從工程設(shè)計(jì)角度對道口信號新國標(biāo)的解讀和分析

徐航 張敏慧

在《鐵路道口管理辦法》（鐵總運(yùn)［2013］121號）第四條（一）中：“道口是指在鐵路線路上鋪面寬度在2.5 m以上，直接與道路貫通的平面交叉”［1］。由于鐵路與公路存在路權(quán)沖突，道口是事故易發(fā)地段，更是鐵路和公路交通中的安全薄弱環(huán)節(jié)，而道口信號正是保障鐵路運(yùn)輸安全的重要手段。

自2019年2月1號起，《鐵路站內(nèi)道口信號設(shè)備技術(shù)條件》（GB 10493—2018）、《鐵路區(qū)間道口信號設(shè)備技術(shù)條件》（GB 10494—2018）（簡稱“新國標(biāo)”）開始實(shí)施，取代了這2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的1989年版本（簡稱“舊國標(biāo)”）。

根據(jù)調(diào)查，目前國鐵集團(tuán)管轄的有人看守道口，大部分裝配了道口信號設(shè)備，設(shè)備類型以“舊國標(biāo)”對應(yīng)的DX3型道口信號設(shè)備為主，一般采用道口自動通知、道口自動信號、人工控制道口欄木等方式；對自動通知有困難的地點(diǎn)，大多采用人工（電話）通知。而對于非國鐵管轄的道口，部分已裝配了道口信號設(shè)備，基本滿足“舊國標(biāo)”的要求，且裝配的道口信號設(shè)備類型較多，從控制方式來說，既有采用繼電電路控制的，也有采用計(jì)算機(jī)控制的。

由于“新國標(biāo)”體現(xiàn)了道口由“鐵路優(yōu)先”到“公路優(yōu)先、以人為本”設(shè)計(jì)理念［2］的轉(zhuǎn)變，對道口信號設(shè)備在各方面的要求也有較大變化，因此有必要對新舊國標(biāo)的差異性進(jìn)行解讀，并分析在工程設(shè)計(jì)中為滿足“新國標(biāo)”的要求，在設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)方案上應(yīng)做出的改變。

1 標(biāo)準(zhǔn)效力方面

1.1 標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行

對于工礦企業(yè)鐵路的道口而言，《工業(yè)企業(yè)廠內(nèi)鐵路、道路運(yùn)輸安全規(guī)程》（GB 4387—2008）為強(qiáng)制執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，“舊國標(biāo)”為參照執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)。“新國標(biāo)”中刪除了工礦企業(yè)鐵路參照執(zhí)行的語句，對中國境內(nèi)所有道口的信號設(shè)備均具備強(qiáng)制執(zhí)行力。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前道口信號設(shè)計(jì)有關(guān)的其他標(biāo)準(zhǔn)主要有：《鐵路道口管理辦法》（鐵總運(yùn)〔2013〕121號）、《鐵路信號設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB 10007—2017）、《工業(yè)企業(yè)廠內(nèi)鐵路、道路運(yùn)輸安全規(guī)程》（GB 4387—2008）等，上述標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于道口信號的規(guī)定大部分與“舊國標(biāo)”相匹配。由于上述規(guī)范均有其適用范圍，在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇執(zhí)行，出現(xiàn)與“新國標(biāo)”不同或者有沖突的，應(yīng)按“新國標(biāo)”或要求較高者執(zhí)行。

1.2 適用范圍

相比“舊國標(biāo)”而言，“新國標(biāo)”在道口分類里刪除了無人看守道口。目前我國沒有適用于無人看守道口的信號標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)規(guī)范，以及裝配道口的信號設(shè)備；而在歐洲對于適用于無人看守道口的道口信號設(shè)備，有較為完善的標(biāo)準(zhǔn)、管理措施和產(chǎn)品。

