既有線區(qū)間單向改雙向自動閉塞信號設(shè)計方案探討

秦發(fā)園

(北京全路通信信號研究設(shè)計院集團有限公司，北京 100070)

1 概述

瓦日線南呂梁山隧道位于蒲縣-龍馬區(qū)間，隧道起訖里程K284+561～K308+002，隧道長度23.441 km，該隧道為瓦日線上最長隧道，設(shè)計為雙洞單線隧道，線間距30 m。區(qū)間按正向自動閉塞，反向自動站間閉塞行車，兩端車站均為萬噸站，附近的萬噸組合分解站途徑南呂梁山隧道實現(xiàn)貨物的輸入輸出，目前運行圖最大通過能力為22對貨車。

南呂梁山隧道因既有結(jié)構(gòu)問題需進行病害整治，且隧道整治工期長，單線行車嚴重影響線路通過能力[1]。為緩解蒲縣-龍馬區(qū)間單線運行運輸能力緊張，本文提出采用區(qū)間反向運行時增設(shè)信號機，實現(xiàn)單線雙向自動閉塞運輸組織方案。

2 方案分析

2.1 牽引計算

隧道整治期間，蒲縣-龍馬區(qū)間按照正向自動閉塞，反向自動站間閉塞運行，此時運行圖最大通過能力16對，按照單線雙方向自動閉塞運行，此時運行圖最大通過能力為29對，如圖1所示。

圖1 單線雙方向自動閉塞運行Fig.1 Train operation of single-track double-direction automatic block

較單線按反向自動站間閉塞運行方式，雙向自動閉塞運行可在滿足當前通過能力的前提下大幅提高現(xiàn)有運輸能力，改造必要性強[2]。

2.2 區(qū)間設(shè)計

瓦日線南呂梁山隧道位于越嶺地段，區(qū)間內(nèi)基本全部位于緊坡地段，重車方向為連續(xù)長大下坡道地段（-12.6‰），輕車方向連續(xù)上坡地段（12.6‰）。從節(jié)省投資和整治結(jié)束恢復原狀有利的因素考慮，本文提出區(qū)間正向通過信號機維持既有，反向并設(shè)區(qū)間通過信號機。

封閉上行線期間，下行線為重車方向，既有區(qū)間閉塞分區(qū)基本為1 800 m，反方向并置信號機能夠滿足輕車方向運行的需要。封閉下行線期間，上行線為輕車方向，既有區(qū)間閉塞分區(qū)基本為1 300 m，反方向并置區(qū)間信號機后，能夠滿足5 000 t列車運行的需要（速度分級采用80-60-0 km/h），但不能滿足原瓦日線預留的萬噸列車運行條件[3]。

考慮到瓦日線目前還沒有運行萬噸重載列車，因此建議先封閉下行線施工，只開行5 000 t普列；待下行線整治完畢，封閉上行線整治施工期間，可自由安排是否開行萬噸列車。

2.3 室內(nèi)設(shè)計

因瓦日線南呂梁山隧道兩端車站及中繼站機械室剩余空間有限，擺放新架柜數(shù)量無法滿足區(qū)間新增軌道電路反向編碼及信號點燈電路條件需求，中繼站位于隧道中，更無法實現(xiàn)房屋擴容改造。因此本文提出采用一套編碼電路實現(xiàn)區(qū)間單線雙向自動閉塞控制，既有區(qū)間編碼電路及信號點燈電路利舊，僅修改各區(qū)段軌道繼電器勵磁條件，站內(nèi)站聯(lián)電路、自閉結(jié)合電路及車站電碼化電路配套修改，最大程度減少新設(shè)室內(nèi)架柜數(shù)量，滿足工程實施可行性[4-5]。

3 設(shè)計關(guān)鍵問題

基于上述提出的改造方案，本小節(jié)對方案中涉及的信號設(shè)計關(guān)鍵電路進行詳細分析。

3.1 軌道區(qū)段兩端為面對面信號機

此類區(qū)段正向運行時為信號機1防護的區(qū)段，反向運行時是信號機2防護的區(qū)段，信號機1與信號機2共用點燈電路，通過區(qū)間正方向繼電器QZJ或區(qū)間反方向繼電器QFJ實現(xiàn)切換[6]，點亮不同的點燈單元，如圖2所示。

