蘭州西動(dòng)車(chē)所咽喉區(qū)及存車(chē)線信號(hào)機(jī)設(shè)置方案優(yōu)化研究

袁俊喜

(中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司,西安 710043)

1 概述

蘭州西動(dòng)車(chē)運(yùn)用所工程于2014年12月開(kāi)通運(yùn)營(yíng)，共33條股道，其中動(dòng)1～動(dòng)4道為踏面診斷及外包走行股道，動(dòng)5～動(dòng)8道為臨修不落輪庫(kù)、外皮洗刷庫(kù)、融冰除雪庫(kù)股道，其余為動(dòng)車(chē)組存放股道。動(dòng)車(chē)運(yùn)用所與高速場(chǎng)、普速場(chǎng)間采用調(diào)車(chē)方式，其場(chǎng)間按調(diào)車(chē)場(chǎng)聯(lián)設(shè)計(jì)。動(dòng)車(chē)所采用車(chē)務(wù)-機(jī)務(wù)-電務(wù)合署辦公方式實(shí)現(xiàn)動(dòng)車(chē)所集中管理。

中衛(wèi)至蘭州高鐵引入蘭州樞紐配套工程在動(dòng)車(chē)所南側(cè)增加11條股道，其中動(dòng)44道為外皮洗刷庫(kù)股道，其余10條為動(dòng)車(chē)組存放股道。本次擴(kuò)能改造動(dòng)車(chē)運(yùn)用所與高速場(chǎng)、普速場(chǎng)間(三線)由調(diào)車(chē)改為列車(chē)方式，其動(dòng)車(chē)走行線按雙方向自動(dòng)閉塞設(shè)計(jì)，動(dòng)車(chē)進(jìn)出動(dòng)車(chē)所采用CTCS-2級(jí)列控系統(tǒng)按列車(chē)方式辦理[1]，如圖1所示。

圖1 蘭州西動(dòng)車(chē)所信號(hào)平面布置示意

蘭州西高、普速場(chǎng)與動(dòng)車(chē)所之間每條走行線單方向按兩個(gè)閉塞分區(qū)設(shè)計(jì)，具備列車(chē)追蹤運(yùn)行的能力。動(dòng)車(chē)所改造完成后存車(chē)線不同股道可以排列經(jīng)動(dòng)1道至普速場(chǎng)動(dòng)走線、經(jīng)動(dòng)2道至高速場(chǎng)上動(dòng)走線、經(jīng)動(dòng)3道(動(dòng)4道)至高速場(chǎng)下動(dòng)走線的3條平行出所發(fā)車(chē)進(jìn)路?？傮w上提高了動(dòng)車(chē)所與高、普速場(chǎng)間列車(chē)運(yùn)行速度和運(yùn)輸效率。蘭州西動(dòng)車(chē)所站場(chǎng)規(guī)模大、道岔銜接關(guān)系復(fù)雜，具有咽喉區(qū)較長(zhǎng)和股道有效長(zhǎng)較短等特點(diǎn)。因此，動(dòng)車(chē)出入所作業(yè)方式由調(diào)車(chē)改為列車(chē)及動(dòng)車(chē)所擴(kuò)能改造后如何盡可能提高運(yùn)輸效率、縮短列車(chē)追蹤間隔時(shí)分，提高動(dòng)車(chē)出入所能力是信號(hào)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵[2]，特別是咽喉區(qū)接發(fā)車(chē)進(jìn)路信號(hào)機(jī)及存車(chē)線信號(hào)機(jī)的設(shè)置，需結(jié)合行車(chē)組織及存車(chē)線有效長(zhǎng)進(jìn)行深入分析研究。

2 咽喉區(qū)進(jìn)路信號(hào)機(jī)設(shè)置

2.1 進(jìn)路信號(hào)機(jī)設(shè)置的必要性

在動(dòng)車(chē)所距離最外方道岔50 m設(shè)置進(jìn)站信號(hào)機(jī)，在股道設(shè)置出站信號(hào)機(jī)基本上能夠滿足目前動(dòng)車(chē)組進(jìn)出段所的運(yùn)輸需求。按此設(shè)置動(dòng)車(chē)所進(jìn)站信號(hào)機(jī)至出站信號(hào)機(jī)距離約為2.1 km，出站信號(hào)機(jī)至動(dòng)車(chē)走行線一離去通過(guò)信號(hào)機(jī)距離約為1.9 km。由于蘭州西動(dòng)車(chē)所接發(fā)車(chē)咽喉區(qū)較長(zhǎng)，致使動(dòng)車(chē)所接發(fā)車(chē)列車(chē)追蹤間隔時(shí)分較大。在動(dòng)車(chē)所Ⅲ-23G～Ⅲ-33G向高速場(chǎng)股道進(jìn)出所作業(yè)時(shí)無(wú)平行進(jìn)路，限制了動(dòng)車(chē)組出入所能力，對(duì)密集到發(fā)的動(dòng)車(chē)組進(jìn)出所作業(yè)造成一定的影響。因此，有必要在咽喉區(qū)設(shè)置接發(fā)車(chē)進(jìn)路信號(hào)機(jī)。

