動車組列車存車線有效長度研究

孫海富

(中國鐵路設計集團有限公司，天津 300308)

1 概述

動車段(所)存車線有效長度[1]與列車長度、行車方式和安全防護距離有關。在列車長度和安全防護距離一定的前提下，主要與行車方式密切相關。行車方式一般分為列車模式、調(diào)車模式或者先列車模式再調(diào)車模式。由于現(xiàn)行的高速鐵路設計規(guī)范對于存車線有效長度沒有明確的規(guī)定，各個項目設計時采用的標準也有所不同，受地形地物等條件的限制，部分項目優(yōu)化存車線有效長度能顯著節(jié)省工程投資和減少拆遷，故有必要對動車段(所)存車線有效長度進行計算分析，結合行車方式給出明確的設計標準以及進一步優(yōu)化的空間。針對此問題，對動車段(所)存車線有效長度進行研究，提出相應的設計標準建議，統(tǒng)一了動車段(所)存車線有效長度設計標準。

2 動車組存車線有效長度的有關規(guī)定

TB 10621—2014《高速鐵路設計規(guī)范》第17.2.3條規(guī)定：存車線有效長應根據(jù)動車組長度、安全距離和信號設置要求確定[2-3]。兼顧普速列車存放的存車線有效長應為550 m。

按目前動車存車線有效長計算方法，存車線有效長度主要由出站信號機至警沖標距離、動車組車列長度、應答器至出站信號機距離、車載安全保護距離等組成。

按現(xiàn)行有關規(guī)定其計算參數(shù)[4-6]如下。

出站信號機至警沖標距離為5 m；8輛編組動車組車長最大為215 m，16輛編組動車組車長最大為430 m；應答器距出站信號機距離為20 m，應答器距盡頭線車擋距離為25 m；安全防護距離為60 m；應答器組間距離一般取5 m；停車余量為10 m。

3 影響動車組存車線有效長度的主要因素

影響動車組存車線有效長確定的主要因素有動車組出入段(所)行車方式、動車組長度、安全防護距離、應答器組設置位置及出站信號機至警沖標的距離等[7-9]。

3.1 行車方式的影響

動車組出入段(所)一般采用列車作業(yè)方式，根據(jù)需要也可采用調(diào)車作業(yè)方式。

(1)列車作業(yè)方式

以列車作業(yè)方式接入存車線且一次停車到位，動車組根據(jù)列控車載設備要求，需要設置必要的安全保護距離。該種作業(yè)方式簡單，作業(yè)效率高，停車時間短，是動車組接入存車線最常見的停車方式。缺點是受安全防護距離的影響，存車線的長度較長[10-11]。

(2)調(diào)車作業(yè)方式

調(diào)車防護系統(tǒng)是在防護信號機外方適當?shù)攸c設置應答器組，系統(tǒng)根據(jù)進路狀態(tài)或防護信號機顯示，通過有源應答器組或調(diào)車防護裝置發(fā)送報文。當信號關閉時，系統(tǒng)發(fā)送相應報文，觸發(fā)以調(diào)車模式運行的動車組制動；當信號開放時，系統(tǒng)發(fā)送通過報文，允許動車組通過該組應答器，為動車組調(diào)車作業(yè)安全提供防護。如果以調(diào)車模式接入存車線，則由司機對位停車，除了考慮動車組長度外，僅需考慮必要的停車余量即可。調(diào)車防護系統(tǒng)根據(jù)進路狀態(tài)，向列控車載設備發(fā)送相應的報文信息，動車組以ATP車載設備調(diào)車模式運行時，調(diào)車防護系統(tǒng)應對動車組冒進信號提供有限防護。動車段(所)動車組調(diào)車作業(yè)以地面信號顯示作為行車憑證，調(diào)車防護系統(tǒng)是動車段(所)動車組調(diào)車作業(yè)防護的輔助系統(tǒng)。該種作業(yè)方式可以縮短存車線長度，缺點是作業(yè)效率較低。