《鐵路道口管理辦法》（鐵總運(yùn)〔2013〕121號）中的道口設(shè)備配置要求中，無人看守道口沒有要求配置道口信號設(shè)備?！豆I(yè)企業(yè)廠內(nèi)鐵路、道路運(yùn)輸安全規(guī)程》（GB 4387—2008）將道口分成了一至四級，其中一級道口為有人看守要求配置道口信號設(shè)備，四級道口為無人看守且不配置道口信號設(shè)備，二、三級道口可根據(jù)需要，確定有人/無人看守和是否配置道口信號設(shè)備。

目前無人道口信號設(shè)備暫時(shí)還缺少相應(yīng)的技術(shù)條件和規(guī)范，在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，無人看守道口不設(shè)計(jì)道口信號設(shè)備。

2 道口遮斷信號

2.1 遮斷及其預(yù)告信號設(shè)置方案

“新國標(biāo)”新增了道口信號應(yīng)保證有列車接近時(shí)，道路和鐵路方向的信號不應(yīng)同時(shí)開通［3］。指示道路和鐵路方向的信號機(jī)分別為道口信號機(jī)和遮斷信號機(jī)。當(dāng)列車進(jìn)入了道口接近區(qū)段時(shí)，道口信號機(jī)和遮斷信號機(jī)應(yīng)至少有一個(gè)為禁止信號。

“新國標(biāo)”對道口遮斷信號機(jī)的設(shè)置做了強(qiáng)制要求；而在“舊國標(biāo)”中遮斷信號機(jī)為根據(jù)需要設(shè)置，對于遮斷預(yù)告信號機(jī)的設(shè)置則沒有要求；“新國標(biāo)”對于區(qū)間道口的遮斷預(yù)告信號機(jī)設(shè)置做出了強(qiáng)制要求，站內(nèi)道口為根據(jù)需要設(shè)置。

“舊國標(biāo)”對應(yīng)的DX3型道口信號通用圖不含遮斷信號機(jī)。根據(jù)《鐵路區(qū)間道口信號設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB 10070—2000）：“道口遮斷信號設(shè)備宜為一個(gè)獨(dú)立的、完整的、自成系統(tǒng)的道口安全防護(hù)的信號設(shè)備［4］”。目前該規(guī)范已經(jīng)作廢，不過在過去一段時(shí)間內(nèi)，根據(jù)此規(guī)范的思想，工程設(shè)計(jì)是將道口遮斷信號作為與道口信號平行的一套設(shè)備來處理。在實(shí)際應(yīng)用中設(shè)有遮斷信號機(jī)的道口較少。

“新國標(biāo)”明確了道口遮斷信號是道口信號的組成部分之一，工程設(shè)計(jì)應(yīng)將遮斷信號作為道口信號的一個(gè)子系統(tǒng)來處理。

2.2 與機(jī)車信號聯(lián)系

關(guān)于道口遮斷信號機(jī)顯示紅燈時(shí)，是否與機(jī)車信號發(fā)生聯(lián)系。在“舊國標(biāo)”中，為在一定條件下，站內(nèi)道口位于設(shè)有連續(xù)式機(jī)車信號區(qū)段，或區(qū)間道口位于自動閉塞區(qū)段時(shí)，遮斷信號應(yīng)與機(jī)車信號發(fā)生聯(lián)系；“新國標(biāo)”則無設(shè)定條件，原則上配有機(jī)車信號設(shè)備的列車開行線路，遮斷信號顯示紅燈時(shí)，均應(yīng)與機(jī)車信號發(fā)生關(guān)聯(lián)。

2.3 與其他系統(tǒng)聯(lián)系

“新國標(biāo)”和《鐵路信號設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB 10007—2017）明確了車站的進(jìn)站、出站、進(jìn)路信號機(jī)和區(qū)間通過信號機(jī)可以兼做道口遮斷信號機(jī)；在TB 10007—2017中明確了遮斷信號機(jī)點(diǎn)紅燈時(shí)，遮斷信號機(jī)外方的接近區(qū)段發(fā)HU碼，遮斷信號機(jī)接近區(qū)段范圍內(nèi)如有其他信號機(jī)，或者遮斷（遮斷預(yù)告）信號機(jī)由其他信號機(jī)兼做時(shí)，那么該信號機(jī)的顯示需檢查道口遮斷信號條件。鐵路的信號機(jī)一般由車站聯(lián)鎖和區(qū)間閉塞系統(tǒng)進(jìn)行控制，故車站聯(lián)鎖和區(qū)間閉塞系統(tǒng)與道口遮斷信號需要發(fā)生聯(lián)系。