2.2 進(jìn)路及進(jìn)站信號(hào)機(jī)設(shè)置方案

為了盡可能縮短接發(fā)車(chē)進(jìn)路內(nèi)信號(hào)機(jī)之間的距離，同時(shí)滿足同方向信號(hào)機(jī)之間距離大于800 m的規(guī)定(小于800 m需要紅燈重復(fù))[3-6]，接車(chē)進(jìn)路信號(hào)機(jī)應(yīng)盡量設(shè)置在進(jìn)站信號(hào)機(jī)至同方向出站信號(hào)機(jī)的中間部位，發(fā)車(chē)進(jìn)路信號(hào)機(jī)應(yīng)盡量設(shè)置在距離出站信號(hào)機(jī)較近的位置。按這種思路，蘭州西動(dòng)車(chē)所接發(fā)車(chē)進(jìn)路信號(hào)機(jī)位于咽喉道岔密集區(qū)。由于咽喉道岔為19號(hào)、112號(hào)道岔，且道岔銜接緊密，一方面接進(jìn)路信號(hào)機(jī)外方設(shè)置的應(yīng)答器組將位于道岔岔心或岔根處，應(yīng)答器無(wú)法安裝，另一方面接發(fā)車(chē)進(jìn)路信號(hào)機(jī)外方制動(dòng)距離范圍內(nèi)的軌道電路區(qū)段需連續(xù)發(fā)碼，由于道岔側(cè)向軌道電路區(qū)段長(zhǎng)度短，當(dāng)動(dòng)車(chē)組列車(chē)連續(xù)通過(guò)道岔側(cè)向時(shí)，存在收不到發(fā)碼信息觸發(fā)緊急制動(dòng)的情況。因此，可在動(dòng)1道～動(dòng)4道兩端分別設(shè)置接車(chē)進(jìn)路信號(hào)機(jī)XL1～XL4和總出站信號(hào)機(jī)SZ1～SZ4。動(dòng)車(chē)組出所以SZ1～SZ4信號(hào)機(jī)為節(jié)點(diǎn)，可以同時(shí)排列動(dòng)車(chē)所Ⅲ-9G～Ⅲ-22G至Ⅲ-2G和Ⅲ-23G～Ⅲ-33G至Ⅲ-3G兩條平行出所進(jìn)路。同時(shí)在Ⅲ-1G可以提前停放經(jīng)普速動(dòng)車(chē)走行線的出所短編組動(dòng)車(chē)組。在出所繁忙時(shí)段，可以同時(shí)排列Ⅲ-1G至普速場(chǎng)動(dòng)走線、Ⅲ-2G至高速場(chǎng)上動(dòng)走線、Ⅲ-3G(Ⅲ-4G)至高速場(chǎng)下動(dòng)走線3條平行出所進(jìn)路。入所作業(yè)同理不再贅述。

若進(jìn)站信號(hào)機(jī)仍設(shè)在距最外方道岔50 m處，進(jìn)站信號(hào)機(jī)與增設(shè)的接車(chē)進(jìn)路信號(hào)機(jī)之間的距離應(yīng)不足800 m，所以進(jìn)站信號(hào)機(jī)需向站外方向移動(dòng)設(shè)于距最外方道岔200 m處，并根據(jù)進(jìn)站信號(hào)機(jī)位置重新計(jì)算3條動(dòng)車(chē)走行線區(qū)間通過(guò)信號(hào)機(jī)位置。

設(shè)置總出站信號(hào)機(jī)SZ1～SZ4后，原Ⅲ-7G～Ⅲ-44G上行出站信號(hào)機(jī)改為發(fā)車(chē)進(jìn)路信號(hào)機(jī)。S7、S8、S44發(fā)車(chē)進(jìn)路信號(hào)機(jī)距SZ1～SZ4總出站信號(hào)機(jī)距離均不足800 m，需將S7、S8、S44發(fā)車(chē)進(jìn)路信號(hào)機(jī)向動(dòng)車(chē)所內(nèi)方向移設(shè)，但是移設(shè)后存在Ⅲ-7G、Ⅲ-8G、Ⅲ-44G股道有效長(zhǎng)度不滿足動(dòng)車(chē)組整列接入股道的問(wèn)題，因此，S7、S8、S44發(fā)車(chē)進(jìn)路信號(hào)機(jī)采取“紅燈重復(fù)”的方案，即當(dāng)SZ1～SZ4總出站信號(hào)機(jī)開(kāi)放時(shí)，S7、S8、S44發(fā)車(chē)進(jìn)路信號(hào)機(jī)才能開(kāi)放。設(shè)置總出站信號(hào)機(jī)SZ1～SZ4后與區(qū)間通過(guò)信號(hào)機(jī)間隔距離發(fā)生變化，需要對(duì)3條動(dòng)走線上的區(qū)間通過(guò)信號(hào)機(jī)位置重新計(jì)算。

由于動(dòng)2、動(dòng)4道內(nèi)設(shè)有輪對(duì)踏面診斷裝置，在Ⅲ-1G～Ⅲ-4G兩端增設(shè)接車(chē)進(jìn)路信號(hào)機(jī)和總出站信號(hào)機(jī)后，動(dòng)車(chē)組列車(chē)在接車(chē)或總出站信號(hào)機(jī)外方停車(chē)時(shí)，有可能停在“輪對(duì)踏面診斷裝置”處，造成輪對(duì)踏面診斷裝置無(wú)法正常工作，影響檢測(cè)數(shù)據(jù)的真實(shí)性。因此，必要時(shí)可在《車(chē)站行車(chē)工作細(xì)則》中進(jìn)行相關(guān)規(guī)定。