(3)先列車作業(yè)方式再調(diào)車作業(yè)方式

一條存車線通過中間設置分隔信號機劃分為2段后，如果要同一股道既能滿足存放2列8輛編組動車組，又能滿足存放1列16輛編組動車組，則每一段均需要安全保護距離，因此存車線有效長相對較長。如果以列車作業(yè)方式接入第一段存車線，允許停車后轉(zhuǎn)為調(diào)車模式接入第二段存車線，則第二段可不設置安全保護距離，存車線有效長可相應縮短，但這種作業(yè)方式下停車轉(zhuǎn)換模式對運輸效率有一定影響，對于作業(yè)繁忙或作業(yè)相對集中的動車段(所)或存車場影響較大。該種作業(yè)方式一般不被運輸部門認可。

3.2 車載安全保護距離的影響

列車作業(yè)方式下的動車組走行線及動車段(所)接發(fā)車進路通常采用CTCS-2級列控系統(tǒng)。鐵總科信[2018]50號《自主化CTCS-3級列控車載設備暫行技術條件》中關于CTCS-2級列控車載設備規(guī)定最大常用制動的安全防護距離為60 m[12]。動車組以列車方式按照CTCS-2級列控系統(tǒng)模式出入動車段(所)時， CTCS-2級列控系統(tǒng)在完全監(jiān)控模式下，車站范圍內(nèi)列控系統(tǒng)采用最大常用制動的安全保護距離一般為60 m。

3.3 存車線設置調(diào)車防護應答器組的影響

動車組存車線設置的應答器主要起調(diào)車防護功能，當調(diào)車信號都關閉時，如列車越過該應答器將觸發(fā)緊急制動，從而對動車組冒進信號提供有限防護。

根據(jù)TJ/DW 164—2014《動車段(所)調(diào)車防護系統(tǒng)暫行技術條件》的規(guī)定，應答器組一般設置在距出站信號機或調(diào)車信號機20 m處，停車時不應越過該應答器組，以免觸發(fā)緊急制動。受站場條件限制時，應答器組可適當向信號機方向移設，但距信號機距離不得小于15 m。組內(nèi)應答器組間距一般為5 m，困難條件下可取為3 m。在盡頭線土擋、無接觸網(wǎng)區(qū)域等特殊場所，一般情況下，可在距防護地點或信號機25 m處設置由2個無源應答器構成的應答器組。困難條件下，應答器組距防護地點或信號機不少于15 m[13]。

4 動車組存車線有效長度計算

不同站場布置，不同行車方式，不同列車編組動車存車線有效長分析如下。

4.1 動車段(所)采用列車作業(yè)方式

(1)盡頭式存車線[14-15]

盡頭式到發(fā)線有效長度為出站端警沖標至盡頭端滑移擋車器起點的距離。

滿足1列16輛編組動車組存放要求的股道信號機、應答器組及警沖標布置情況如圖1所示，存車線有效長即警沖標至車擋前為525 m。

8輛編組動車組存放要求的存車線有效長度計算與16輛編組動車組存放要求存車線有效長度計算原則一致，車長由430 m變?yōu)?15 m。存車線有效長即警沖標至車擋前為310 m。

2列8輛編組動車組存放要求的股道信號機、應答器組及警沖標布置情況如圖2所示，存車線有效長即警沖標至車擋前為610 m。

(2)貫通式存車線[16-17]

雙方向使用到發(fā)線有效長度為線路一端的警沖標至另一端的警沖標距離，或線路一端的警沖標至另一端有效長計算點的距離，或線路一端的有效長計算點至另一端有效長計算點的距離。

16輛編組動車組存放要求的股道信號機、應答器組及警沖標布置情況如圖3所示，考慮到盡量縮短股道有效長，兩個方向接車安全保護距離可以共用，僅僅是同一股道兩個方向接入的車列不能停在同一位置。存車線有效長即警沖標至警沖標為525 m。

8輛編組動車組存放要求的存車線有效長度計算與16輛編組動車組存放要求存車線有效長度計算原則一致，車長由430 m變?yōu)?15 m。存車線有效長即警沖標至警沖標為310 m。

2列8輛編組動車組存放要求的股道信號機、應答器組及警沖標布置情況如圖4所示，存車線有效長即警沖標至警沖標為610 m。

圖1 16輛編組盡頭式存車線有效長示意(列車作業(yè)方式)(單位：m)