由于道口遮斷信號機(jī)由道口值班員控制，一般由工務(wù)部門管理，與其他鐵路的信號機(jī)或機(jī)車信號發(fā)生聯(lián)系后，涉及到設(shè)備、規(guī)章、制度、分工等方面問題，特別是在涉及鐵路行車安全的問題上，責(zé)任如何界定目前還沒有定論。在工程設(shè)計(jì)中，曾遇到有設(shè)備管理單位不同意道口遮斷信號與車站聯(lián)鎖和區(qū)間閉塞系統(tǒng)發(fā)生聯(lián)系的情況。故在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)該根據(jù)具體問題具體分析，對道口遮斷信號機(jī)顯示紅燈后，其他系統(tǒng)采取的具體措施應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)的說明，并征求運(yùn)營管理部門的意見后，再制定相應(yīng)的管理細(xì)則。

3 道口信號機(jī)

《中華人民共和國道路交通安全法實(shí)施條例》取消了道口信號機(jī)的白燈顯示，“新國標(biāo)”中也相應(yīng)進(jìn)行了修改，并補(bǔ)充了道口信號設(shè)備故障時(shí)的故障解決辦法，應(yīng)在道口信號的運(yùn)營注意事項(xiàng)中加以說明。

4 道口自動通知設(shè)備

4.1 接近通知時(shí)間和接近區(qū)段長度

關(guān)于道口接近區(qū)段長度計(jì)算公式，“舊國標(biāo)”規(guī)定為鐵路列車在接近通知時(shí)間運(yùn)行的最遠(yuǎn)距離，并規(guī)定了接近通知時(shí)間最小40 s、最大90 s?！靶聡鴺?biāo)”中接近通知時(shí)間計(jì)算有所修改，刪除了接近通知時(shí)間最小40 s、最大90 s的限制；接近區(qū)段長度在“舊國標(biāo)”的基礎(chǔ)上，增加了鐵路列車緊急制動距離和遮斷信號機(jī)至道口中心距離。

通常情況下道口收到列車接近通知后，道口值班員如未能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)確認(rèn)道口處于鐵路列車可通行狀態(tài)，道口遮斷信號機(jī)應(yīng)顯示紅燈?！靶聡鴺?biāo)”中延長接近區(qū)段，能保證鐵路列車在遮斷信號機(jī)顯示紅燈后，采取緊急制動措施而不越過遮斷信號機(jī)，保證了道口道路側(cè)的安全。

需要指出的是，“新國標(biāo)”中接近區(qū)段的延長，必然造成每一次鐵路列車經(jīng)過道口時(shí)，道路側(cè)的行車中斷時(shí)間延長；另外考慮“新國標(biāo)”要求設(shè)置道口遮斷信號對鐵路行車效率也有一定影響。因此對于鐵路和公路運(yùn)輸作業(yè)均比較繁忙的道口，將道口改用立交方式是必然的結(jié)果。

4.2 測速定時(shí)報(bào)警

“舊國標(biāo)”中“道路交通繁忙的的區(qū)間道口，為了提高道路行車效率，宜采用帶有測速定時(shí)報(bào)警的自動信號”［5］。“新國標(biāo)”刪除了這一規(guī)定。

測速定時(shí)報(bào)警的道口信號設(shè)備主要適用于鐵路各型列車運(yùn)行速度相差大、道路交通繁忙的區(qū)間道口。道口自動通知設(shè)備需要滿足鐵路信號故障-安全原則。目前測速定時(shí)報(bào)警的道口自動通知設(shè)備缺乏成熟可靠的產(chǎn)品，在相應(yīng)設(shè)備通過相關(guān)部門認(rèn)證審查之前，道口信號通知設(shè)備建議均采用定點(diǎn)報(bào)警的方式。

