過，即便列車停車，ATP 也不會向CI 發(fā)送停穩(wěn)信息，只有通過延時的手段解鎖保護區(qū)段[8]。可見，對區(qū)間大小交路運營，外置保護區(qū)段嚴重制約了運營靈活性和效率的發(fā)揮，保護區(qū)段設(shè)置應(yīng)采用內(nèi)置方式才有利于提高運營效率和運營組織的靈活性。

2.2 非折返站保護區(qū)段

基于保護區(qū)段的設(shè)計原則，在站臺也需要根據(jù)不同場景進行分析，制定具體的設(shè)置方案，以確保信號系統(tǒng)在站臺指揮列車運營的高效率和高靈活性。

2.2.1 無道岔站臺

無道岔站臺信號布置如圖4 所示，其中T6 為站臺軌；S2 為區(qū)間信號機，S4 為出站信號機；T2，T4，T6，T8 為物理區(qū)段。列車A 從區(qū)間進入站臺A，列車B 運行在下一區(qū)間。因站臺要上下客，需要車門與屏蔽門精確對位，且列車要高速進站，而站臺延長的工程成本很大，為此，到站臺的進路需設(shè)置外置保護區(qū)段。

圖4 無道岔站臺信號布置示意Fig.4 Signals layout of a platform without switch

如圖4 所示，S2-＞S4 設(shè)置有外置保護區(qū)段T8，列車A 從區(qū)間駛向站臺A。在CBTC 模式下，S2-＞S4 建立成功，S2 點滅綠，因T8 被占用，列車運行到站臺外方停車；列車B 駛離T8 后，保護區(qū)段自動建立，列車A 高速進站并與屏蔽門精確對位后停車。在后備模式下，只有在保護區(qū)段T8 出清，S2-＞S4 才能建立成功，S2點亮綠，列車A 高速進站并精確停車。

2.2.2 有道岔站臺

有道岔站臺信號布置示意如圖5 所示，其中S2 為區(qū)間信號機，S4 為出站信號機；T2，T4，T6，T8 為物理區(qū)段，在T8區(qū)段有P1道岔。列車A從區(qū)間駛向站臺A，列車B 在T8 上運行。

圖5 有道岔站臺信號布置示意Fig.5 Signal layout of a platform with switch

如圖5 所示，S2-＞S4 設(shè)置有外置保護區(qū)段T8，列車A 從區(qū)間向站臺A 發(fā)車。在CBTC 模式下，S2-＞S4建立成功，S2 點滅綠，但因T8 被占用，列車A 運行到站臺外方停車；在列車B 離開T8 后，保護區(qū)段自動建立并鎖閉P1，列車A 高速進站并精確停車。在后備模式下，只有在T8 空閑且P1 位置正確時，S2-＞S4 才能建立成功，此時S2 點亮綠，列車A 高速進站并精確停車。

在實際運營中，列車高速進站并精確停車后，ATP會向CI 發(fā)送停穩(wěn)信息，保護區(qū)段馬上解鎖。針對有道岔和無道岔站臺，其保護區(qū)段設(shè)置采用外置方式，不僅有利于提高運營效率和運營組織的靈活性，而且還能夠節(jié)省建設(shè)成本。

2.2.3 站臺大小交路運營

列車A 經(jīng)過P1 道岔的側(cè)向小交路運營，如圖6 中①所示，列車B 經(jīng)過P1 道岔的直向大交路運營，如圖6中②所示。S2-＞S4 設(shè)置外置保護區(qū)段T8，在CBTC 模式下，列車B 運行時將P1 鎖定在直向位置，列車B 離開T8 后，去除P1 和T8 的保護鎖，系統(tǒng)自動為列車A建立保護區(qū)段并將T8 和P1 鎖閉。若列車A 沒有壓上T6，系統(tǒng)轉(zhuǎn)動P1 道岔到側(cè)向后鎖閉T8 和P1；若列車A 已壓上站臺軌，根據(jù)P1 當前位置把T8 和P1 鎖閉。列車A 高速進站并精確停車后，立即向CI 發(fā)送停穩(wěn)信息并解除T8 和P1 的鎖閉，即使P1 被鎖閉在直向位置，系統(tǒng)也可很快排列出P1 側(cè)向進路，S4 被開放，列車A繼續(xù)運行[9]。