2.3 進(jìn)路信號(hào)機(jī)相關(guān)設(shè)計(jì)

2.3.1 信號(hào)機(jī)機(jī)構(gòu)選擇

接車(chē)進(jìn)路信號(hào)機(jī)信號(hào)機(jī)構(gòu)按TB1007-2017《鐵路信號(hào)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定執(zhí)行，發(fā)車(chē)進(jìn)路信號(hào)機(jī)信號(hào)機(jī)構(gòu)的選擇如下。

(1)動(dòng)車(chē)所與高、普速場(chǎng)間的3條動(dòng)走線按四顯示自動(dòng)閉塞設(shè)計(jì)，SZ1～SZ4總出站信號(hào)機(jī)應(yīng)有綠、綠黃顯示。為滿足信號(hào)顯示要求，SZ1～SZ4總出站信號(hào)機(jī)采用雙機(jī)構(gòu)五燈位信號(hào)機(jī)，設(shè)置三方向進(jìn)路表示器[7]。

(2)S7～S44發(fā)車(chē)進(jìn)路信號(hào)機(jī)可以選擇雙機(jī)構(gòu)信號(hào)機(jī)或單機(jī)構(gòu)信號(hào)機(jī)[7]。既有蘭州西動(dòng)車(chē)所內(nèi)存車(chē)線最小間距為4.2 m，雙機(jī)構(gòu)信號(hào)機(jī)無(wú)法安裝，只能采用單機(jī)構(gòu)信號(hào)機(jī)。根據(jù)信號(hào)顯示，單機(jī)構(gòu)信號(hào)機(jī)可選擇三燈位或四燈位信號(hào)機(jī)。

單機(jī)構(gòu)四燈位信號(hào)機(jī)可以顯示綠、綠黃，符合自動(dòng)閉塞顯示關(guān)系。但四燈位信號(hào)機(jī)與三燈位信號(hào)機(jī)相比機(jī)構(gòu)高度更高，若采用單機(jī)構(gòu)四燈位信號(hào)機(jī)，受存車(chē)線最小間距影響，不能按標(biāo)準(zhǔn)安裝，需進(jìn)行特殊處理，如降低安裝基礎(chǔ)高度等[8]。安裝后存在最底部調(diào)車(chē)白燈辨識(shí)困難、顯示不良的情況。動(dòng)1道、動(dòng)4道上設(shè)置的SZ1、SZ4總出站信號(hào)機(jī)開(kāi)放的進(jìn)路均經(jīng)道岔側(cè)向，發(fā)車(chē)進(jìn)路信號(hào)機(jī)只能點(diǎn)黃燈。動(dòng)2道、動(dòng)3道上設(shè)置有“車(chē)輪故障及受電弓動(dòng)態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)”，一般檢測(cè)時(shí)限速8～12 km/h，不檢測(cè)時(shí)設(shè)備保護(hù)限速不超過(guò)30 km/h[9]，因此經(jīng)動(dòng)2道、動(dòng)3道的列車(chē)不能按正常線路設(shè)計(jì)速度運(yùn)行。在保證安全不影響效率的情況下，發(fā)車(chē)進(jìn)路信號(hào)機(jī)應(yīng)降級(jí)顯示黃燈。因此，發(fā)車(chē)進(jìn)路信號(hào)機(jī)選擇單機(jī)構(gòu)三燈位“紅、黃、白”信號(hào)機(jī)。

2.3.2 軌道電路

列車(chē)信號(hào)機(jī)外方一定范圍內(nèi)的軌道電路區(qū)段應(yīng)連續(xù)發(fā)碼，否則無(wú)論信號(hào)機(jī)開(kāi)放與否列控速度曲線的目標(biāo)點(diǎn)均為信號(hào)機(jī)位置，列車(chē)無(wú)法運(yùn)行。根據(jù)TB1007—2017《鐵路信號(hào)設(shè)計(jì)規(guī)范》第9.0.5條規(guī)定，CTCS-2級(jí)區(qū)段僅運(yùn)行動(dòng)車(chē)組列車(chē)的進(jìn)路，進(jìn)路信號(hào)機(jī)的接近發(fā)碼起點(diǎn)應(yīng)符合按設(shè)計(jì)速度運(yùn)行的列車(chē)采用最大常用制動(dòng)至本信號(hào)機(jī)停車(chē)的要求[7]。按照運(yùn)行速度50 km/h計(jì)算，做報(bào)文用列車(chē)的最大常用制動(dòng)距離為324 m。因此，Ⅲ-1G、Ⅲ-2G、Ⅲ-3G、Ⅲ-4G、323DG、327-329DG、401DG、335DG、335/407WG、321DG、325-331DG、333DG、337-343DG、343/353WG、319DG、319/341WG、339-341DG、401/403WG、309WG、307-309DG、307/317WG、317DG、303DG、305-311DG、311/313WG、313DG、301DG、301/315WG、315DG等區(qū)段均需發(fā)碼。原25Hz軌道電路無(wú)法實(shí)現(xiàn)道岔側(cè)向疊加電碼化，所以上述區(qū)段需改為ZPW-2000軌道電路。