4.3 自動通知的有關(guān)規(guī)定

對于調(diào)車作業(yè)的接近通知，“舊國標(biāo)”規(guī)定：“調(diào)車作業(yè)不宜設(shè)接近通知，但對必經(jīng)道口的專用線調(diào)車或其他特殊情況，根據(jù)需要亦可設(shè)接近通知”；對于到發(fā)線上的道口接近通知，“舊國標(biāo)”規(guī)定：到發(fā)線上的道口有條件時(shí)，可考慮接車接近通知［6］。

調(diào)車作業(yè)比較靈活，車站內(nèi)的大多數(shù)調(diào)車作業(yè)從進(jìn)路上可能無法判定鐵路列車是否會經(jīng)過道口；到發(fā)線上的道口，由于有長車（整編組列車）和短車（比如單機(jī)頭），也存在與調(diào)車作業(yè)同樣的情況（從進(jìn)路上無法判別列車是否經(jīng)過道口）；故出現(xiàn)該2種情況時(shí)，在過去一般采用人工通知方式，不設(shè)計(jì)自動通知。

“新國標(biāo)”規(guī)定：對必經(jīng)道口的專用線或其他特殊情況的調(diào)車進(jìn)路，應(yīng)設(shè)道口接近通知［2］”，對于到發(fā)線上的道口，則刪除了“有條件時(shí)，可考慮接車接近通知”的規(guī)定。從“新國標(biāo)”的上述修改中可以看出，在工程設(shè)計(jì)中根據(jù)實(shí)際情況，在可以實(shí)現(xiàn)自動通知的，列車接近道口應(yīng)盡量采用自動通知。

5 安全性、可靠性

5.1 電源

“新國標(biāo)”提高了道口供電電源設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)，并要求有不小于30 min的道口不間斷交流電源，且建議由外電引入時(shí)，同步考慮交由電力專業(yè)設(shè)計(jì)，并具有與主電源的自動倒切功能。

5.2 運(yùn)行環(huán)境

“新國標(biāo)”明確了道口信號控制設(shè)備應(yīng)放置在專用的機(jī)械室內(nèi)，“舊國標(biāo)”中沒有相關(guān)要求。目前實(shí)際運(yùn)營的很大一部分道口沒有設(shè)置道口信號的設(shè)備用房，道口信號的控制設(shè)備安裝在道口房外的鐵皮柜子里，不能滿足“新國標(biāo)”的要求。在工程設(shè)計(jì)中，道口房應(yīng)考慮使用道口信號的專用機(jī)械室，房屋設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)可以參考鐵路信號設(shè)備用房。

5.3 行政許可

相比較“舊國標(biāo)”，“新國標(biāo)”刪除了道口信號主要器材及原理電路必須經(jīng)規(guī)定程序批準(zhǔn)后方可使用的要求，增加了道口信號的計(jì)算機(jī)及相關(guān)系統(tǒng)完整性等級應(yīng)滿足SIL4級要求。

對于繼電電路控制的道口信號設(shè)備，《鐵路道口管理辦法》（鐵總運(yùn)〔2013〕121號）中規(guī)定：“道口、人行過道、平過道的有關(guān)設(shè)備應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)圖設(shè)計(jì)”，對于需執(zhí)行該規(guī)范的工程（國家鐵路、國鐵控股的合資鐵路等其他鐵路），道口信號設(shè)備應(yīng)按照國鐵集團(tuán)頒布的標(biāo)準(zhǔn)圖設(shè)計(jì)；對于不需執(zhí)行該規(guī)范的道口，如地方鐵路、企業(yè)專用線等鐵路的道口，則不受此限制。

對于計(jì)算機(jī)控制的道口信號設(shè)備，為滿足“新國標(biāo)”要求，需具備SIL4級認(rèn)證。

5.4 道口信號監(jiān)測設(shè)備

關(guān)于道口信號的監(jiān)測設(shè)備，在“舊國標(biāo)”中為根據(jù)需要設(shè)置，在“新國標(biāo)”中為應(yīng)（無條件）設(shè)置，并且增加了具備聯(lián)網(wǎng)條件的要求。