圖2 2列8輛編組盡頭式存車線有效長示意(列車作業(yè)方式)(單位：m)

圖3 16輛編組貫通式存車線有效長示意(列車作業(yè)方式)(單位：m)

圖4 2列8輛編組貫通式存車線有效長示意(列車作業(yè)方式)(單位：m)

4.2 動車段(所)采用調(diào)車作業(yè)方式

(1)盡頭式存車線

滿足1列16輛編組動車組存放要求的股道信號機、應答器組及警沖標布置情況如圖5所示，存車線有效長即警沖標至車擋前為500 m。

8輛編組動車組存放要求的存車線有效長度計算與16輛編組動車組存放要求存車線有效長度計算原則一致，車長由430 m變?yōu)?15 m。存車線有效長即警沖標至車擋前為285 m。

2列8輛編組動車組存放要求的股道信號機、應答器組及警沖標布置情況如圖6所示，存車線有效長即警沖標至車擋前為560 m。

(2)貫通式存車線

16輛編組動車組存放要求的股道信號機、應答器組及警沖標布置情況如圖7所示，存車線有效長即警沖標至警沖標為510 m。

8輛編組動車組存放要求的存車線有效長度計算與16輛編組動車組存放要求存車線有效長度計算原則一致，車長由430 m變?yōu)?15 m。存車線有效長即警沖標至警沖標為295 m。

2列8輛編組動車組存放要求的股道信號機、應答器組及警沖標布置情況如圖8所示，存車線有效長即警沖標至警沖標為580 m。

圖5 16輛編組盡頭式存車線有效長示意(調(diào)車作業(yè)方式)(單位：m)

圖6 2列8輛編組盡頭式存車線有效長示意(調(diào)車作業(yè)方式)(單位：m)

圖7 16輛編組貫通式存車線有效長示意(調(diào)車作業(yè)方式)(單位：m)

圖8 2列8輛編組貫通式存車線有效長示意(調(diào)車作業(yè)方式)(單位：m)

4.3 相關情況說明

考慮到CTCS-2級列控系統(tǒng)控制閉口停車的情況下可不考慮列車冒進防護，存車線可不設應答器組，但考慮到存車線調(diào)車作業(yè)的需要，存車線設置應答器對動車組冒進信號提供有限防護，存車線應設置應答器組，因此本次研究未考慮存車線不設應答器的情況。

現(xiàn)行規(guī)定中出站信號機距應答器的距離為20 m，考慮應答器接收天線距車頭最大距離約12 m，理論上存在將出站信號機距應答器的距離縮減為15 m的可能，本次暫維持現(xiàn)行規(guī)定20 m的距離[18]。

現(xiàn)行規(guī)定中安全保護距離為60 m，目前部分ATP車載設備已經(jīng)優(yōu)化為40 m，但不同列控廠家與不同車型配合后，實際安全保護距離在40～60 m，因此從包容性角度考慮，建議安全防護距離維持目前60 m的規(guī)定[19-20]。

調(diào)車防護應答器組的組內(nèi)間距可由5 m優(yōu)化為3 m；困難情況下，調(diào)車防護應答器組距調(diào)車信號機的距離可由20 m調(diào)整為15 m。

接入2列8輛編組動車組的存車線，以列車作業(yè)方式接入第一段存車線，允許停車后轉(zhuǎn)為調(diào)車模式接入第二段存車線的運輸組織模式，對運輸作業(yè)影響較大，因此本次研究未考慮此作業(yè)模式的情況。

4.4 小結

根據(jù)上述分析，動車組存車線有效長度計算見表1。

表1 動車組存車線有效長計算表

5 研究結論

(1)動車組以列車方式接入動車段(所)，1列16輛編組、1列8輛編組、2列8輛編組動車組存車線有效長分別為525，310，610 m。動車組以調(diào)車方式接入動車段(所)，1列16輛編組、1列8輛編組、2列8輛編組動車組存車線有效長盡頭式分別為500，285，560 m；貫通式分別為510，295，580 m。

(2)出站信號機至應答器的距離及安全防護距離存在優(yōu)化的可能，但從實際運營及包容性角度考慮，建議目前維持現(xiàn)行規(guī)定。