張亞瓊

（中鐵第五勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司鄭州分院，河南 鄭州 450001）

鐵路信號(hào)過渡工程是指在鐵路升級(jí)改造或擴(kuò)能過程中，對(duì)現(xiàn)有信號(hào)系統(tǒng)進(jìn)行改造或更換時(shí)，確保列車安全運(yùn)行的一系列技術(shù)措施和過程，這個(gè)工程涉及新舊信號(hào)系統(tǒng)的平穩(wěn)切換，能保障鐵路線路在改造期間和改造后，該信號(hào)系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確無誤地指導(dǎo)列車運(yùn)行，最大限度減少對(duì)鐵路運(yùn)輸正常運(yùn)行的影響?？茖W(xué)精準(zhǔn)的設(shè)計(jì)方案直接關(guān)系到工程的成功實(shí)施以及鐵路運(yùn)輸安全和效率，設(shè)計(jì)時(shí)需考慮到所有可能的風(fēng)險(xiǎn)因素，做好施工中的安全保障、新舊系統(tǒng)的兼容性以及應(yīng)急響應(yīng)措施等內(nèi)容的規(guī)劃，最小化施工對(duì)鐵路運(yùn)營(yíng)的干擾，保障鐵路運(yùn)輸?shù)倪B續(xù)性和穩(wěn)定性。

1 信號(hào)過渡設(shè)計(jì)原則

1.1 保持行車安全和正常行駛的既有聯(lián)鎖關(guān)系

新增加的信號(hào)設(shè)備或改造升級(jí)的部分，其設(shè)計(jì)和配置不僅要滿足最新的技術(shù)要求和行車需要，同時(shí)，也要確保這些變更不會(huì)破壞原有的安全聯(lián)鎖體系。這就要求設(shè)計(jì)方案能夠在確保每一次列車操作和信號(hào)顯示的正確性的同時(shí)，還要兼顧施工期間的設(shè)備更替、測(cè)試與調(diào)試過程中可能出現(xiàn)的各種情況，保證在任何時(shí)刻、任何條件下，列車運(yùn)行的安全性都得到了充分的保障。

1.2 過渡施工方案必須以實(shí)際情況為理論依據(jù)

設(shè)計(jì)過程中，需詳細(xì)評(píng)估現(xiàn)有信號(hào)系統(tǒng)的性能指標(biāo)、技術(shù)條件及其與鐵路運(yùn)營(yíng)安全、效率之間的關(guān)系，制定出既能滿足即時(shí)需求又不失前瞻性的過渡施工方案?？紤]到鐵路信號(hào)系統(tǒng)是一個(gè)高度復(fù)雜且相互依賴的技術(shù)體系，任何一個(gè)環(huán)節(jié)的改動(dòng)都可能對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性與安全性產(chǎn)生影響，因此，設(shè)計(jì)方案還必須包含對(duì)潛在風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估以及相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)緩解措施。這就要求設(shè)計(jì)者不僅要具備深厚的專業(yè)技術(shù)知識(shí)，還要能夠準(zhǔn)確把握鐵路行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)和技術(shù)革新的方向。

1.3 室內(nèi)配線導(dǎo)通

信號(hào)系統(tǒng)的布局和連接中，要實(shí)現(xiàn)各個(gè)部件之間的有效通信，以保證信號(hào)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性和及時(shí)性。工程師需要仔細(xì)規(guī)劃信號(hào)線路的布置，并采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣泶_保配線系統(tǒng)的完整性和穩(wěn)定性，選擇合適的導(dǎo)線材料、連接器和絕緣材料，以及采用適當(dāng)?shù)慕拥卮胧﹣頊p少信號(hào)干擾和信號(hào)故障的情況發(fā)生。

1.4 空載實(shí)驗(yàn)要以電源屏的測(cè)試為基礎(chǔ)

電源屏作為信號(hào)系統(tǒng)的核心組成部分，負(fù)責(zé)為信號(hào)設(shè)備提供穩(wěn)定的電力供應(yīng)，其性能和穩(wěn)定性對(duì)整個(gè)信號(hào)系統(tǒng)的正常運(yùn)行至關(guān)重要。在進(jìn)行空載實(shí)驗(yàn)時(shí)，通過對(duì)電源屏進(jìn)行測(cè)試，可以評(píng)估其在無負(fù)載情況下的性能表現(xiàn)，包括輸出電壓的穩(wěn)定性、波動(dòng)情況以及電源系統(tǒng)的響應(yīng)速度等。這些測(cè)試結(jié)果可以為后續(xù)信號(hào)設(shè)備的調(diào)試和運(yùn)行提供重要參考，確保信號(hào)系統(tǒng)在正式投入使用前達(dá)到預(yù)期的性能要求。