圖2 區(qū)間信號機點燈電路Fig.2 A lighting circuit for signals in a section

3.2 站聯(lián)電路

分界處L(F)組合軌道區(qū)段需向L(JF)組合軌道區(qū)段傳遞編碼條件，主要有1GJ、2GJ、3GJ、4GJ、5GJ等，L(JF)組合編碼電路直接使用繼電器接點[7]。當正反向共用編碼電路時，需通過本區(qū)段相鄰前方與其后方區(qū)段的QZJ或QFJ實現(xiàn)本區(qū)段1GJ、2GJ、3GJ、4GJ、5GJ等條件的勵磁切換，站聯(lián)電路無法實現(xiàn)此切換，因此，需將L(JF)組合站聯(lián)傳遞條件移設(shè)至新設(shè)組合，由新設(shè)組合和L(JF)組合后方區(qū)段的QZJ或QFJ實現(xiàn)切換，電路示意如圖3、4所示。

圖3 站聯(lián)修改Fig.3 Layout of a modified liaison circuit between stations

3.3 反向接發(fā)車進路電碼化

瓦日線南呂梁山隧道兩端車站既有反向發(fā)車進路未設(shè)計電碼化，開通反方向自動閉塞，需增加發(fā)車進路電碼化。

圖4 GJ勵磁電路修改Fig.4 Diagram of modified GJ energizing circuit

瓦日線南呂梁山隧道兩端車站既有反向接車進路最高碼為L碼，改為雙向自動閉塞后，為防止碼序跳躍，需將最高碼改為L3碼[8]。

3.4 故障狀態(tài)區(qū)間收到站內(nèi)碼

因區(qū)間編碼電路正反向采用同一套編碼電路，2JG和3JG編碼條件采用車站進站信號機條件，進站信號機有引導白、雙黃和黃2燈顯示。當反向運行時，故障狀態(tài)下機車會收到HB、UU、U2碼[9]，故障現(xiàn)象如下。

1）故障狀態(tài)下，LXJF落下，站內(nèi)誤辦理進站引導接車時，3JG的機車會收到HB碼，司機會誤認為亂碼顯示采取緊急制動。

2）故障狀態(tài)下，ZXJF落下，當需發(fā)送U及以上級的碼序時，3JG的機車會收到UU碼，2JG的機車會收到U2碼，司機會誤認為亂碼顯示采取緊急制動。

針對上述故障現(xiàn)象提出如下解決方案，修改電路如圖5所示。

圖5 2JG與3JG編碼電路修改示意Fig.5 Diagram of modified coding circuits for 2JG and 3JG

1）YXJF勵磁電路串入QZJ條件；

2）2JG與3JG編碼電路ZXJF后接點串入QZJ條件。

3.5 機車信號改頻時機說明

瓦日線南呂梁山隧道區(qū)間改為單線雙方向自動閉塞，隧道兩端車站反向發(fā)車需貫通發(fā)碼，司機無合適的轉(zhuǎn)頻時機，故需對司機操作進行調(diào)整[10]，操作方式和電路調(diào)整如下。

1）蒲縣站-龍馬站上行線區(qū)間在雙向自動閉塞運行期間

蒲縣站X口至IIG接車時，司機需在咽喉區(qū)手動扳閘，選擇上行頻率；IIG至SN口發(fā)車時，司機需在咽喉區(qū)手動扳閘，選擇下行頻率。蒲縣站SIIFM/XNJM電碼化電路修改如圖6所示。

圖6 蒲縣站SIIFM/XNJM電碼化電路修改Fig.6 Diagram of modified SIIFM/XNJM coding circuit of Puxian Railway Station

2）蒲縣站-龍馬站下行線區(qū)間在雙向自動閉塞運行期間

龍馬站S口至IG接車時，司機需在咽喉區(qū)手動扳閘，選擇下行頻率；IG至XN口發(fā)車時，司機需在咽喉區(qū)手動扳閘，選擇上行頻率。

3.6 反向重新劃分閉塞分區(qū)

為減少聯(lián)鎖軟件修改范圍，本方案自閉結(jié)合電路也采用QZJ或QFJ切換的方式實現(xiàn)正反方向切換，即正方向X/S口的1～3JG為反方向時的3～1LQG，正方向XN/SN口的1～3LQG為反方向的3～1JG。對于反方向時正向兩相鄰閉塞分區(qū)重新組合劃分閉塞分區(qū)的情況，接近離去勵磁條件需修改為反向重新組合的閉塞分區(qū)，站分界由正向信號機變換為反向分割點的情況也需要同步修改站聯(lián)傳遞條件，電路示意如圖7所示。

圖7 站聯(lián)及自閉結(jié)合修改示意Fig.7 Diagram of modified liaison circuit and combined self-stick circuit

4 結(jié)論

本文以瓦日線南呂梁山隧道自閉改造為實施案例，提出了利用既有區(qū)間軌道電路編碼實現(xiàn)單向改雙向自動閉塞方案，并對設(shè)計方案中的幾個關(guān)鍵電路進行分析，給出最佳方案建議，本文推薦的方案已應用于現(xiàn)場實施，可供相關(guān)改造工程參考。