淺析軌道交通行車閉塞技術(shù)的基本原理

何 倩

(中國鐵路呼和浩特局集團有限公司 呼和電務(wù)段 呼和車載設(shè)備車間，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010051)

隨著軌道列車運行時速的不斷提升，如何保障列車運行準(zhǔn)時準(zhǔn)點、如何確保高速運行列車的行車安全、如何縮短列車追蹤間隔時間提升運輸效率等一系列與行車安全、運輸效率密切相關(guān)的問題是軌道交通行車閉塞技術(shù)亟待解決的重要課題。軌道交通行車閉塞技術(shù)隨著軌道列車運輸行業(yè)的不斷發(fā)展，其在社會科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的基礎(chǔ)上也不斷改進。為此介紹閉塞技術(shù)在軌道交通行車指揮中的應(yīng)用，對其基本概念，不同閉塞制式進行對比分析，列舉人工閉塞、電話閉塞、半自動閉塞、自動閉塞等技術(shù)在軌道交通運輸中的實際應(yīng)用案例，供從事軌道交通運輸技術(shù)人員、軌道交通信號設(shè)備維護人員參考。

1 閉塞

閉塞一詞在字典中的釋義是：堵塞，一般是指與外界隔絕的意思。軌道列車在線路上運行時，只有前后互相“隔絕”起來，才能真正保證列車的安全，因此“閉塞”一詞引入到了軌道交通行車運行中。軌道列車在線路上運行過程中，有載重大、車體長、時速快、運行中的輪對與鋼軌摩擦系數(shù)低等特點，從而組織軌道列車的運行方式與公路運輸、船舶運輸、航空運輸?shù)扔衅洫毺氐倪\行組織技術(shù)特點。自軌道列車誕生以來，列車行車先后采用了時間間隔法、空間間隔法來組織行車運行。時間間隔法是采用隔一定時間再發(fā)出同方向的后行列車，由于無法可靠判知前行列車的運行情況，無法可靠保障前后列車不追尾，時間間隔法的組織行車方式就逐步退出了歷史舞臺?？臻g間隔法是將軌道線路按照一定距離分成小段，每一小段的入口處設(shè)置一架色燈信號機，規(guī)定每相鄰兩架信號機的空間間隔稱為一個“閉塞分區(qū)”，每相鄰兩個車站分界點之間的空間間隔稱為一個“區(qū)間”?？臻g間隔法的應(yīng)用極大地提高了軌道列車運行的行車安全，同時空間間隔法的推廣，逐步使得軌道列車區(qū)間閉塞制度得到不斷的發(fā)展與完善。

2 人工閉塞

人工閉塞是早期組織軌道列車行車的空間間隔閉塞方法。在組織軌道列車運行過程中，列車司機的開車憑證是關(guān)鍵，為此在人工閉塞中出現(xiàn)了“路簽”“路牌”“路票”作為軌道列車的行車憑證，同時相應(yīng)出現(xiàn)了“路簽”“路牌”“路票”閉塞機?！奥泛灐薄奥放啤薄奥菲薄本拖耨偝鲕囌具M入下一車站的“門票”，接車站確認(rèn)區(qū)間空閑沒有列車，允許發(fā)車站發(fā)行列車，發(fā)車站司機人工拿上“門票”，此時列車進入?yún)^(qū)間，區(qū)間閉塞，只有接車站確認(rèn)列車完整到達(dá)并接收司機拿來的“門票”后，方可解除閉塞。隨著軌道交通技術(shù)的不斷發(fā)展，人工閉塞已基本淘汰。

3 電話閉塞

自電話發(fā)明以來，其在軌道交通運輸中發(fā)揮了極其重要的作用。電話閉塞的應(yīng)用，以及電話閉塞一直沿用至今并作為基本閉塞方法無法正常使用后的備用閉塞方法，足以證明電話閉塞在軌道列車行車閉塞發(fā)展史中占有重要地位。電話閉塞顧名思義，就是相鄰車站辦理接發(fā)列車作業(yè)時，組織行車時通過電話進行辦理。相鄰兩站之間以電話記錄號碼作為確認(rèn)閉塞分區(qū)空閑的憑證，以路票(只填不交)作為占用區(qū)間的行車憑證。電話閉塞的使用是在軌道交通自動控制系統(tǒng)失效的情況下，采用一定的制度方法，通過電話聯(lián)系而實現(xiàn)的空間間隔閉塞方式，其在車站自動化設(shè)備癱瘓、自然災(zāi)害發(fā)生等特殊場景下仍可讓軌道交通正常運作。

4 半自動閉塞

半自動閉塞是用人工辦理閉塞及開放出站信號機，并由出發(fā)列車自動關(guān)閉出站信號機并實現(xiàn)區(qū)間閉塞的一種閉塞方式。半自動閉塞的實現(xiàn)需要線路上的各個車站安裝相應(yīng)的配套閉塞設(shè)備。由于其建設(shè)成本低，對于線路運輸不繁忙，考慮軌道線路建設(shè)成本，經(jīng)過性價比分析，可考慮建設(shè)成半自動閉塞線路。目前廣泛采用的半自動閉塞設(shè)備是繼電半自動閉塞系統(tǒng)，它是以安全型繼電器為主要元器件，通過以繼電器的接點電路構(gòu)成邏輯關(guān)系實現(xiàn)相鄰兩站之間的閉塞技術(shù)。在我國，半自動閉塞車站廣泛采用的是64D型繼電半自動閉塞，其在單線軌道線路、雙線軌道線路均可運用。半自動閉塞設(shè)備的投入使用，在一定程度上提高了行車指揮的安全性與可靠性，同時也相對降低了作業(yè)人員的勞累程度并提高了作業(yè)效率。由于半自動閉塞設(shè)備未完全與區(qū)間軌道相結(jié)合，無法檢測列車是否在區(qū)間有遺留車輛，軌道列車的完整與否需要人工確認(rèn)，所以追求一種安全性能更高、可實現(xiàn)實時監(jiān)測列車運行狀態(tài)的閉塞設(shè)備仍是軌道行車技術(shù)人員不斷追求的目標(biāo)。