圖6 站臺大小交路運營示意Fig.6 Schematic diagram of running in platform

列車在站臺一般需要高速進站并保證車門與屏蔽門精確對位，以方便乘客上下。此外，為節(jié)省工程建設(shè)的成本，到站臺的進路設(shè)置一般采用外置保護區(qū)段的方式。

2.3 折返站保護區(qū)段

折返站指列車在此站經(jīng)換端操作后進入另一方向的線路運行，圖7 示出折返站臺信號布置示意。圖中，站A 為折返站；T1～T7，T9 為物理區(qū)段，T1 為折返軌；S4 為折入信號機，X3 為折出信號機，X1 和S6 為盡頭線信號機。進入站臺A 的進路為S2-＞S4，折入進路為S4-＞X1，折出進路為X3-＞X7；列車A 正在進站，列車B 駛?cè)胝鄯弟壵趽Q端。

如圖7 所示，S2-＞S4 保護區(qū)段設(shè)置采用外置方式，根據(jù)P1 的位置，保護區(qū)段有直向保護和側(cè)向保護。列車在折返軌精確停車后進行換端，S4-＞X1 需設(shè)置保護區(qū)段。若折返軌足夠長，則可內(nèi)置；否則采用外置方式。由于X3-＞X7 為折出進路并為進站進路，因此需要設(shè)置外置保護區(qū)段。

圖7 折返站臺信號布置示意Fig.7 Signals layout of turn back platform

列車A 進入站臺，需要對T6 和P1/P2 進行保護鎖閉；列車B 換端后，需建立X3-＞X7 的折出進路。若為列車A 建立P1/P2 側(cè)向保護區(qū)段，則列車A 在進站停穩(wěn)前，列車B 的折出進路X3-＞X7 無法建立成功，這對運營效率會有很大的影響，為此，折返站進站進路的保護方向優(yōu)先考慮直向[10]。

2.4 存車線保護區(qū)段

列車可在存車線路上存放進行待避，如圖8 所示的T7 物理區(qū)段。S6-＞S8、X11-＞S8、X3-＞X9 為進入存車線進路，X9-＞X13、X9-＞S2、S8-＞X1 為駛出存車線進路。下面主要對駛?cè)氪孳嚲€進路的保護區(qū)段設(shè)置原則進行分析；駛離存車線進路按照進路終端是在區(qū)間或在站臺進行相應(yīng)設(shè)置，這里不再進行分析。

圖8 存車線信號布置示意Fig.8 Signal layout of storage line

存車線與主線路通過單動道岔相連接，如T7 與T3通過P5 相連接，對端駛?cè)氪孳嚲€的進路保護區(qū)段宜采用內(nèi)置保護區(qū)段。如S6-＞S8，X11-＞S8 的保護區(qū)段，若采用外置方式，即為P5 側(cè)向區(qū)域；進路建立后，P5 被保護鎖閉為側(cè)向，此時通向X3 的進路則不能建立，這對運營組織有較大影響。因此，該運營條件下的進路保護區(qū)段宜采用內(nèi)置方式。若必須采用外置方式，在列車運行圖中需考慮列車沖突檢查，以減少對運營效率的影響[11]。