修改軌道電路制式的同時(shí)，按照Z(yǔ)PW-2000站內(nèi)軌道電路最小長(zhǎng)度應(yīng)大于60 m的要求[10]，檢查或調(diào)整上述軌道電路區(qū)段。另外，蘭州西站動(dòng)態(tài)檢測(cè)期間發(fā)現(xiàn)200H、300S型ATP動(dòng)車(chē)組在高普聯(lián)絡(luò)線上運(yùn)行時(shí)存在ATP接收軌道電路信息異常，觸發(fā)B7制動(dòng)的問(wèn)題，分析其原因?yàn)榱熊?chē)以一定的速度通過(guò)45 m和48 m兩個(gè)連續(xù)短區(qū)段時(shí)受車(chē)載邏輯反應(yīng)時(shí)間限制所致。由于蘭州西動(dòng)車(chē)所內(nèi)采用19號(hào)、112號(hào)道岔，道岔布置密集，為避免此問(wèn)題的出現(xiàn)，需對(duì)既有短區(qū)段進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。經(jīng)計(jì)算既有319DG和321DG相鄰區(qū)段較短，所以XL1信號(hào)機(jī)設(shè)于319號(hào)岔前25 m處，以延長(zhǎng)319DG區(qū)段長(zhǎng)度。

3 存車(chē)線信號(hào)機(jī)設(shè)置

3.1 蘭州西動(dòng)車(chē)所存車(chē)線動(dòng)車(chē)存放需求

既有動(dòng)車(chē)所采用調(diào)車(chē)出入所作業(yè)方式，動(dòng)車(chē)所存車(chē)線有效長(zhǎng)度按照存放1列16輛編組或1列8輛編組動(dòng)車(chē)組設(shè)計(jì)。本次改造后，動(dòng)車(chē)組進(jìn)出動(dòng)車(chē)所作業(yè)方式由調(diào)車(chē)改為列車(chē)，為了提高動(dòng)車(chē)組存放能力，存車(chē)線股道要求接發(fā)2列8輛編組或1列16輛編組動(dòng)車(chē)組。

3.2 蘭州西動(dòng)車(chē)所存車(chē)線有效長(zhǎng)度情況

蘭州西動(dòng)車(chē)所改造后，存車(chē)線有效長(zhǎng)度(信號(hào)機(jī)至信號(hào)機(jī))詳見(jiàn)表1。

表1 存車(chē)線有效長(zhǎng)度

3.3 動(dòng)車(chē)組存車(chē)線有效長(zhǎng)度分析

3.3.1 現(xiàn)行規(guī)范對(duì)存車(chē)線有效長(zhǎng)的有關(guān)規(guī)定

TB10621—2014《高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范》第17.2.3中規(guī)定“存車(chē)線有效長(zhǎng)應(yīng)根據(jù)動(dòng)車(chē)組長(zhǎng)度、安全距離和信號(hào)設(shè)置要求確定。兼顧普速列車(chē)存放的存車(chē)線有效長(zhǎng)應(yīng)為550 m”[10]。

3.3.2 影響存車(chē)線有效長(zhǎng)度有關(guān)因素的分析

影響動(dòng)車(chē)存車(chē)線有效長(zhǎng)的主要因素有動(dòng)車(chē)組出入段(所)運(yùn)輸組織、動(dòng)車(chē)組長(zhǎng)度、安全防護(hù)距離、應(yīng)答器組位置[11]及信號(hào)機(jī)至警沖標(biāo)的距離等。

(1)運(yùn)輸組織的影響

動(dòng)車(chē)組存車(chē)線有效長(zhǎng)與運(yùn)輸組織密切相關(guān)，動(dòng)車(chē)組出入段(所)一般采用列車(chē)作業(yè)方式，根據(jù)需要也可采用調(diào)車(chē)作業(yè)方式。如以列車(chē)作業(yè)方式接入存車(chē)線且一次停車(chē)到位，則列控車(chē)載設(shè)備需要安全保護(hù)距離。一條存車(chē)線通過(guò)中間設(shè)置分隔信號(hào)機(jī)劃分為兩段后，如果要同一股道既能滿足存放2列8輛編組動(dòng)車(chē)組，又能滿足存放1列16輛編組動(dòng)車(chē)組，則每一段均需要安全保護(hù)距離，因此存車(chē)線有效長(zhǎng)相對(duì)較長(zhǎng)。

(2)車(chē)載安全保護(hù)距離的影響

列車(chē)作業(yè)方式下動(dòng)車(chē)組走行線及動(dòng)車(chē)段(所)接發(fā)車(chē)進(jìn)路通常采用CTCS-2級(jí)列控系統(tǒng)。動(dòng)車(chē)組以C2模式出入動(dòng)車(chē)段(所)時(shí)，由于測(cè)速、測(cè)距產(chǎn)生的誤差，車(chē)載ATP根據(jù)測(cè)速、測(cè)距得到的列車(chē)位置與列車(chē)實(shí)際位置存在偏差，為消除偏差產(chǎn)生的控車(chē)安全影響，原鐵道部關(guān)于印發(fā)鐵運(yùn)[2012]211號(hào)《CTCS-3級(jí)列控車(chē)載設(shè)備技術(shù)規(guī)范(暫行)》的通知[12]第7.4.3.2條規(guī)定CTCS-2級(jí)車(chē)載控制模式站內(nèi)需考慮最大60 m的安全保護(hù)距離。