5 自動閉塞

自動閉塞是目前我國軌道交通干線、繁忙干線、客運專線等常用的閉塞技術(shù)。它將兩站間的軌道線路分成一段一段的閉塞分區(qū)并由相應(yīng)信號機防護入口處，通過由信號機、軌道電路、道岔形成相互制約的聯(lián)鎖關(guān)系保障行車安全，可以實現(xiàn)實時監(jiān)測列車運行位置，各個信號機根據(jù)列車運行位置自動變換燈光并指揮軌道列車司機駕駛列車，軌道列車司機憑借信號機顯示作為行車憑證。在自動閉塞中，區(qū)間信號機的信號燈有紅燈、黃燈、綠燈，雖然是3種燈位，在實際的運用中出現(xiàn)了“三燈三顯示”，即：紅色、黃色、綠色3種顯示，還有“三燈四顯示”，即：紅色、黃色、綠黃色、綠色4種顯示。三燈三顯示的自動閉塞下列車運行最高時速不超過120 km/h，三燈四顯示的自動閉塞下列車運行最高時速不超過160 km/h。自動閉塞設(shè)備的投入使用，安全可靠地實現(xiàn)了兩站之間多列軌道列車的前后追蹤，提高了運輸效率，極大地降低了作業(yè)人員的勞累程度。自動閉塞技術(shù)中的聯(lián)鎖故障導(dǎo)向安全原則徹實地保障了行車安全，同時也實現(xiàn)了軌道列車行車指揮的自動化程度。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，自動閉塞技術(shù)的發(fā)展也朝著網(wǎng)絡(luò)化、遠(yuǎn)程控制化、集中化方向發(fā)展，并出現(xiàn)了無人值守站等以往無法想象的行車指揮場景。

6 實際案例

以管內(nèi)的集包鐵路客運專線為例，其采用的是三燈四顯示自動閉塞技術(shù)指揮行車。客運專線的列車運行時速在200 km/h以上，列車運行時速的提升，除了區(qū)間信號燈光的四顯示外，還引入了列車運行與控制系統(tǒng)，通過在地面安裝有源、無源應(yīng)答器實現(xiàn)列車與地面之間信息的傳輸，在機車安裝車載ATP(列車自動防護)實現(xiàn)機車的超速防護，同時通過地面的CBI系統(tǒng)(計算機聯(lián)鎖系統(tǒng))、CTC系統(tǒng)(分散自律式調(diào)度集中系統(tǒng))、TCC系統(tǒng)(列車控制中心)、TSRS系統(tǒng)(臨時限速服務(wù)器)的多系統(tǒng)互聯(lián)互控保障列車高速、高效運行下的行車安全，其中CBI系統(tǒng)實現(xiàn)軌道列車站內(nèi)的接發(fā)列車作業(yè)，CTC系統(tǒng)實現(xiàn)行車線路列車的調(diào)度集中管理，TCC系統(tǒng)與TSRS系統(tǒng)保障區(qū)間高速運行列車的追蹤安全。因此，隨著軌道交通閉塞技術(shù)的不斷發(fā)展，其含義已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了其初始的含義，并朝著多系統(tǒng)化、綜合化、智能化方向發(fā)展，以更高的標(biāo)準(zhǔn)保障軌道列車行車安全。

7 結(jié)束語

軌道列車行車閉塞技術(shù)的發(fā)展，經(jīng)歷了由人工閉塞到電話閉塞、由半自動閉塞到自動閉塞，其過程不斷實現(xiàn)著現(xiàn)有行車自動化技術(shù)與組織行車方法的匹配。目前，電話閉塞、半自動閉塞、自動閉塞技術(shù)仍然在不同的線路上運用著。根據(jù)不同的技術(shù)要求與不同的運用場景，列車調(diào)度員通過調(diào)度命令采用不同的閉塞方法發(fā)揮其應(yīng)有的作用，其在最大程度上保障著行車安全，提高運輸效率。隨著軌道交通閉塞技術(shù)的不斷發(fā)展，只有理解了“閉塞”技術(shù)的來龍去脈，結(jié)合軌道交通運輸?shù)奶攸c以及一定的自動控制理論才能夠適應(yīng)軌道交通高速發(fā)展的要求。近年來，呼和浩特局的新入路職工人數(shù)不斷增加，對于制式復(fù)雜的運營環(huán)境，如自動閉塞中CBI系統(tǒng)、CTC系統(tǒng)、TCC系統(tǒng)、TSRS系統(tǒng)等新技術(shù)的出現(xiàn)，更加要求新職人員要強化信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與軌道交通控制技術(shù)的緊密結(jié)合，任何一方面的缺失都會在今后的工作中形成桎梏，只有將“閉塞”技術(shù)的核心含義真正理解，才能在軌道交通綜合化、多元化、智能化的發(fā)展道路上走在前面。通過淺析軌道交通行車閉塞技術(shù)的基本原理，可以讓新職人員理解行車閉塞技術(shù)的發(fā)展史，切實要求新職人員掌握相關(guān)技術(shù)并在實際工作中靈活運用，激發(fā)新入職人員的求知欲并快速成長。