周鵬飛 王 琰

（鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，天津 300142）

在城市軌道交通工程中，有效站臺(tái)距道岔基本軌端部及道岔后方警沖標(biāo)的長(zhǎng)度合理設(shè)計(jì)，既能節(jié)省土建工程投資，又能提高線路的運(yùn)營(yíng)能力。

1 有效站臺(tái)端部距道岔基本軌端部長(zhǎng)度的定義

《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50157-2003）對(duì)有效站臺(tái)端部距道岔基本軌端部長(zhǎng)度作了如下定義，“5.2.9 道岔宜靠近車站設(shè)置，但道岔基本軌端部至車站站臺(tái)計(jì)算長(zhǎng)度端部的距離不應(yīng)小于5 m”。在地鐵規(guī)范隨后的條文說明中，對(duì)5 m防護(hù)距離的定義進(jìn)行了解釋，“規(guī)定道岔距站臺(tái)端部的距離，是從列車折返能力和道岔整體道床鋪設(shè)范圍及道岔信號(hào)設(shè)備的位置考慮的。要求道岔盡量靠近車站設(shè)置，主要為便于運(yùn)營(yíng)管理，有利于發(fā)揮線路的效能，一般應(yīng)在5～10 m內(nèi)選定，但道岔距站臺(tái)也不能太近，否則會(huì)影響其他設(shè)備的鋪設(shè)和安裝，因此規(guī)定不應(yīng)小于5 m”。

2 道岔距離有效站臺(tái)端部長(zhǎng)度的分析

在城市軌道交通工程中，道岔距離有效站臺(tái)端部長(zhǎng)度一般需要考慮信號(hào)設(shè)備安裝距離，需根據(jù)車輛和信號(hào)系統(tǒng)等相關(guān)參數(shù)經(jīng)過計(jì)算確定。

國內(nèi)城市軌道交通設(shè)計(jì)中，有效站臺(tái)距道岔基本軌端部長(zhǎng)度普遍采用不小于5 m。

3 道岔距離有效站臺(tái)長(zhǎng)度的計(jì)算

根據(jù)深圳地鐵5號(hào)線數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，當(dāng)列車停車而軟件無法識(shí)別的情況下，將反方向按照向前最大加速度給出牽引，加速度為1 m/s2。

為了保證行車安全，確保整個(gè)信號(hào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的安全完整性水平（SIL）應(yīng)達(dá)到4級(jí)；整個(gè)信號(hào)系統(tǒng)安全設(shè)備導(dǎo)向危險(xiǎn)側(cè)的概率指標(biāo)≤10-9。由于車輛控制系統(tǒng)不是SIL4的安全系統(tǒng)，在信號(hào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)充分考慮車輛錯(cuò)誤施加反方向加速度的情況。

當(dāng)列車停車時(shí)，信號(hào)系統(tǒng)將監(jiān)督列車倒溜，當(dāng)列車倒溜距離大于0.5 m（系統(tǒng)定義）或列車倒溜速度大于指定速度（該速度根據(jù)線路最大坡度計(jì)算，即當(dāng)列車倒溜0.5 m時(shí)的最大速度）時(shí)，列車將觸發(fā)緊急制動(dòng)。

在列車倒溜并觸發(fā)緊急制動(dòng)后，需保證列車不壓入道岔岔尖或警沖標(biāo)，否則，倒溜時(shí)將可能出現(xiàn)列車擠岔（當(dāng)列車倒溜時(shí)正好動(dòng)作道岔）或側(cè)沖的危險(xiǎn)。

因此，在計(jì)算次級(jí)檢測(cè)設(shè)備與道岔岔尖的距離或警沖標(biāo)的距離時(shí)主要考慮以下兩種情況。

3.1 道岔對(duì)向車站站臺(tái)

在道岔對(duì)向車站站臺(tái)情況下，次級(jí)檢測(cè)設(shè)備與道岔岔尖的距離示意如圖1所示。為了定義道岔岔尖與次級(jí)檢測(cè)設(shè)備的最小距離，列車倒溜或反向運(yùn)行將可能跨過次級(jí)檢測(cè)設(shè)備：該次級(jí)檢測(cè)設(shè)備和岔尖的距離必須足夠長(zhǎng)，以確保列車倒溜時(shí)，不會(huì)退行到道岔上。

次級(jí)檢測(cè)設(shè)備邊界和岔尖的安全距離應(yīng)大于或等于Lt，該距離定義如下。

其中：

L1：是指次級(jí)檢測(cè)設(shè)備本身不能檢測(cè)的模糊區(qū)域。

L2=L3-L4：指分路點(diǎn)間距，即第一車軸與第二車軸之間距離。

L3：是指從列車車頭到第一個(gè)能被次級(jí)檢測(cè)設(shè)備安全分路的點(diǎn)（根據(jù)深圳地鐵5號(hào)線車輛提供的技術(shù)參數(shù)），由于計(jì)軸設(shè)備系統(tǒng)的平均誤計(jì)率為10-9，漏計(jì)2個(gè)計(jì)數(shù)的情況其最大概率將小于10-9，因此，安全分路點(diǎn)是指第二個(gè)車軸的位置。

