既有鐵路信號(hào)過(guò)渡工程設(shè)計(jì)探析

常海春

（中國(guó)鐵路哈爾濱局集團(tuán)有限公司齊齊哈爾電務(wù)段,黑龍江 齊齊哈爾161000）

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,為滿足人民美好出行、安全出行的愿望,使既有鐵路的改造工程量持續(xù)增長(zhǎng)。既有鐵路作為電氣設(shè)備集中較多的線路,車站、集中監(jiān)控中心的信號(hào)改造價(jià)值尤為突出,但是在進(jìn)行既有鐵路信號(hào)過(guò)渡工程的改造中,仍需在新舊信號(hào)設(shè)備替換中強(qiáng)化工程設(shè)計(jì),控制施工技術(shù)的操作難度,確保普速鐵路信號(hào)改造的絕對(duì)安全。

1 鐵路信號(hào)過(guò)渡施工原則

鐵路是我國(guó)交通體系中的重要組成部分,為在鐵路使用過(guò)程中,減少既有鐵路信號(hào)過(guò)渡施工對(duì)行車、安全造成的不利影響,應(yīng)在信號(hào)過(guò)渡施工中堅(jiān)持以下原則：首先,信號(hào)過(guò)渡工程應(yīng)在保障行車安全、鐵路運(yùn)輸活動(dòng)正常開展的基礎(chǔ)上,依據(jù)既有鐵路現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、場(chǎng)地、位置、整體結(jié)構(gòu),制定具體化、可行性較高的施工方案[1]。其次,設(shè)計(jì)既有鐵路信號(hào)過(guò)渡工程時(shí),應(yīng)在室外電纜芯線、分線盤端子、組合側(cè)面上拆改配線,且將信號(hào)機(jī)械室和室外配線導(dǎo)通,隨后通過(guò)信號(hào)控制中心“零層”端子處斷開連線,接上組合架斷路器,插入支撐控制臺(tái)（顯示器）鐵路信號(hào)傳輸?shù)睦^電器,形成邏輯電路。最后,鐵路信號(hào)改造開通前,應(yīng)通過(guò)空載、模擬實(shí)驗(yàn)和搭接方案,確保所要改造的信號(hào)設(shè)備電路原理符合設(shè)計(jì)要求。

2 既有鐵路信號(hào)過(guò)渡工程建設(shè)思路

信息時(shí)代中,鐵路行業(yè)進(jìn)入現(xiàn)代化建設(shè)階段,對(duì)車輛通行、線路狀態(tài)、鐵路區(qū)域內(nèi)信號(hào)設(shè)備提出了更高要求,既有鐵路需積極落實(shí)信號(hào)設(shè)施更新、改建工作,借助既有鐵路信號(hào)過(guò)渡工程的優(yōu)化設(shè)計(jì),增強(qiáng)鐵路信號(hào)過(guò)渡改造工程的安全性、可靠性、快捷性[2]。因此,為強(qiáng)化既有鐵路信號(hào)過(guò)渡工程實(shí)施效果,設(shè)計(jì)人員應(yīng)針對(duì)當(dāng)前鐵路信號(hào)系統(tǒng)改造需求,有針對(duì)性的優(yōu)化鐵路信號(hào)過(guò)渡工程設(shè)計(jì)。例如哈爾濱局高家站站改施工,依據(jù)總體施工輪廓、站場(chǎng)形狀,研究制定具體實(shí)施方案。實(shí)施方案盡量減少對(duì)行車運(yùn)輸?shù)母蓴_,具有可操作性、運(yùn)用性,根據(jù)實(shí)施方案會(huì)同車務(wù)、工務(wù)、線路、供電部門列出具體的施工方案,比如高家站先進(jìn)行進(jìn)站信號(hào)機(jī)和區(qū)間信號(hào)機(jī)外移施工,信號(hào)機(jī)外移后為站場(chǎng)改造、插入道岔提供必要的條件；然后進(jìn)行插入道岔施工,完善相應(yīng)的站場(chǎng)形狀,為后續(xù)的開通奠定基礎(chǔ)。