存車線與主線路通過渡線道岔相連接，T7 與T4、T11 線路通過P2/P1、P3/P4 連接，從對端駛?cè)氪孳嚲€進路保護區(qū)段可采用外置方式，優(yōu)先道岔直向保護位置。X3-＞X9 保護區(qū)段采用外置方式，其保護位置有P3 直向和P2 直向、P3/P4 側(cè)向、P3 直向和P2/P1 側(cè)向。X3-＞X9 建立保護區(qū)段中，道岔位置優(yōu)先鎖閉在P3 直向和P2 直向位置，通過S6，X7 和X11 的進路可正常建立，對運營組織沒有影響；若保護區(qū)段中道岔被鎖閉在其他位置，以S6，X7，X11 為始端的進路都不能被建立，這對運營將產(chǎn)生影響，需要對運行圖進行沖突檢查處理。

2.5 轉(zhuǎn)換軌保護區(qū)段

轉(zhuǎn)換軌為正線與段/場接軌的區(qū)域，如圖9 所示的T1 物理區(qū)段，列車在轉(zhuǎn)換軌實現(xiàn)運營或非運營之間的轉(zhuǎn)換。X1-＞X5 作為進入正線進路投入運營，X3-＞XR作為駛出正線進路退出運營；另外，XC-＞X1 為段/場駛?cè)朕D(zhuǎn)換軌進路。

圖9 轉(zhuǎn)換軌信號布置示意Fig.9 Signal layout of transfer track

列車在轉(zhuǎn)換軌需要精確停車，并盡快完成篩選，升級到CTC 投入運營。如圖9 所示，XC-＞X1 設(shè)置有外置保護區(qū)段T3，列車A 在T5 進行折返作業(yè)，S4-＞X3需設(shè)置保護區(qū)段T3，從而XC-＞X1 和S4-＞X3 互為敵對進路。出段/場進路與折返進路都采用外置保護區(qū)段的方式，任一方進路的排列都會導(dǎo)致另一方進路不能被建立，從而嚴重影響運營效率，為此折返進路需采取內(nèi)置保護區(qū)段的方式。

列車進入轉(zhuǎn)換軌所需的進路設(shè)置有外置保護區(qū)段，在正線與段/場交界處需要征用對方的區(qū)段作為本方進路的保護區(qū)段，如X3-＞XR 設(shè)置的保護區(qū)段T101 為段/場區(qū)段。為提高列車出段/場效率，T3 一般被劃分為兩個物理區(qū)段（T3-1 和T3-2），在列車通過T3-1 進入T3-2 后，下一條出段/場進路就可以建立成功，提高了運營效率和運營組織的靈活性。

2.6 保護區(qū)段設(shè)置原則

通過2.1～2.5 節(jié)對區(qū)間、站臺、折返軌、停車線和轉(zhuǎn)換軌的保護區(qū)段設(shè)置的分析，正線各種線路場景下保護區(qū)段設(shè)置原則如下：

（1）終端在區(qū)間進路的保護區(qū)段采用內(nèi)置方式。

（2）終端在站臺進路的保護區(qū)段采用外置方式。

（3）折返軌與段/場不相連接，折入進路的保護區(qū)段采用內(nèi)置或外置方式均可。

（4）折返軌與段/場相連接，折入進路的保護區(qū)段采用內(nèi)置方式[12]。

（5）存車線與正線通過單動道岔相連接，對端駛?cè)氪孳嚲€進路的保護區(qū)段，宜采用內(nèi)置方式；若為外置方式，則需檢查列車沖突。

（6）存車線與正線通過渡線道岔相連接，對端駛?cè)氪孳嚲€進路的保護區(qū)段可采用外置方式，優(yōu)先選擇對正線影響小的保護方向。

（7）段/場駛?cè)朕D(zhuǎn)換軌進路的保護區(qū)段采用外置方式。

（8）正線與段/場交界處進路的保護區(qū)段采用外置方式，保護區(qū)段宜采用對方站的物理區(qū)段。

3 現(xiàn)場應(yīng)用

長沙軌道交通4 號線一期工程線路全長33.5 km，設(shè)有25 座車站（其中換乘站13 座），全線列車6 輛編組，初期配屬車數(shù)量為32 列/192 輛。系統(tǒng)儲備運能按照大交路開行對數(shù)20 對/h、小交路開行對數(shù)10 對/h 的列車控制規(guī)模設(shè)置。全線有道岔57 組、信號機153 架、進路251 條，每條進路都需要設(shè)置保護區(qū)段，每個保護區(qū)段設(shè)置的合理性都需要測試驗證。2018 年，經(jīng)近百輪的測試驗證，確定本文論述的設(shè)置原則為每條進路設(shè)置了最合理的保護區(qū)段。以下對其正線核心的折返站—罐子嶺站的設(shè)置情況進行詳細介紹。