(3)股道設(shè)置調(diào)車(chē)防護(hù)應(yīng)答器組的影響

股道設(shè)置的調(diào)車(chē)應(yīng)答器組主要起調(diào)車(chē)防護(hù)功能，當(dāng)調(diào)車(chē)信號(hào)關(guān)閉時(shí)，如車(chē)列越過(guò)該應(yīng)答器將觸發(fā)緊急制動(dòng)，從而對(duì)動(dòng)車(chē)組冒進(jìn)信號(hào)提供有限防護(hù)。應(yīng)答器組一般設(shè)在信號(hào)機(jī)外方距信號(hào)機(jī)20 m處，停車(chē)時(shí)不應(yīng)越過(guò)該應(yīng)答器組，以免觸發(fā)緊急制動(dòng)[13]。

3.3.3 動(dòng)車(chē)組存車(chē)線信號(hào)機(jī)設(shè)置及有效長(zhǎng)度計(jì)算

存車(chē)線有效長(zhǎng)主要由出站信號(hào)機(jī)至警沖標(biāo)距離、動(dòng)車(chē)組車(chē)列長(zhǎng)度、應(yīng)答器至出站信號(hào)機(jī)距離、車(chē)載安全保護(hù)距離等組成[14]。

按現(xiàn)行有關(guān)規(guī)定其計(jì)算參數(shù)如下。

出站信號(hào)機(jī)至距警沖標(biāo)距離為5 m；8輛編組動(dòng)車(chē)組車(chē)長(zhǎng)為215 m，16輛編組動(dòng)車(chē)組車(chē)長(zhǎng)為430 m；應(yīng)答器距出站信號(hào)機(jī)距離為20 m[15]，應(yīng)答器距盡頭線土擋距離為25 m[13]；安全防護(hù)距離為60 m；停車(chē)余量為10 m。

按照上述取值，以盡端式存車(chē)線按照列車(chē)作業(yè)方式為例，信號(hào)機(jī)設(shè)置及存車(chē)線有效長(zhǎng)分析如下。

(1)滿足1列16輛編組動(dòng)車(chē)組存放要求的存車(chē)線信號(hào)機(jī)、應(yīng)答器組及警沖標(biāo)布置情況如圖2所示，存車(chē)線有效長(zhǎng)為：警沖標(biāo)至擋車(chē)器距離535 m(其中信號(hào)機(jī)之間的距離為525 m)。

圖2 滿足1列16輛編組動(dòng)車(chē)存放的存車(chē)線有效長(zhǎng)示意(單位：m)

(2)滿足2列8輛編組動(dòng)車(chē)組存放要求的存車(chē)線信號(hào)機(jī)、應(yīng)答器組及警沖標(biāo)布置情況如圖3所示，存車(chē)線有效長(zhǎng)為：警沖標(biāo)至擋車(chē)器距離630 m。

圖3 滿足2列8輛編組動(dòng)車(chē)存放的存車(chē)線有效長(zhǎng)示意(單位：m)

考慮到CTCS-2級(jí)列控系統(tǒng)控制閉口停車(chē)的情況下可不考慮列車(chē)冒進(jìn)防護(hù)[16]，存車(chē)線可不設(shè)應(yīng)答器組，但考慮到存車(chē)線調(diào)車(chē)作業(yè)的需要，存車(chē)線設(shè)置應(yīng)答器對(duì)動(dòng)車(chē)組冒進(jìn)信號(hào)提供有限防護(hù)，一般情況存車(chē)線應(yīng)設(shè)置應(yīng)答器組，因此上述計(jì)算未考慮存車(chē)線不設(shè)應(yīng)答器的情況。

3.4 蘭州西動(dòng)車(chē)所存車(chē)線信號(hào)機(jī)布設(shè)方案

根據(jù)作業(yè)性質(zhì)，蘭州西動(dòng)車(chē)所存車(chē)線動(dòng)5道、動(dòng)6道分別為臨修及不落輪鏇庫(kù)股道，動(dòng)7道、動(dòng)8道、動(dòng)44道為外皮洗刷庫(kù)股道，每一股道只要求接入1列16輛編組動(dòng)車(chē)組或1列8輛編組動(dòng)車(chē)組，信號(hào)機(jī)及應(yīng)答器按圖2進(jìn)行設(shè)置。其中動(dòng)8道、動(dòng)44道有效長(zhǎng)滿足圖2存車(chē)線有效長(zhǎng)要求，動(dòng)5道～動(dòng)7道不滿足。由于動(dòng)5道～動(dòng)7道均無(wú)立折作業(yè)，列車(chē)接入股道后即轉(zhuǎn)為調(diào)車(chē)方式進(jìn)入臨修庫(kù)或外皮洗刷庫(kù)，所以列車(chē)停穩(wěn)后車(chē)體可以占?jí)貉屎韰^(qū)段，不足之處是其占用的咽喉區(qū)段會(huì)對(duì)其他相關(guān)進(jìn)路的排列產(chǎn)生影響。由于動(dòng)5道～動(dòng)7道處于站區(qū)外側(cè)，以及進(jìn)路采用分段解鎖等因素，總體上來(lái)說(shuō)對(duì)動(dòng)車(chē)所運(yùn)輸效率不會(huì)產(chǎn)生較大影響。

