暢曉通

（卡斯柯信號（成都）有限公司，成都 610010）

隨著中國鐵路跟隨“一帶一路”出海落地，國內(nèi)鐵路建設(shè)者們迎來大量走出去的機(jī)會。在已經(jīng)擁有既有鐵路線路的海外國家推進(jìn)落地的鐵路線路往往需要考慮納入當(dāng)?shù)匾研纬傻蔫F路網(wǎng)進(jìn)行運(yùn)營。新建鐵路的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)也勢必需要適應(yīng)當(dāng)?shù)丶扔需F路標(biāo)準(zhǔn)，此類非中國標(biāo)準(zhǔn)的鐵路相較全套中國標(biāo)準(zhǔn)輸出的鐵路項(xiàng)目數(shù)量更旁大。在這樣的大前提下信號專業(yè)必須能保證與已投用的鐵路保持同標(biāo)準(zhǔn)或進(jìn)行必要的互聯(lián)互通研究。中國信號產(chǎn)品在出海后如何適應(yīng)當(dāng)?shù)罔F路標(biāo)準(zhǔn)成為了信號專業(yè)在海外工程面臨的主要挑戰(zhàn)。

1 海外鐵路套軌應(yīng)用情況介紹

海外鐵路因歷史原因存在大量不同軌距的線路同時(shí)運(yùn)營的情況。不同軌距的線路在同站辦理客貨運(yùn)業(yè)務(wù)時(shí)，為了節(jié)省用地面積、軌道設(shè)備投資同時(shí)增加車輛運(yùn)營靈活性大量采用套軌線路[1]。常見的套軌線路由基本軌與不同軌距的2 根軌道共枕組合形成三軌套軌，寬軌列車運(yùn)行時(shí)占壓基本軌與寬軌，窄軌列車運(yùn)行時(shí)占壓基本軌與窄軌[2]，如圖1 所示。

圖1 三線套軌線路現(xiàn)場圖示

與站內(nèi)大量采用套軌線路不同，區(qū)間線路常因建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)不同可能僅為寬軌或窄軌。在套軌與單軌距線路連接處一般僅有標(biāo)識牌進(jìn)行指示，基本軌保持連續(xù)但第三軌將直接斷開，如圖2 所示。如有寬軌列車辦理進(jìn)路至米軌線路，車體離開套軌線路時(shí)將發(fā)生掉道，反之亦然。此情況會對鐵路運(yùn)行安全造成較大影響，應(yīng)盡量避免其發(fā)生。

圖2 現(xiàn)場套軌與米軌接軌處圖示

傳統(tǒng)聯(lián)鎖系統(tǒng)對套軌區(qū)段的檢查無法區(qū)分列車軸距信息，僅判斷區(qū)段占用、道岔狀態(tài)、敵對進(jìn)路與照查信息等條件[3]。無法對車輛進(jìn)入錯(cuò)誤軸距進(jìn)路的情況進(jìn)行有效防護(hù)。

2 現(xiàn)場情況調(diào)查與業(yè)主需求

以孟加拉國帕德瑪大橋鐵路連接線工程為例，經(jīng)調(diào)查該國鐵路在用車站棟吉（TONGI）站情況為站內(nèi)股道同時(shí)包含套軌、寬軌、米軌3 種軌距尺寸。本站開向普拜耳（PUBAIL）方向線路為米軌（顯示界面左側(cè)上方雙線），開向達(dá)爾薩姆（DHIRASRAM）方向線路為套軌（顯示界面左側(cè)下方單線）。套軌股道出站信號機(jī)上裝設(shè)有軌距顯示牌（出站信號機(jī)頂部方框），用來提醒司機(jī)前方進(jìn)路軌距屬性。

現(xiàn)場記錄本站聯(lián)鎖進(jìn)路的控制方式如下所述。

1）當(dāng)值班員辦理站內(nèi)向米軌區(qū)間的發(fā)車進(jìn)路后聯(lián)鎖系統(tǒng)檢查與鎖定進(jìn)路內(nèi)方道岔與區(qū)段條件并在聯(lián)鎖操作界面給出指示（綠色線條部分），但進(jìn)路始端信號機(jī)仍保持關(guān)閉并顯示禁止信號紅色燈光。