3 既有鐵路信號(hào)過(guò)渡工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1 軌道電路過(guò)渡設(shè)計(jì)

既有鐵路信號(hào)過(guò)渡工程改造時(shí),軌道電路信號(hào)設(shè)計(jì)尤為重要,以某鐵路信號(hào)過(guò)渡項(xiàng)目為例,該項(xiàng)目實(shí)施中既有鐵路信號(hào)設(shè)備包括D524 信號(hào)機(jī)、D510 信號(hào)機(jī)、468～470、418～469 渡線道岔。該項(xiàng)目實(shí)施信號(hào)過(guò)渡的目的是為在更換既有信號(hào)設(shè)施的基礎(chǔ)上,防范D522 信號(hào)脫軌風(fēng)險(xiǎn),使渡線道岔從原有的“雙動(dòng)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤皢蝿?dòng)”。根據(jù)該既有鐵路行車信息分析,信號(hào)反映區(qū)域尚處于空閑狀態(tài),可在建立開放性信號(hào)、鐵路閉塞信號(hào)提供詳細(xì)的參考數(shù)據(jù)[3]。但由于該鐵路信號(hào)項(xiàng)目部分軌道區(qū)段內(nèi)缺少D524 信號(hào)機(jī)、D510 信號(hào)機(jī)、468～470、418～469 渡線道岔等信號(hào)設(shè)施,使鐵路運(yùn)營(yíng)期間無(wú)法利用計(jì)算機(jī)信號(hào)系統(tǒng)聯(lián)鎖關(guān)系,分析列車有無(wú)占用、鎖閉情況。為此,設(shè)計(jì)人員在鐵路左側(cè)方對(duì)建立過(guò)渡工程,將D389～D518 區(qū)段劃分為不同過(guò)渡區(qū)域,并將各類電氣設(shè)備、信號(hào)裝置設(shè)置在線路兩側(cè),使其利用信號(hào)電纜與鐵路控制中心內(nèi)計(jì)算機(jī)連接,過(guò)渡區(qū)域內(nèi)繼電器正常吸起軌道情況,監(jiān)測(cè)有無(wú)列車占用情況。在電氣化軌道區(qū)段改造時(shí)還應(yīng)考慮牽引電流是否暢通,吸上線位置及橫向連接線問(wèn)題。

如圖1 所示,既有鐵路信號(hào)過(guò)渡工程設(shè)計(jì)時(shí),“股道發(fā)碼車站”、鐵路正線進(jìn)路時(shí),需利用開放信號(hào),發(fā)送27.9Hz 軌道檢測(cè)碼,GJ 股道落下后,發(fā)送25.7Hz 轉(zhuǎn)頻碼,2～3 秒后軌道恢復(fù)正常。列車進(jìn)路后,末端軌道區(qū)段可發(fā)送25.7Hz 轉(zhuǎn)頻碼,解鎖軌道后將檢測(cè)碼調(diào)整為27.9Hz。設(shè)計(jì)軌道電路時(shí),對(duì)于無(wú)岔站的CTCS-3、CTCS-2 級(jí)等復(fù)雜區(qū)段,車道發(fā)線、正線股道型號(hào)為ZPW-2000 電路,其他區(qū)段可設(shè)計(jì)25Hz 相敏軌道電路。

圖1 既有鐵路列車軌道信號(hào)過(guò)渡設(shè)計(jì)

3.2 過(guò)渡工程模擬實(shí)驗(yàn)

