龍真真,王銳東,劉孝凡
(湖南高速鐵路職業(yè)技術學院,湖南 衡陽 421002)
由于單線鐵路信號設備會影響整個鐵路系統的安全,因此在選用信號設備時要從各個方面進行全面的考慮,既要保證鐵路系統的安全,又要發(fā)揮出鐵路運行的經濟效益。我國近幾年來雖然修建了一些雙線鐵路(復線鐵路),但單線鐵路里程仍然占我國鐵路運營里程的一半之多。為了保證單線鐵路的運行安全,提高鐵路的運行效率,還需要選擇先進的信號設備,滿足單線鐵路的運輸需求,推動單線鐵路信號設備向現代化、自動化的信號系統發(fā)展。
我國鐵路事業(yè)起步晚、發(fā)展慢,在發(fā)展初期鐵路信號使用的全部都是人工開放臂板信號,即使在惡劣天氣下也還是需要人工掛煤油燈。因為煤油燈燃燒較快,所以一晚上要掛好幾次,給單線鐵路的工作人員增加了較大的工作強度,還存在潛在的安全隱患,缺乏安全措施。隨著技術的發(fā)展,電力被廣泛應用,鐵路工作人員不再使用煤油燈,鐵路信號出現了色燈信號機,可以根據不同的顏色來提醒列車司機在不同的地方以規(guī)定速度運行[1-2]。電氣集中聯鎖電路在1960 年被設計研制,經過反復的改進優(yōu)化,在1965 年被正式應用,隨著鐵路的不斷發(fā)展,信號設備也更加完善。
單線鐵路信號設備主要是由以下3 個部分組成:一是信號機,它是固定信號顯示所使用的機具設備,起防護作用,可以防護站內進路、防護危險地點,在廣義的鐵路信號運輸系統中也可以解釋為保證列車的行車安全,提高區(qū)間的通過能力[3];二是轉轍機,主要作用就是用來轉換道岔位置,根據需要進行定位或反位,提示司機正確的道岔位置,當出現道岔事故時及時報警;三是軌道電路,它是單線鐵路信號設備的重要組成部分,其作用就是對基礎設備進行自動控制,不僅可以進行自動列車檢測,控制信號機的顯示,還能將地面的信號傳送給列車司機,從而實現控制列車的目的[4]。
我國單線鐵路非集中聯鎖暴露出一些問題。一方面是缺乏安全性,就算是采取了加裝軌道電路和雙動道岔檢測裝置的手段,然而這種聯鎖裝置與半自動閉塞相結合還是存在不少的風險[5],調車作業(yè)沒有信號機進行防護,容易造成擠岔事故;另一方面是工作效率低,人工扳動道岔增加了鐵路工作人員的工作強度,道岔分散操作沒有實現與現代信號系統的結合。通過分析以上問題可以得知,單線鐵路非集中聯鎖并不符合現代化的要求,為了保證鐵路的運行安全,提高運行效率,還需要積極修建電力貫通線路,逐步普及電氣集中聯鎖的信號設備[6]。
現階段我國單線鐵路采用的都是半自動閉塞。半自動閉塞技術還不完善,存在一些問題,不能進行自動區(qū)間檢測,只能依靠人工來實現列車到達和辦理的相關業(yè)務,存在很大的安全風險,而且效率不高[7]。為了確保列車運行的效率,還應該采用計軸器等區(qū)間檢測裝置,構建自動閉塞。自動閉塞技術可以節(jié)省列車運行的間隔時間,且不需要設置區(qū)間通過信號機,不僅能節(jié)省信號投資成本,還能提高經濟效益。目前我國鐵路已安裝的自動閉塞信號設備數量較少,這主要是因為站間距離較短,列車成對運行,無法實現追蹤,采用自動閉塞效果不明顯,可以在不追蹤的情況下應用站間自動閉塞;而在運輸繁忙、車流不均衡、運量增長不明顯的地方修建雙線鐵路時,可以發(fā)展單線自動閉塞。