2 過渡方案比選

該站擁有29 套聯(lián)鎖道岔和7 條軌道，包括一條主線。目前，使用的信號(hào)聯(lián)鎖系統(tǒng)是在2008 年為服務(wù)于當(dāng)?shù)鼗ぎa(chǎn)業(yè)園區(qū)的鐵路專線進(jìn)行引進(jìn)與改造時(shí)所安裝的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)。列車運(yùn)行的指揮系統(tǒng)采用的是列車調(diào)度指揮系統(tǒng)（TDCS）。與鄰近的鐵路線站點(diǎn)采取的是半自動(dòng)閉塞方式，而軌道電路則是使用25Hz 相敏軌道電路，上面還加裝了ZWP-2000A 型的四線制電碼化設(shè)備。

2.1 設(shè)計(jì)方案

方案一：加入L1 型道岔及對(duì)現(xiàn)行聯(lián)鎖系統(tǒng)軟件的升級(jí)來進(jìn)行改善，需拆除圖示內(nèi)現(xiàn)有的道岔，具體包括221/223、217/215、209/207、122、124、126 和219 號(hào)，需在內(nèi)部保持現(xiàn)有的軌道電路設(shè)置不變，如D201G、215-219DG 和223DG，并且將指定的道岔拆除后的位置進(jìn)行標(biāo)記。在L1 型道岔的曲線預(yù)警區(qū)域額外設(shè)置一臺(tái)DL1 型高柱信號(hào)器，對(duì)聯(lián)鎖表格進(jìn)行更新，增設(shè)從第一區(qū)5 號(hào)道到第二區(qū)5 至23 號(hào)股道的啟動(dòng)線路，從X5 到D210 的調(diào)度線路，以及從DL1 到華北石油專線的調(diào)度線路引入新的軌道電路L1DG，并將215DG 升級(jí)為L(zhǎng)1DG1。

方案二：通過在不更改現(xiàn)有聯(lián)鎖軟件的情況下加入L1 型道岔，并利用外部L1 道岔的聯(lián)鎖條件來處理進(jìn)路操作，拆除包括221、217、209、122、124、126、223、219 和215 在內(nèi)的所有現(xiàn)有道岔，隨后引入L1 型道岔，以原有的122 道岔的聯(lián)鎖條件作為替代，在室內(nèi)應(yīng)顯示221、223 的反位狀態(tài)，并將現(xiàn)有的軌道電路221DG 和209-217DG 搬移至L1 道岔前，以此來替換原有的215-219DG 和D210G 軌道電路，繼續(xù)使用現(xiàn)有的軌道電路122-124DG，并將其遷移到L1 道岔區(qū)域，設(shè)置送電部分在L1 道岔的開始處，而接電端則位于曲股處。將信號(hào)設(shè)備D203 和D102 前移至L1 型道岔位置，同時(shí)，將D112 信號(hào)機(jī)后移至L1 型道岔的后方軌道上，并升級(jí)為高柱式信號(hào)機(jī)。此外，126DG 軌道區(qū)段將調(diào)整為一個(gè)發(fā)出端和一個(gè)接收端，并遷移到華北石油專用線的軌道上。對(duì)于控制臺(tái)的設(shè)置，需要隱藏華北石油專用線的顯示，并在機(jī)車整備區(qū)的D112 信號(hào)機(jī)位置上標(biāo)明“華北石油專用線”字樣，這樣做是為了讓現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的D112—D102—D203—241 道岔進(jìn)路來替換控制臺(tái)上顯示的相應(yīng)進(jìn)路。

方案三：?jiǎn)⒂弥边_(dá)軌道并廢止旁線軌道，計(jì)劃分階段進(jìn)行停用和改建，并最終投入使用。這一過程需要與場(chǎng)地內(nèi)各專業(yè)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行緊密合作，依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，分步驟拆除站內(nèi)所有旁線的信號(hào)燈、道岔及軌道接線盒等配套設(shè)施；同時(shí)，逐漸移除主線上的道岔轉(zhuǎn)換裝置。在室內(nèi)展示道岔位置，并將復(fù)雜的軌道電路簡(jiǎn)化為單一發(fā)出單一接收模式，同時(shí)保留主軌道電路和信號(hào)設(shè)備。著手進(jìn)行新的上下行主線軌道施工。待主線相關(guān)軌道、道岔及軌道設(shè)備安裝完畢后，由工務(wù)和電務(wù)部門聯(lián)合完成該部分軌道的開通工作，啟用新的聯(lián)鎖系統(tǒng)并廢棄原有系統(tǒng)。在新的聯(lián)鎖系統(tǒng)中，對(duì)尚未就位的道岔和軌道電路進(jìn)行臨時(shí)適配，直到室內(nèi)外設(shè)施達(dá)到一致，再移除這些臨時(shí)的配線工作，最終實(shí)現(xiàn)全站的順利開通。