L4：等于從列車車頭到第一個(gè)車軸的距離。

L5：等于安全倒溜距離（其計(jì)算方式見后續(xù)內(nèi)容）。

3.2 道岔順向車站站臺(tái)

在道岔順向車站站臺(tái)情況下，次級(jí)檢測(cè)設(shè)備與警沖標(biāo)的距離示意如圖2所示。列車在發(fā)生倒溜時(shí)，次級(jí)檢測(cè)設(shè)備至警沖標(biāo)的距離必須足夠大，以防止列車沖進(jìn)警沖標(biāo)區(qū)域，與來自道岔彎股方向的列車發(fā)生側(cè)沖。

次級(jí)檢測(cè)設(shè)備邊界與警沖標(biāo)的安全距離需大于或等于Lp，該距離定義如下：

3.3 安全倒溜距離L5計(jì)算

安全倒溜距離的組成如圖3所示。

其中：

S1：倒溜安全觸發(fā)距離；

S2：信號(hào)系統(tǒng)檢測(cè)出倒溜并檢測(cè)出要觸發(fā)EB時(shí)，列車運(yùn)行的距離；

S3：信號(hào)系統(tǒng)觸發(fā)EB，到車輛開始制動(dòng)，列車運(yùn)行的距離；

S4：在不斷施加制動(dòng)過程中，列車所運(yùn)行的距離；

S5：至完全停穩(wěn)，列車所運(yùn)行的距離。

根據(jù)深圳地鐵5號(hào)線信號(hào)系統(tǒng)的特點(diǎn)和車輛系統(tǒng)參數(shù)，當(dāng)坡度為2‰時(shí)，倒溜安全觸發(fā)距離S1=0.5 m，安全倒溜距離L5=S1+S2+S3+S4+S5≈6 m。（根據(jù)深圳地鐵5號(hào)線信號(hào)系統(tǒng)及車輛系統(tǒng)參數(shù)計(jì)算的過程省略）

3.4 道岔距離有效站臺(tái)長(zhǎng)度的計(jì)算

根據(jù)深圳地鐵5號(hào)線車輛性能和計(jì)軸設(shè)備性能，相關(guān)參數(shù)如下。

次級(jí)檢測(cè)設(shè)備（計(jì)軸）模糊區(qū) L1=0 m；

車頭距第二個(gè)車軸的距離 L3=6.51 m；

車頭距第一個(gè)車軸的距離 L4=4.01 m；

安全倒溜距離 L5≈6 m。

因此，對(duì)于2‰的下坡道，計(jì)軸至道岔防護(hù)點(diǎn)（即岔尖或岔后警沖標(biāo)）的距離須滿足：

目前城市軌道交通中，由于不同城市采用的道岔類型不同，道岔采用60 kg/m 9號(hào)道岔，岔尖距離道岔端部基本軌縫一般小于3 m，故有效站臺(tái)端部距道岔基本軌端部長(zhǎng)度不應(yīng)小于8 m為宜；有效站臺(tái)端部距岔后警沖標(biāo)的距離應(yīng)不小于15 m為宜。

因深圳地鐵5號(hào)線次級(jí)檢測(cè)設(shè)備采用計(jì)軸設(shè)備，如果檢測(cè)設(shè)備采用感應(yīng)環(huán)線或軌道電路等，需要考慮次級(jí)檢測(cè)設(shè)備本身的模糊區(qū)長(zhǎng)度，有效站臺(tái)距離道岔的距離將相應(yīng)增加。

以上所有研究分析均基于一定的道岔、車輛和信號(hào)系統(tǒng)等相關(guān)技術(shù)參數(shù)的條件下進(jìn)行，由于不同城市在城市軌道交通建設(shè)過程中，采用的道岔、車輛和信號(hào)系統(tǒng)等相關(guān)技術(shù)參數(shù)的不確定性，此分析僅簡(jiǎn)單介紹了計(jì)算過程，詳細(xì)地計(jì)算需要進(jìn)行相關(guān)的模擬試驗(yàn)及設(shè)備的技術(shù)參數(shù)。

4 結(jié)論

在城市軌道交通建設(shè)中，提高行車效率與降低土建投資是相互矛盾的?？傊?，設(shè)置合理的道岔距離有效站臺(tái)端部的長(zhǎng)度，不僅能滿足運(yùn)營(yíng)安全、提高運(yùn)營(yíng)效率，還可節(jié)約工程投資。

[1] GB50157-2003 地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2] TB10007-2006 鐵路信號(hào)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3] GB/T 12758-2004 城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)通用技術(shù)條件[S].

[4]中國鐵路通信信號(hào)總公司研究設(shè)計(jì)院 鐵路工程設(shè)計(jì)技術(shù)手冊(cè)（信號(hào)）[S]．1994．

[5]傅世善．閉塞與列控概論（第九講）—采用虛擬閉塞方式的列控系統(tǒng)[J]．鐵路通信信號(hào)工程技術(shù)，2006，3（3)：63-64.