2）待車輛壓入發(fā)車進(jìn)路接近套軌股道區(qū)段后聯(lián)鎖系統(tǒng)識別車軸軌距信息，并在股道區(qū)段處給出軌距提示，顯示MG（Meter Gauge）字樣，示意停留在此區(qū)段的列車為米軌列車。隨后發(fā)車信號機(jī)自動轉(zhuǎn)為開放信號并顯示黃色燈光，同時(shí)該架信號機(jī)軌距顯示牌顯示MG 字樣，提示進(jìn)路運(yùn)行前方線路為米軌。

孟加拉鐵路局業(yè)主要求我方新建套軌車站的信號系統(tǒng)顯示與操作方式應(yīng)盡量與在用車站相同，應(yīng)盡可能保障繁忙套軌車站的運(yùn)營安全。

3 運(yùn)行場景分析與方案選擇

針對上述問題和現(xiàn)場實(shí)際工程需求，我方需解決新建套軌車站信號顯示與操作和在用鐵路一致性問題，并分析相應(yīng)工程代價(jià)與安全性的關(guān)系。論證設(shè)計(jì)方案如下。

3.1 人工確認(rèn)模式（方案一）

車輛運(yùn)用場景：聯(lián)鎖系統(tǒng)在點(diǎn)燈時(shí)同時(shí)點(diǎn)亮寬窄軌指示標(biāo)識牌，指示前方開通進(jìn)路的寬窄軌屬性。列車司機(jī)需在出站信號機(jī)前減速停車，并根據(jù)指示牌確認(rèn)本務(wù)機(jī)車輪距是否與開通進(jìn)路方向的軌距相符。司機(jī)確認(rèn)無誤后繼續(xù)向前運(yùn)行否則不能越過本架信號機(jī)。

工程代價(jià)：全站無岔區(qū)段與道岔區(qū)段均設(shè)置普通套軌軌道電路，出站信號機(jī)裝設(shè)進(jìn)路軌距指示牌。室內(nèi)外工程代價(jià)最低，軌旁設(shè)備配置與其余正線車站基本一致。

存在的問題：對運(yùn)營人員與司機(jī)要求高，不滿足業(yè)主寬窄軌顯示的需求，現(xiàn)場溝通已被否定。

3.2 聯(lián)鎖顯示輔助的人工確認(rèn)模式（方案二）

車輛運(yùn)用場景：在（方案一）場景的基礎(chǔ)上，由聯(lián)鎖分別采集寬窄軌獨(dú)立軌道條件獲取車體信息并在聯(lián)鎖操作終端界面進(jìn)行顯示。車站值班員根據(jù)聯(lián)鎖界面指示輔助確認(rèn)車體輪距。其余使用場景相同。

工程代價(jià)：在業(yè)主需要顯示寬窄軌車輛的無岔區(qū)段設(shè)置寬窄軌檢查套軌軌道電路，其余無岔區(qū)段及所有道岔區(qū)段均設(shè)置普通套軌軌道電路。需增加相應(yīng)的軌道電路室內(nèi)外設(shè)備（包含軌道微電子接收器、室外箱盒、鋼軌引接線、軌道電路變壓器和調(diào)整電阻等）。聯(lián)鎖系統(tǒng)需增加采集碼位與板卡，修改控制與顯示界面邏輯。工程代價(jià)中等。

存在的問題：值班員僅能通過聯(lián)鎖控制與顯示單元（VDU）界面對股道停車的車體進(jìn)行寬窄軌識別確認(rèn)，預(yù)排列的進(jìn)路無法防護(hù)。聯(lián)鎖進(jìn)路的正確性仍然由值班員負(fù)責(zé)。

3.3 聯(lián)鎖邏輯輔助的人工確認(rèn)模式（方案三）

車輛運(yùn)用場景：在（方案二）場景的基礎(chǔ)上，增加聯(lián)鎖邏輯卡控。需要卡控的進(jìn)路為套軌股道向?qū)捾壔蛘墔^(qū)間的發(fā)車進(jìn)路。對運(yùn)行場景分析如下。