圖10 示出罐子嶺站信號布置示意，長沙軌道交通4 號線罐子嶺站為正線與車輛段相交界的折返站。其中，T1809 和T1810 為站后折返軌，T1817 和T1818 為站臺軌且T1818 兼作站前折返軌，T1801 和T1802 為轉(zhuǎn)換軌，XR-XCD和XC-XCD為進入星城車輛段的進段信號機，S1802 和X1801 為進入正線信號機，X1803 和S1804 為駛出正線信號機。

圖10 罐子嶺站信號布置示意Fig.10 Signal layout of Guanzi Lin Station

X1815-＞X1811，X1815-＞S1812，S1808-＞S1814，X1807-＞S1814，X1807-＞X1813，S1810-＞S1814，X1809-＞X1813 的進路終端為站臺，則保護區(qū)段設(shè)置采用外置方式。如X1815-＞X1811 的P1805 直向保護區(qū)段為T1815，P1805 側(cè)向保護區(qū)段為T1815 和T1813。

對S1814 為始端、X1813 為進路終端的區(qū)間，保護區(qū)段采用內(nèi)置方式；折返軌T1801 和T1802 與車輛段相連接，X1811-＞X1803 和X1811-＞S1804 是進入折返軌的進路，保護區(qū)段采用內(nèi)置方式；對X1803-＞XR-XCD，S1804-＞XC-XCD 為正線進入轉(zhuǎn)換軌的進路，保護區(qū)段采用外置方式；以X1801 和S1802 為終端的進路是車輛段進入轉(zhuǎn)換軌進路，保護區(qū)段采用外置方式。

X1815-＞X1811 側(cè)向保護區(qū)段與折返軌T1809 和T1810 折出進路部分區(qū)段共用，構(gòu)成互為敵對；在X1815-＞X1811 建立保護區(qū)段時，優(yōu)先選擇P1805 直向。

長沙軌道交通4 號線罐子嶺站近一年的載客試運營結(jié)果表明，其保護區(qū)段設(shè)置完全滿足行車間隔平峰期9′6″、節(jié)假日最短7′4″的要求；另外，通過運營組織優(yōu)化，其平峰期和高峰期行車間隔已分別被壓縮至7′24″和6′37″。這對本文所提保護區(qū)段設(shè)置原則的有效性是很好的驗證。

4 結(jié)語

本文以長沙軌道交通4 號線實際線路不同的線路場景為例，對進路保護區(qū)段和保護方向的作用、原理和設(shè)置基本原則進行介紹，詳細分析正線的站臺、區(qū)間、存車線、折返線、轉(zhuǎn)換軌保護區(qū)段的內(nèi)置和外置方式對運營效率、運營組織的靈活性和工程建設(shè)成本的影響，并制定了合理的設(shè)置原則，為列車安全、高效的運營提供保證措施。保護區(qū)段的合理設(shè)置，有利于節(jié)約工程成本、避免列車運營沖突和非預(yù)期停車，可大大提高運營組織的靈活性、便捷性和高效性，將其在當前軌道交通行業(yè)進行推廣應(yīng)用有著重要的現(xiàn)實意義。

隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，加強信號系統(tǒng)和牽引制動系統(tǒng)的高度融合研究，如信號車載設(shè)備和牽引制動設(shè)備的一體化設(shè)計，可提高列車自動運行速度及停車的控制精度和靈敏度，減少對保護區(qū)段的依賴，這是城市軌道交通信號系統(tǒng)下一步研究方向。