隨著鐵路事業(yè)的不斷發(fā)展,我國鐵路信號設備也不斷完善。單線鐵路信號設備應配套站內正線、連續(xù)機車信號以及自動停車調速監(jiān)測裝置,避免列車冒進[8]。一般單線鐵路運行的條件非常復雜,除了越行以外,還需要進行大量的交會,因此需要監(jiān)督列車運行的時速,確保行車安全。
我國鐵路的行車調度目前還是以手動調度為主,不符合現階段鐵路運輸事業(yè)的發(fā)展需求。為了提升行車調度工作的效率,發(fā)揮其經濟效益,還需要完善調度集中與調度監(jiān)督工作[9]。調度集中一般會顯現在通過能力上,目的是發(fā)揮列車追蹤運行的能力。在電氣集中與自動閉塞的應用基礎上,再配合調度集中,不僅能極大地縮短車站間隔時間,還能提高通過能力,有效避免操作失誤引發(fā)的安全事故,最大程度保證行車安全,減輕鐵路工作人員的工作強度。一般在人群稀疏、地形較為復雜的區(qū)段,中間站的調車量不高,在車流較多的區(qū)段,運輸會比較繁忙,追蹤運行應該發(fā)展調度集中。在運量較多但不符合修建雙線鐵路條件的區(qū)段,可以在修建限制區(qū)間雙線插入的基礎上,設置調度集中。這樣可以實現組織不停車交會,從而最大限度地提高通過能力。另外,在其他人流量較多的單線鐵路區(qū)段,也可以根據實際情況安裝調度監(jiān)督。調度監(jiān)督的安裝和調度集中要滿足配套列車車次的運行圖,從而發(fā)揮出該系統的作用。
單線鐵路信號設備應用主要包括以下6 種方案:一是電鎖器聯動,半自動閉塞;二是電氣集中,半自動閉塞;三是電氣集中,站間自動閉塞;四是電氣集中,自動閉塞;五是電氣集中,站間自動閉塞,調度集中;六是電氣集中,自動閉塞,調度集中。通過分析6 種設備應用方案的通過能力來探討對經濟效益的影響。通過能力一般表現在到達時間、間隔時間和會車間隔時間上。假設區(qū)段限制區(qū)間的上行方向運行時間為11 min,下行方向運行時間為10 min,列車啟動附加時間為3 min,列車期間停車附加時間為2 min,自動閉塞追蹤系統為y,數值取0.3,列車間隔時間為t,下行均為8 min,根據平行能力計算公式,計算得出通過能力和提高效率,見表1。
表1 6 種方案的通過能力和提高效率
由表1 可知,通過對比6 種方案的通過能力和提高效率,可以明顯看出不同方案所提高的效率,效率提高了才能發(fā)揮出更好的經濟效益。在電氣集中的基礎上,安裝自動閉塞、調度集中等信號設備,經濟效益顯而易見,同時也體現出了現代化信號設備效率高、成本低、收益大的優(yōu)勢。
為了更好地滿足單線鐵路的運行要求和現階段的發(fā)展狀況,應該選擇電氣集中、站間自動閉塞,配套機車信號、列車自動停車及速度監(jiān)督,普及調度集中和調度監(jiān)督,完善信號系統[10],向更先進的信號系統發(fā)展,確保單線鐵路的運行安全,提高運行效率和經濟效益。
隨著技術水平的提高,單線鐵路信號系統也逐漸從傳統的煤油燈發(fā)展為現代化的信號設備。為了發(fā)揮出單線鐵路的經濟價值,從通過能力和提高效率方面對6 種不同的單線鐵路信號設備應用方案進行了經濟效益分析,電氣集中、站間自動閉塞信號設備不僅效率高,保證了行車安全,還最大限度地提高了經濟效益,有利于促進單線鐵路的發(fā)展。