3.3.1 對于車輛未壓入寬窄軌識別區(qū)段前辦理的進(jìn)路（預(yù)排近路）

對于預(yù)排發(fā)車進(jìn)路：聯(lián)鎖在進(jìn)路辦理完畢后應(yīng)控制進(jìn)路始端信號機(jī)保持關(guān)閉狀態(tài)。待列車壓入檢查區(qū)段，聯(lián)鎖采集到車輛寬軌或米軌占用信息后與已辦理進(jìn)路寬、窄軌屬性進(jìn)行對比：進(jìn)路軌距屬性與接近軌車體寬、窄屬性判定一致時(shí)，則進(jìn)路始端信號立即轉(zhuǎn)為開放狀態(tài)，列車可向前運(yùn)行越過始端信號機(jī)進(jìn)入進(jìn)路范圍內(nèi)；若判定不一致，則進(jìn)路始端信號仍保持關(guān)閉狀態(tài)，列車司機(jī)應(yīng)采取制動并在信號機(jī)前方停車。

對于預(yù)排的通過進(jìn)路：值班員需手動或聯(lián)鎖一次性辦理出站閉塞、發(fā)車、與進(jìn)站3 條組合進(jìn)路（海外鐵路發(fā)車進(jìn)路一般是出站信號機(jī)到總出站信號機(jī)而非國內(nèi)可直接發(fā)至區(qū)間），其中發(fā)車進(jìn)路在辦理完成后因列車暫未壓入股道寬窄軌識別區(qū)段，故出站信號機(jī)保持紅燈關(guān)閉狀態(tài)，相應(yīng)的進(jìn)站信號機(jī)與外部信號機(jī)點(diǎn)亮黃燈與雙黃燈，限制列車進(jìn)站速度。直至車輛壓入股道并由聯(lián)鎖系統(tǒng)完成車體軸距確認(rèn)后出站信號機(jī)自動轉(zhuǎn)為開放狀態(tài)，車體繼續(xù)向前越過沿途信號機(jī)進(jìn)入?yún)^(qū)間完成通過進(jìn)路辦理。

3.3.2 對于已停在股道的列車辦理發(fā)車進(jìn)路（非預(yù)排進(jìn)路）

由聯(lián)鎖軟件識別并記憶車輛的輪距信息，與值班員可辦理的進(jìn)路進(jìn)行邏輯檢查，對不符合該車輪距的發(fā)車進(jìn)路進(jìn)行屏蔽處理。在進(jìn)路辦理成功后持續(xù)檢查接近區(qū)段的軌距信息，軌距信息不一致的情況下應(yīng)保持始端信號機(jī)顯示關(guān)閉信號。

工程代價(jià)：與方案二基本一致。聯(lián)鎖需額外增加特殊邏輯開發(fā)成本。但總成本增加依然可接受。

存在的問題：①燈光顯示與正線非套軌車站存在差異，需司機(jī)單獨(dú)學(xué)習(xí)記憶。②對軌道電路設(shè)備維護(hù)的要求提高。軌道電路在故障的情況下無法送出有效的寬、窄軌判斷信息，將導(dǎo)致聯(lián)鎖系統(tǒng)無法進(jìn)行有效的進(jìn)路性質(zhì)判斷并失去寬窄軌防護(hù)能力。

3.4 方案選定

通過以上3 種方案的研究和論證，方案三在工程代價(jià)提升幅度可接受的范圍內(nèi)具有顯著的技術(shù)安全優(yōu)勢，同時(shí)保持業(yè)主操作習(xí)慣不變，并得到孟加拉業(yè)主肯定。經(jīng)綜合比較，推薦方案三。

4 信號工程設(shè)計(jì)

4.1 室外工程設(shè)計(jì)

套軌線路對于列車占用檢查裝置、套線道岔、信號機(jī)及轉(zhuǎn)轍機(jī)均有特殊要求[4]。

海外鐵路列車占用檢查裝置可采用GXJ-25 型25Hz相敏軌道電路。其中進(jìn)站外方接近軌及站內(nèi)股道可設(shè)置具有占用車輛軸距檢查功能的雙送雙受型軌道電路。本型軌道電路可在三軌套軌中分別檢查2 種軌距占用情況并輸出2 個(gè)獨(dú)立的軌道占用條件，軌道電路原理如圖3 所示。其余道岔區(qū)段與無需獨(dú)立區(qū)分寬窄軌的區(qū)段采用寬窄軌并聯(lián)的一送一受25 Hz 相敏軌道電路，如圖4 所示。