2.2 方案比選

2.2.1 運(yùn)輸安全

方案一：考慮到車站場(chǎng)地以及接觸網(wǎng)等部門在使用重型機(jī)械的頻率較高，并且施工現(xiàn)場(chǎng)工作人員較多，在過渡期施工時(shí)，必須對(duì)車站內(nèi)所有正在使用的軌道設(shè)備進(jìn)行全面保護(hù)。由于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備及線路繁多，保養(yǎng)和安全防護(hù)工作給相關(guān)人員帶來了較大的壓力，同時(shí)，也增加了安全風(fēng)險(xiǎn)。

方案二：與第一種方案相似，而且由于室外的進(jìn)路設(shè)置與室內(nèi)監(jiān)控顯示存在差異，需要對(duì)車站的值班人員進(jìn)行專門的培訓(xùn)。

方案三：只有主線的兩條軌道需要采取保護(hù)措施。車站處理的是?？亢椭蓖ǖ牧熊?，操作過程較為簡(jiǎn)化，確保了過渡期施工的安全性。以保障安全運(yùn)輸?shù)慕嵌瘸霭l(fā)，方案三被認(rèn)為是最佳選擇。

2.2.2 經(jīng)濟(jì)效益

在第一種方案中，充分利用了現(xiàn)有軌道資源，確保了過渡期間的高效使用。然而，這需要設(shè)備管理部門在整個(gè)過渡施工期間投入大量人力和物力進(jìn)行維護(hù)監(jiān)控；通過更新聯(lián)鎖系統(tǒng)軟件，解決了室內(nèi)外顯示不同步的問題，但這同時(shí)帶來了額外的軟件升級(jí)費(fèi)用，并可能導(dǎo)致工程時(shí)間延長(zhǎng)。

在第二個(gè)方案中，與第一種方案相似，但降低了軟件維護(hù)修改所需的成本，并且縮減了施工時(shí)間，從經(jīng)濟(jì)角度看，這比第一種方案更具有成本效益。

第三種方案通過簡(jiǎn)化過渡設(shè)計(jì)和施工流程，有效避免了不同施工團(tuán)隊(duì)之間的場(chǎng)地重疊使用問題，從而提升了施工效率，減少了施工時(shí)間，并降低了過渡期間的成本。綜合分析，選擇成本較低且過渡操作簡(jiǎn)便的第三方案，在實(shí)際開工情況下，證明了其安全性和可行性。

3 其他環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)思路

3.1 道岔

當(dāng)鐵路的站點(diǎn)布局變動(dòng)需加入新的道岔時(shí)，必須按照過渡計(jì)劃逐步實(shí)施，考慮到聯(lián)鎖系統(tǒng)軟件已經(jīng)一次性完成更新，在這種情況下，對(duì)于尚未在戶外安裝但已包括在聯(lián)鎖系統(tǒng)中的道岔，需要進(jìn)行初步的過渡設(shè)計(jì)。開始時(shí)，計(jì)劃中將逐漸停用側(cè)線上的道岔，同時(shí)在戶外拆除相應(yīng)的道岔轉(zhuǎn)換設(shè)備及其配套的箱體，將電纜回收至定位箱。在室內(nèi)部分，電纜將拆解至配線板的相應(yīng)連接點(diǎn)處，并對(duì)道岔進(jìn)行標(biāo)記。在新的聯(lián)鎖系統(tǒng)啟用后，進(jìn)一步拆除室內(nèi)的臨時(shí)電纜布線。

3.1.1 道岔表示過渡電路

對(duì)這一電路組合進(jìn)行直接過渡處理，根據(jù)實(shí)際場(chǎng)地上道岔定位或反位的需求，直接向目標(biāo)顯示繼電器供電，同時(shí)斷開啟動(dòng)電路中的保險(xiǎn)絲，以及斷開擠岔報(bào)警電路。無論是電動(dòng)道岔還是電液道岔，其表示電路的基本原理是一致的，目標(biāo)都是通過電路中其他繼電器的吸合或釋放來確保道岔的顯示繼電器狀態(tài)與外部設(shè)施相匹配。采用這種過渡方法，不僅原理簡(jiǎn)單、操作易于掌握，此方法既適用于微機(jī)控制聯(lián)鎖系統(tǒng)的車站道岔過渡安排，也適合于6502 型電氣集中化控制系統(tǒng)的車站，在道岔的拆卸與重新安裝等過渡階段同樣有效。