為在既有鐵路信號(hào)過(guò)渡工程設(shè)計(jì)中,準(zhǔn)確評(píng)估設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性,需在生成具體的過(guò)渡方案后,通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)分析該設(shè)計(jì)方案的可行性,以及不同鐵路信號(hào)過(guò)渡工程設(shè)計(jì)方案的優(yōu)勢(shì)及特點(diǎn)。具體來(lái)說(shuō),多數(shù)鐵路信號(hào)工程改造時(shí),其設(shè)計(jì)重點(diǎn)為既有電路設(shè)備、信號(hào)基礎(chǔ)設(shè)施,設(shè)計(jì)人員可基于“聯(lián)鎖電路試驗(yàn)”,提前分析工程設(shè)計(jì)方案效果。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可采用多種檢驗(yàn)方法,例如哈爾濱局高家站改造施工,室內(nèi)新組合室內(nèi)配線完畢后,可臨時(shí)搭建模擬盤,增加控制條件,在申請(qǐng)的更換軟件搭接試驗(yàn)施工中進(jìn)行新增的采集、驅(qū)動(dòng)碼位試驗(yàn),保證計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖至分線盤間條件正確。室外新增設(shè)備電纜提前導(dǎo)通配線到位,軌道區(qū)段可采用25HZ 電源模塊臨時(shí)電源進(jìn)行試驗(yàn)和調(diào)整軌道電路參數(shù)進(jìn)行,道岔和信號(hào)機(jī)可利用新組合單獨(dú)送電進(jìn)行試驗(yàn),提前保證道岔單項(xiàng)試驗(yàn)及信號(hào)機(jī)報(bào)警試驗(yàn)正確。與既有設(shè)備結(jié)合的試驗(yàn),提前申請(qǐng)搭接施工方案,制定每一天的試驗(yàn)內(nèi)容,保證在開通方案前期全部試驗(yàn)良好。

3.3 過(guò)渡工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)

根據(jù)既有鐵路整體特點(diǎn),設(shè)計(jì)信號(hào)過(guò)渡工程時(shí),還應(yīng)基于既有鐵路運(yùn)營(yíng)規(guī)律、區(qū)域內(nèi)改建需求,把握過(guò)渡工程設(shè)計(jì)要點(diǎn),并以維護(hù)過(guò)渡施工過(guò)程中列車運(yùn)行安全為原則,重視故障導(dǎo)向安全的原則。首先,設(shè)計(jì)既有鐵路信號(hào)過(guò)渡工程時(shí),應(yīng)按照正常的聯(lián)鎖關(guān)系、經(jīng)濟(jì)成本控制、提升行車效率、加強(qiáng)路段內(nèi)信號(hào)監(jiān)測(cè)為核心,梳理過(guò)渡工程施工條件,減少傳統(tǒng)信號(hào)裝置對(duì)車輛行駛、貨物運(yùn)輸造成的不利影響,完善既有鐵路范圍內(nèi)電子信號(hào)傳輸體系。其次,在通過(guò)站改方式,提升線路內(nèi)站場(chǎng)股道利用率時(shí),設(shè)計(jì)人員應(yīng)將占用新股道的線路道岔拆除,隨后結(jié)合股道具體位置,為其保留道岔,創(chuàng)新新徑路[5]。最后,受成本目標(biāo)、工期要求等多種因素影響,在各類既有鐵路信號(hào)過(guò)渡工程設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)者還應(yīng)綜合分析設(shè)計(jì)方案經(jīng)濟(jì)價(jià)值、設(shè)計(jì)技術(shù)的成熟性,持續(xù)改進(jìn)鐵路信號(hào)過(guò)渡工程設(shè)計(jì)思路,使該類工程整體設(shè)計(jì)符合預(yù)期要求。例如在ZPW-2000 道岔區(qū)段中,其電路長(zhǎng)度應(yīng)保持在400～600m 之間,若區(qū)段內(nèi)僅有獨(dú)立道岔,無(wú)受電分支長(zhǎng)度需小于160m,若道岔數(shù)量為2～3 組,其分支長(zhǎng)度范圍為80～180m。而在設(shè)計(jì)型號(hào)過(guò)渡時(shí)的傳輸電纜時(shí),200-250km/h 專線軌道的信號(hào)電路需小于10km,復(fù)雜軌道電路不得大于12.5km,專線軌道為300-350km/h 時(shí),電纜長(zhǎng)度設(shè)計(jì)需維持在7.5～10km 之間。

3.4 室內(nèi)信號(hào)過(guò)渡設(shè)計(jì)