圖3 套軌區(qū)段寬窄軌獨(dú)立檢查軌道電路原理

圖4 套軌區(qū)段寬窄軌并聯(lián)檢查軌道電路原理

套線道岔內(nèi)部電氣絕緣節(jié)與軌道電路跳線布置應(yīng)充分考慮道岔結(jié)構(gòu)與軌道電路性能要求，同時(shí)應(yīng)保證死區(qū)段長度不大于2.5 m[5]。

信號機(jī)應(yīng)在有需求的出站信號機(jī)額外增加軌距指示牌，顯示前方進(jìn)路軌距信息，提醒司機(jī)確認(rèn)。

轉(zhuǎn)轍機(jī)除動作桿需考慮三軌同時(shí)拉動的需求外，也應(yīng)設(shè)置3 根獨(dú)立標(biāo)示桿或使用國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)雙軌轉(zhuǎn)轍機(jī)配合道岔秘貼檢查器完成三軌獨(dú)立檢查。保證任何一軌擠岔或密貼不良時(shí)道岔表示可靠斷開。

4.2 聯(lián)鎖表設(shè)計(jì)

聯(lián)鎖表設(shè)計(jì)應(yīng)按照當(dāng)?shù)芈?lián)鎖表設(shè)計(jì)規(guī)則與車站信號平面圖進(jìn)行設(shè)計(jì)，但基本聯(lián)鎖表要素與國內(nèi)聯(lián)鎖表編制要求相同[6]。應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。

1）說明欄：除通用說明外增加特殊說明，既開向僅為寬軌或米軌區(qū)間的發(fā)車進(jìn)路在辦理完后，進(jìn)路防護(hù)信號機(jī)將持續(xù)顯示關(guān)閉信號直至接近區(qū)段被正確軌距的列車占壓后轉(zhuǎn)為開放信號。

2）燈光顯示欄：增加進(jìn)路軌距指示牌相關(guān)顯示。

3）接近鎖閉區(qū)段欄：進(jìn)路的接近鎖閉區(qū)段應(yīng)同時(shí)包含寬軌與窄軌接近軌道占用信息。接近區(qū)段長度應(yīng)由列車制動檢算得出或由當(dāng)?shù)貥I(yè)主指定。

4）進(jìn)路解鎖占壓區(qū)段欄：僅順序占壓正確軌距軌道并按照順序出清占用區(qū)段后方可進(jìn)行進(jìn)路解鎖。

5）區(qū)間閉塞表：增加說明閉塞辦理僅針對正確軌距車輛（站內(nèi)來車已由上述聯(lián)鎖邏輯進(jìn)行卡控，此處僅對值班員操作進(jìn)行提醒）。

4.3 室內(nèi)設(shè)備設(shè)計(jì)

站內(nèi)部分區(qū)段采用2 送2 受軌道電路，室內(nèi)軌道電路接收器與全電子板卡采集碼均應(yīng)配套室外設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)，總數(shù)量較傳統(tǒng)車站有所增加。應(yīng)統(tǒng)籌考慮聯(lián)鎖機(jī)柜、軌道柜、防雷分線柜的空間。

方案中新增的軌道電路設(shè)備與信號機(jī)軌距指示牌所需用電量也應(yīng)納入電源屏與UPS 統(tǒng)籌考慮。

房屋面積、結(jié)構(gòu)載荷等均應(yīng)滿足設(shè)備需求。

5 結(jié)束語

海外工程設(shè)計(jì)工作面臨國情、規(guī)范、用戶習(xí)慣差異等諸多不確定因素。本文對套軌線路車站可能遇到的特殊需求進(jìn)行了梳理，對海外在用車站的情況進(jìn)行了調(diào)查，分析比對不同的信號工程方案并針對推薦方案的信號工程設(shè)計(jì)給出建議?？蔀楹罄m(xù)海外套軌線路信號工程設(shè)計(jì)提供參考，提高海外鐵路信號工程設(shè)計(jì)水平。