蘭州西動(dòng)車(chē)所存車(chē)線動(dòng)9～動(dòng)33道為動(dòng)車(chē)存放股道，為提高動(dòng)車(chē)組停放能力，要求每一股道既要接入1列16輛編組動(dòng)車(chē)又能接入2列8輛編組動(dòng)車(chē)。按照?qǐng)D3存車(chē)線有效長(zhǎng)度計(jì)算結(jié)果，其存車(chē)線股道有效長(zhǎng)應(yīng)為630 m，而動(dòng)9道～動(dòng)43道存車(chē)線有效長(zhǎng)在532～535 m(表1)，按照常規(guī)設(shè)計(jì)股道有效長(zhǎng)度明顯不足。

需要1條存車(chē)線放2列8輛編組動(dòng)車(chē)組的動(dòng)車(chē)(段)所，通常是在股道中設(shè)置分割信號(hào)機(jī)以滿足存車(chē)需求，列車(chē)以C2完全監(jiān)控模式進(jìn)入動(dòng)車(chē)段(所)。為此設(shè)置了短進(jìn)路和長(zhǎng)進(jìn)路兩種方式，其中短進(jìn)路開(kāi)通進(jìn)站至股道中部信號(hào)機(jī)進(jìn)路，長(zhǎng)進(jìn)路開(kāi)通進(jìn)站至股道端部信號(hào)機(jī)進(jìn)路[17]。根據(jù)影響存車(chē)線有效長(zhǎng)度有關(guān)因素的分析，由于動(dòng)車(chē)組車(chē)列長(zhǎng)度是固定的，所以應(yīng)從應(yīng)答器設(shè)置和安全防護(hù)距離等影響因素入手，對(duì)短進(jìn)路和長(zhǎng)進(jìn)路的設(shè)置進(jìn)行分析，制定存車(chē)線信號(hào)機(jī)的設(shè)置方案。

為滿足一條存車(chē)線存放2列8輛編組動(dòng)車(chē)的需求，如果考慮不設(shè)置長(zhǎng)進(jìn)路，8輛編組動(dòng)車(chē)僅按照短進(jìn)路接入股道中部，再開(kāi)放調(diào)車(chē)信號(hào)接至股道端部，可將原長(zhǎng)進(jìn)路的安全防護(hù)距離減少為調(diào)車(chē)應(yīng)答器防護(hù)距離，相應(yīng)縮短了存車(chē)線的有效長(zhǎng)度，如圖4所示。信號(hào)機(jī)至信號(hào)機(jī)之間的距離仍需585 m，遠(yuǎn)大于蘭州西動(dòng)車(chē)所存車(chē)線最短532 m的有效長(zhǎng)度。

圖4 采用短進(jìn)路方式信號(hào)機(jī)布設(shè)示意(單位：m)

CTCS-2級(jí)列控系統(tǒng)為了消除由于測(cè)速、測(cè)距產(chǎn)生的誤差設(shè)置了安全保護(hù)距離，結(jié)合各廠家車(chē)載設(shè)備各種測(cè)速測(cè)距誤差及實(shí)際操作水平，一般在工程上按60 m考慮[18]。由于測(cè)速、測(cè)距產(chǎn)生的誤差已在車(chē)列進(jìn)入股道時(shí)通過(guò)反向出站應(yīng)答器進(jìn)行了校正，且C2等級(jí)下為閉口列控方式，所以此偏差很小，結(jié)合已開(kāi)通運(yùn)營(yíng)高鐵車(chē)站動(dòng)車(chē)組的運(yùn)行情況，60 m安全保護(hù)距離有些過(guò)長(zhǎng)，據(jù)了解目前車(chē)載設(shè)備參數(shù)已調(diào)整為40 m。因此，本次安全保護(hù)距離仍按60 m取值，停車(chē)余量由10 m調(diào)整為5 m。

TJ/DW164-2014《動(dòng)車(chē)段(所)調(diào)車(chē)防護(hù)系統(tǒng)技術(shù)條件》規(guī)定，動(dòng)車(chē)組以ATP車(chē)載設(shè)備調(diào)車(chē)模式運(yùn)行時(shí)，調(diào)車(chē)防護(hù)系統(tǒng)應(yīng)對(duì)動(dòng)車(chē)組冒進(jìn)信號(hào)提供有限防護(hù)；動(dòng)車(chē)段(所)動(dòng)車(chē)組調(diào)車(chē)作業(yè)以地面信號(hào)顯示作為行車(chē)憑證，調(diào)車(chē)防護(hù)系統(tǒng)是動(dòng)車(chē)段(所)動(dòng)車(chē)組調(diào)車(chē)作業(yè)防護(hù)的輔助系統(tǒng)[13]，因此為實(shí)現(xiàn)一條存車(chē)線停放2列動(dòng)車(chē)組，可僅在G1設(shè)置調(diào)車(chē)防護(hù)應(yīng)答器，在G2不設(shè)調(diào)車(chē)防護(hù)應(yīng)答器。