明確既有鐵路信號(hào)過(guò)渡工程室外設(shè)計(jì)方案后,還應(yīng)融合室內(nèi)過(guò)渡圖紙。在此期間,設(shè)計(jì)人員需詳細(xì)標(biāo)注、記錄室外拆除的既有設(shè)備,便于在室內(nèi)鐵路信號(hào)過(guò)渡工程設(shè)計(jì)中依據(jù)拆除點(diǎn)分布情況,對(duì)比分析室內(nèi)鐵路信號(hào)設(shè)施中需拆除配線,隨后實(shí)施軌道電路、道岔電路的室內(nèi)設(shè)計(jì)。

圖2 某既有鐵路信號(hào)過(guò)渡工程道岔室內(nèi)電路設(shè)計(jì)

如圖2 所示,鐵路信號(hào)過(guò)渡工程道岔室內(nèi)電路設(shè)計(jì)時(shí),16#、6/8#道岔間需設(shè)置四芯電纜,隨后將16#轉(zhuǎn)轍機(jī)與6/8#道岔的定位接點(diǎn)串聯(lián),優(yōu)化道岔總電路。便于在鐵路運(yùn)輸過(guò)程中,在16#道岔定位故障后,6/8#道岔可及時(shí)生成報(bào)警信號(hào),向控制臺(tái)（顯示器）傳遞報(bào)警信號(hào)。另外,圖中16#道岔直股加鎖、釘固后,其定位接點(diǎn)的故障風(fēng)險(xiǎn)會(huì)明顯降低,所以可在鐵路信號(hào)采集中,同步運(yùn)行16#、6/8#道岔。由此可見(jiàn),設(shè)計(jì)人員在鐵路信號(hào)過(guò)渡工程設(shè)計(jì)中,優(yōu)化室內(nèi)道岔電路設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)強(qiáng)調(diào)電路故障風(fēng)險(xiǎn)防范,對(duì)此設(shè)計(jì)人員可利用繼電器供電方案,自動(dòng)斷開、啟動(dòng)各區(qū)域道岔電路,并聯(lián)臨近關(guān)聯(lián)道岔電路[6]。此種設(shè)計(jì)方法整體操作便捷,原理簡(jiǎn)單,對(duì)既有鐵路微機(jī)聯(lián)鎖道岔過(guò)渡模式的實(shí)施尤為重要。而在設(shè)計(jì)室內(nèi)軌道電路時(shí),應(yīng)在既有鐵路信號(hào)電氣設(shè)備集中點(diǎn)設(shè)備移除后,將新道岔作為新聯(lián)鎖控制裝置,使其與各電路點(diǎn)連接后,取消過(guò)渡配線,拆除部分影響道岔電路信號(hào)傳輸?shù)墓傻?對(duì)軌道電路實(shí)施過(guò)渡設(shè)計(jì),保障既有鐵路使用中軌道電力暢通性,健全鐵路運(yùn)輸、列車行駛中信號(hào)系統(tǒng)控制體系。

4 結(jié)論

綜上所述,為在鐵路升級(jí)改造中高效率完成既有鐵路信號(hào)過(guò)渡工程,相關(guān)人員需針對(duì)該類改造復(fù)雜性特點(diǎn),協(xié)調(diào)信號(hào)過(guò)渡改造中的部門主體,持續(xù)完善既有鐵路信號(hào)過(guò)渡工程設(shè)計(jì)方案。同時(shí)在室內(nèi)信號(hào)過(guò)渡、軌道電路過(guò)渡等設(shè)計(jì)工作中,嚴(yán)格按照我國(guó)鐵路安全運(yùn)行相關(guān)規(guī)范,總結(jié)改進(jìn)既有鐵路信號(hào)過(guò)渡中存在的不足,對(duì)比不同設(shè)計(jì)方案的經(jīng)濟(jì)、技術(shù)優(yōu)勢(shì),落實(shí)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)物核查工作,突出既有鐵路信號(hào)工程的應(yīng)用價(jià)值。