3.1.2 擠岔報(bào)警電路過渡

對(duì)現(xiàn)有擠岔報(bào)警電路進(jìn)行詳細(xì)評(píng)估，將報(bào)警系統(tǒng)分為信號(hào)采集、處理與輸出三大模塊，通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析，自動(dòng)調(diào)整報(bào)警閾值，確保報(bào)警系統(tǒng)在各種環(huán)境條件下都能準(zhǔn)確響應(yīng)。采用雙向接口設(shè)計(jì)，新舊系統(tǒng)能夠無縫切換，避免施工過程中對(duì)鐵路運(yùn)營(yíng)的影響。同時(shí)，針對(duì)過渡期可能出現(xiàn)的特殊情況，制定詳細(xì)的應(yīng)急預(yù)案和操作流程，采取分階段實(shí)施策略，先在小范圍內(nèi)進(jìn)行試點(diǎn)，收集運(yùn)行數(shù)據(jù)，分析存在問題，經(jīng)過調(diào)整優(yōu)化后，再推廣到整個(gè)鐵路網(wǎng)絡(luò)。

3.2 軌道電路

在站場(chǎng)進(jìn)行布局調(diào)整時(shí)，會(huì)導(dǎo)致部分軌道需被移除，對(duì)于一送多受的軌道電路，必須執(zhí)行過渡性設(shè)計(jì)方案，切斷與被拆軌道相對(duì)應(yīng)的室外GJR 連接，恢復(fù)電路的正常通行，讓剩余軌道電路能夠正常操作。

3.3 圖紙審查

設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)在嚴(yán)格遵循鐵路信號(hào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，細(xì)致分析每一份圖紙，對(duì)信號(hào)布局、控制邏輯、電氣連線等關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行綜合評(píng)估，達(dá)到發(fā)現(xiàn)并糾正設(shè)計(jì)錯(cuò)誤的問題，優(yōu)化信號(hào)系統(tǒng)的整體性能。設(shè)計(jì)人員需要向項(xiàng)目建設(shè)方清晰展現(xiàn)設(shè)計(jì)構(gòu)思，所有設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)均符合鐵路運(yùn)營(yíng)的嚴(yán)格要求。

4 既有鐵路信號(hào)過渡工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)

4.1 過渡工程模擬實(shí)驗(yàn)

模擬實(shí)驗(yàn)是通過使用軟件或物理模型來預(yù)測(cè)和驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案在實(shí)際應(yīng)用中的表現(xiàn)和效果的關(guān)鍵步驟，工程師在真實(shí)環(huán)境投入前，對(duì)信號(hào)系統(tǒng)的功能、可靠性及安全性進(jìn)行全面的測(cè)試和評(píng)估。模擬實(shí)驗(yàn)的操作過程通常涵蓋了從基礎(chǔ)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、場(chǎng)景設(shè)定、系統(tǒng)配置到執(zhí)行測(cè)試、結(jié)果分析和優(yōu)化建議的全周期。需要收集和整理現(xiàn)有鐵路信號(hào)系統(tǒng)的詳細(xì)資料，包括道岔布局、信號(hào)邏輯、軌道電路配置等，以此為基礎(chǔ)構(gòu)建精確的模型。根據(jù)過渡工程的特定需求和目標(biāo)，設(shè)計(jì)具有代表性的測(cè)試場(chǎng)景，通過配置模擬軟件或設(shè)置物理模型，模擬現(xiàn)實(shí)中的信號(hào)系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境，執(zhí)行測(cè)試腳本，觀察并記錄系統(tǒng)響應(yīng)和行為。測(cè)試過程中，特別關(guān)注系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間、錯(cuò)誤處理能力以及在極端情況下的穩(wěn)定性。測(cè)試后對(duì)收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析，提出相應(yīng)的改進(jìn)措施，根據(jù)模擬實(shí)驗(yàn)的結(jié)果調(diào)整設(shè)計(jì)方案，直至達(dá)到預(yù)定的性能指標(biāo)和安全標(biāo)準(zhǔn)。

4.2 現(xiàn)場(chǎng)開通

在信號(hào)開通時(shí)，設(shè)計(jì)人員需緊密監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)操作，一旦遇到技術(shù)難題，設(shè)計(jì)人員將迅速提出解決策略和建議，并通過技術(shù)通知書形式，待各相關(guān)方面審核簽字后，指導(dǎo)施工隊(duì)伍執(zhí)行，確保問題能夠在最短時(shí)間內(nèi)得到解決。

5 結(jié)語

總而言之，要想讓鐵路站場(chǎng)在信號(hào)過渡時(shí)能夠正常運(yùn)行，就要在施工前做好設(shè)計(jì)方案的比選及分析工作，并結(jié)合設(shè)計(jì)方案進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，有效聯(lián)通室內(nèi)外電路并對(duì)電源屏的穩(wěn)定性進(jìn)行測(cè)試，將施工安排明確交底給全體成員及技術(shù)人員，進(jìn)一步增強(qiáng)項(xiàng)目管理的透明度和效率，這樣才能有效開展實(shí)際的信號(hào)過渡施工。