按上述方案，Ⅲ-9G～Ⅲ-43G的有效長(zhǎng)度具備停放2列8輛編組動(dòng)車(chē)組的條件，優(yōu)化后信號(hào)機(jī)布置見(jiàn)圖5。

圖5 優(yōu)化后信號(hào)機(jī)布設(shè)示意(單位：m)

為了不影響進(jìn)出所汽車(chē)的通行，通常情況下出站信號(hào)機(jī)設(shè)于站場(chǎng)道路的股道側(cè)。條件允許時(shí)也可將出站信號(hào)機(jī)設(shè)于道路的咽喉側(cè)，使道路位于信號(hào)機(jī)與應(yīng)答器之間。由于動(dòng)車(chē)組停車(chē)后正常情況下不會(huì)越過(guò)應(yīng)答器，所以站場(chǎng)道路也是暢通的。因此，蘭州西動(dòng)車(chē)所可將出站信號(hào)機(jī)移到站場(chǎng)道路咽喉側(cè)設(shè)置(兩側(cè)出站信號(hào)機(jī)可向站外方向各移約15 m)，存車(chē)線長(zhǎng)度可增加約30 m。有效長(zhǎng)度延長(zhǎng)后，即可在端頭信號(hào)機(jī)前方設(shè)置調(diào)車(chē)防護(hù)應(yīng)答器組，以對(duì)向咽喉區(qū)調(diào)車(chē)的動(dòng)車(chē)組冒進(jìn)信號(hào)提供有限防護(hù)，如圖6所示。

圖6 出站信號(hào)機(jī)設(shè)于道路咽喉側(cè)布設(shè)示意(單位：m)

由于每個(gè)股道與道岔的銜接關(guān)系各不相同，加之信號(hào)機(jī)移設(shè)后大部分處于線路曲線地段，所以需實(shí)地測(cè)量，在保證信號(hào)機(jī)與警沖標(biāo)距離大于5 m的前提下，滿足信號(hào)機(jī)安裝限界、信號(hào)顯示后確定是否采用。

基于上述確定的信號(hào)機(jī)布設(shè)方案，對(duì)于16輛編組動(dòng)車(chē)的接入方式進(jìn)行以下分析。

方案Ⅰ：按照短進(jìn)路接入股道中部，再開(kāi)放調(diào)車(chē)信號(hào)接至股道端部

與8輛編組動(dòng)車(chē)接入方式相同，即動(dòng)車(chē)組以列車(chē)模式在G1一次停車(chē)到位，停穩(wěn)后轉(zhuǎn)為調(diào)車(chē)模式進(jìn)入G2。本方案16輛編組動(dòng)車(chē)組接入G1停車(chē)后會(huì)占用咽喉區(qū)部分區(qū)段，只有在停車(chē)后以調(diào)車(chē)模式進(jìn)入G2，才能出清咽喉區(qū)；8輛編組和16輛編組動(dòng)車(chē)組在G1、G2上共用停車(chē)標(biāo)；對(duì)于8輛編組和16輛編組動(dòng)車(chē)組列車(chē)作業(yè)方式統(tǒng)一，無(wú)需區(qū)分長(zhǎng)編組和短編組列車(chē)。

方案Ⅱ：按照長(zhǎng)進(jìn)路一次接入至股道端部

動(dòng)車(chē)組以列車(chē)模式在G2一次停車(chē)到位。本方案16輛編組動(dòng)車(chē)組接入股道停車(chē)后不占用咽喉區(qū)區(qū)段；8輛編組和16輛編組的動(dòng)車(chē)組在G2不能合用停車(chē)標(biāo)，需分別設(shè)置；8輛編組動(dòng)車(chē)組必須固定接入G1，而16輛編組動(dòng)車(chē)組必須固定接入G2，因此須區(qū)分長(zhǎng)編組和短編組列車(chē)，辦理相應(yīng)的接車(chē)進(jìn)路。

對(duì)于方案Ⅰ，16輛編組動(dòng)車(chē)組接入G1停車(chē)后，部分車(chē)輛仍占?jí)貉屎韰^(qū)，接車(chē)進(jìn)路無(wú)法全部解鎖。為此，可對(duì)所有的存車(chē)線進(jìn)行合理分配、固定使用，即選定一部分股道中間不設(shè)分割信號(hào)機(jī)僅接發(fā)16輛編組動(dòng)車(chē)組，其余股道中間設(shè)分割信號(hào)機(jī)接發(fā)2列8輛編組動(dòng)車(chē)組。這種方案雖然接入股道后的列車(chē)不占用咽喉區(qū)，但也帶來(lái)了存車(chē)線利用率低、作業(yè)不靈活、調(diào)度管理復(fù)雜等問(wèn)題。