6 總結(jié)與展望

總的來說，“新國標(biāo)”體現(xiàn)了安全為先的設(shè)計(jì)理念。對道口信號設(shè)備在安全性、可靠性、可維護(hù)性、外部環(huán)境等方面的要求有較大提高，規(guī)定了“道口信號應(yīng)保證有列車接近時(shí)，道路方向與鐵路方向的信號不應(yīng)同時(shí)開通”［2］；在標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行效力、道口信號機(jī)顯示、道口遮斷信號機(jī)、道口接近通知長度、道口電源、道口設(shè)備安全認(rèn)證等方面有一定修改。道口信號設(shè)備在各方面的要求基本是向鐵路車站信號的標(biāo)準(zhǔn)靠攏，在運(yùn)行環(huán)境、電源、房屋等問題上，參考了目前國內(nèi)車站信號一些比較成熟的設(shè)計(jì)理念和方法。

在實(shí)際情況中，根據(jù)道口所處位置的不同，道口各子系統(tǒng)需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行具體分析與設(shè)計(jì)。

另自“新國標(biāo)”頒布以來，對應(yīng)的通用標(biāo)準(zhǔn)圖截止至本文發(fā)稿日尚未頒布。作為“新國標(biāo)”的主編單位，北京全路通信信號研究設(shè)計(jì)院在2011年研制而成的DX11型區(qū)間道口信號設(shè)備，基本上能滿足新國標(biāo)的要求，但DX11型有部分設(shè)備僅停留在試驗(yàn)階段尚未量產(chǎn)，目前也尚未獲得鐵路部門的行政批復(fù)，在工程設(shè)計(jì)中還不能直接套用DX11通用圖。

“新國標(biāo)”對道口信號設(shè)備各方面的要求有較大提高，但是在某些方面上與國外還有一定差距。比如英國標(biāo)準(zhǔn)的道口，其道口通知設(shè)備增加了防止分路不良的措施，道口欄木實(shí)現(xiàn)了自動控制，道口遮斷信號機(jī)顯示與道口欄木狀態(tài)聯(lián)控，并實(shí)現(xiàn)了集中自動控制（值班員遠(yuǎn)程集中控制多個(gè)道口，可以不在每個(gè)道口現(xiàn)場安排看守員）等［11］。相比之下，英標(biāo)道口在安全性、智能化、自動化方面有較大的優(yōu)勢。

我國目前的現(xiàn)狀是：既有運(yùn)輸作業(yè)繁忙的道口正在逐步進(jìn)行立交改造，新建鐵路與道路交叉處盡量采用立交方式，可預(yù)見在未來，我國道口將主要存在于一些低級別鐵路或者干線鐵路的次要線路上?；谖覈F路道口現(xiàn)狀，道口信號設(shè)備在安全性、智能化、自動化方面還有較大的發(fā)展空間，對于其發(fā)展方向還需要做出進(jìn)一步的探討和研究。道口信號設(shè)備未來的發(fā)展方向要能滿足鐵路、公路2個(gè)運(yùn)輸主體單位需求，能平衡安全和效率之間的制約關(guān)系，還需要將設(shè)備技術(shù)和管理因素相匹配。

7 結(jié)束語

結(jié)合“新國標(biāo)”宣貫中的新舊國標(biāo)對比，本文對新舊國標(biāo)的差異點(diǎn)進(jìn)行了歸納、分類和分析，對道口信號設(shè)計(jì)方案需要革新的地方，分別詳細(xì)地進(jìn)行了闡述，對我國境內(nèi)的道口信號工程設(shè)計(jì)有較強(qiáng)的指導(dǎo)作用。另外，通過將“新國標(biāo)”與國外道口信號標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，和對我國道口現(xiàn)狀的分析，對我國道口信號未來的發(fā)展提出了展望和更進(jìn)一步的要求。