對(duì)于方案Ⅱ，接車(chē)時(shí)需要區(qū)分是8輛編組動(dòng)車(chē)還是16輛編組動(dòng)車(chē)。蘭州西動(dòng)車(chē)所配置調(diào)度集中CTC系統(tǒng)和控制集中CCS系統(tǒng)，采用車(chē)務(wù)-機(jī)務(wù)-電務(wù)合署辦公方式實(shí)現(xiàn)動(dòng)車(chē)所集中管理，在技術(shù)上為實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)編組和短編組動(dòng)車(chē)的區(qū)分提供可能[19-20]，但在實(shí)際運(yùn)行時(shí)由于長(zhǎng)短編組動(dòng)車(chē)作業(yè)方式不統(tǒng)一，存在無(wú)法確認(rèn)入所動(dòng)車(chē)組為短編或長(zhǎng)編的問(wèn)題。另外，由于8輛編組和16輛編組的動(dòng)車(chē)組在G2不能合用停車(chē)標(biāo)[21]，引起登乘梯、上下水設(shè)備、排污設(shè)備等不能合用的問(wèn)題。

根據(jù)中國(guó)鐵路蘭州局的意見(jiàn)，動(dòng)車(chē)組為分批、限速入所，存車(chē)線線間條件差，為減少股道間安裝過(guò)多的停車(chē)標(biāo)、登乘梯等設(shè)備，避免后續(xù)存在過(guò)多的侵限安全隱患，故不考慮長(zhǎng)編組動(dòng)車(chē)一次進(jìn)入G2的條件。由于列車(chē)進(jìn)路和調(diào)車(chē)進(jìn)路通過(guò)調(diào)度集中系統(tǒng)或控制集中系統(tǒng)自動(dòng)觸發(fā)，而且進(jìn)路采用分段解鎖方式，所以16輛編組動(dòng)車(chē)僅接入第一段存車(chē)線對(duì)動(dòng)車(chē)所的運(yùn)輸效率影響有限，特別是在咽喉區(qū)設(shè)置了接車(chē)進(jìn)路信號(hào)機(jī)后，本身對(duì)入所能力有了較大的提高。因此，設(shè)計(jì)采用方案Ⅰ，即16編組動(dòng)車(chē)組列車(chē)先接入G1的方式。

4 結(jié)語(yǔ)

動(dòng)車(chē)段(所)作業(yè)性質(zhì)決定了它的特殊性，具有作業(yè)量大、早晚運(yùn)輸繁忙的特點(diǎn)，使得動(dòng)車(chē)段(所)的行車(chē)組織更為復(fù)雜。動(dòng)車(chē)段(所)一般都規(guī)模大、站區(qū)長(zhǎng)，特別是縱深較長(zhǎng)的動(dòng)車(chē)段(所)較大地限制了動(dòng)車(chē)組進(jìn)出段(所)的能力。因此，一方面站場(chǎng)設(shè)計(jì)應(yīng)盡量?jī)?yōu)化站型布置，另一方面信號(hào)設(shè)計(jì)應(yīng)合理設(shè)置信號(hào)設(shè)備，盡可能縮短列車(chē)追蹤間隔時(shí)分，以滿足動(dòng)車(chē)組密集到發(fā)的運(yùn)輸需求。

動(dòng)車(chē)段(所)內(nèi)動(dòng)車(chē)組出站均在股道一端的出站信號(hào)機(jī)處出發(fā)，并未設(shè)計(jì)由股道中部的發(fā)車(chē)進(jìn)路，由此估計(jì)，一般情況下長(zhǎng)編組和短編組動(dòng)車(chē)均采取短進(jìn)路接車(chē)的方法可以滿足動(dòng)車(chē)段(所)的運(yùn)輸需求。動(dòng)車(chē)組均按列車(chē)方式接入股道中部，再以調(diào)車(chē)方式接至股道端部的行車(chē)模式，有效地解決了蘭州西動(dòng)車(chē)所股道有效長(zhǎng)不足的問(wèn)題，大大地提高了動(dòng)車(chē)組的存放能力。可結(jié)合蘭州西動(dòng)車(chē)所的運(yùn)用情況，考慮縮短動(dòng)車(chē)段(所)股道長(zhǎng)度，動(dòng)車(chē)段(所)均按短進(jìn)路接車(chē)方式接入動(dòng)車(chē)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用。

關(guān)于縮短股道有效長(zhǎng)，除調(diào)整行車(chē)組織外，仍可對(duì)其他參數(shù)進(jìn)一步優(yōu)化。由于列車(chē)作業(yè)在C2等級(jí)下為閉口列控方式，且動(dòng)車(chē)組通過(guò)出站應(yīng)答器的校正，測(cè)速測(cè)距誤差很小，安全防護(hù)距離可由60 m調(diào)整為40 m。應(yīng)答器接收天線距離車(chē)頭約8 m的距離(各種車(chē)型應(yīng)答器接收天線安裝位置不盡相同)，如果車(chē)列越過(guò)了應(yīng)答器，由于速度很低，在短距離內(nèi)可安全停車(chē)，可考慮緊急制動(dòng)距離的長(zhǎng)度，應(yīng)答器至信號(hào)機(jī)之間的距離由20 m調(diào)整為15 m。股道有效長(zhǎng)度的縮短有利于壓縮動(dòng)車(chē)段(所)內(nèi)行車(chē)時(shí)間，同時(shí)縮短了咽喉區(qū)長(zhǎng)度，便于動(dòng)車(chē)所位置選擇和工程投資的節(jié)省。