简谈过走防护

2012-05-08 04:46
铁路通信信号工程技术 2012年5期
关键词:安全线信号机控系统

李 闯

(北京全路通信信号研究设计院有限公司,北京 100073)

1 过走防护的概念

过走是指越过移动授权末端,国内俗称冒进。过走原因包括受环境、经验等条件所限,司机未在恰当的时机采取适当制动措施、列车超速自动防护/列车自动控制(ATP/ATC)系统测速测距误差、甚至到发线忽视停车信号发车。过走防护就是基于上述客观存在,控制过走列车与其他正常运行的列车发生碰撞的风险,避免或减轻碰撞的后果。这里有两方面的意思:其一、防止或限制过走;其二、过走的安全防护。

2 防止或限制过走的措施

过走会对其他正常运行的列车造成潜在的危险,因此应尽可能防止过走的发生。确实无法防止的,应对其予以限制,以减轻过走造成的后果。下面列举一些目前实际应用的防止或限制过走的措施。

1)我国客运专线采用方式

我国客运专线列控系统采用一次模式曲线制动的控制方式,完全监控模式下在停车点附近形成闭口曲线。考虑到系统误差,将停车点设在防护点前适当距离,保证在防护点前停下,防止过走。该距离为安全防护距离,CTCS-2级列控系统区间按110 m,站内按60 m取;CTCS-3级列控系统根据运行数据计算确定,如图1所示。

防护点前适当位置设置应答器,除提供线路数据外,也作为过走防护用。出站信号关闭,该应答器组发送停车报文(CTCS-5、ETCS 132、ETCS 137)。一旦列车越过该点,列车实施紧急制动,防止忽视停车信号引起的过走。

CTCS-2级列控系统车载设备对地面低频码的处理也对过走进行了限制。由HU码转无码,车载设备实施紧急制动,对列车从停车信号区段进入进路未建立或有车占用区段(危险区段)予以限制。

2)日本新干线采用方式

日本新干线采用数字ATC控制技术, 采用数字轨道电路完成车地间通信,其停车信号分为01、02、03(后在东北、上越新干线增设02e)。

01信号与设于地面的P点控制结合使用。如图2所示,当列车收到30信号并通过控制停车用的P点后,ATC车载信号由30变为停车信号01,防止列车过走;当列车进入有车区间(轨道继电器落下),地面发送02(或02e)信号,限制列车过走。

03信号设置在进站进路终端或出站进路始端或尽头线终端。如图3所示,在股道上设置B点,列车压入B点,限速30 km/h。接车进路终端50 m设置停车标,内方设置03装置,发送绝对停车信号。一旦列车侵入,确保列车由30 km/h的速度紧急制动,防止过走。

在出站进路始端设置03装置,出站信号关闭,03装置发送绝对停车信号,可防止忽视停车信号引起的过走。

3)法国高速铁路采用方式

TVM300/TVM430列控系统采用欧洲铁路的传统理念,停车点在信号机处,考虑系统误差,在信号机内方设置了过走保护区,如图4所示。出站信号机内方的过走保护区单独设置轨道电路,出站信号显示禁止信号时,该区段发送紧急停车信号,一旦列车闯入过走保护区,即实施紧急制动。

我国铁路曾在20世纪80年代京广线郑武段电气化改造工程中采用了其过走防护技术。该工程引进法国高速铁路列控系统UM71/TVM300型速度分级阶梯控制式列控系统,采用滞后超速防护方式,开口速度为25 km/h,区间用一个闭塞分区作为过走保护区,我国习惯称之为双红灯防护。

4)英国TPWS/AWS

英国铁路应用的TPWS和AWS也是限制过走的应用。AWS的基本原理是由地面警告或禁止信号触发车载发出报警信号,提醒司机采取制动措施,避免过走。司机可按压警惕按钮取消报警,否则,列车将自动实施制动。我国的自动停车装置与之类似,曾在20世纪80年代得到广泛应用。但AWS或我国的自动停车装置,司机可以不断按压警惕按钮,而不采取制动措施,仍存在过走的可能。

TPWS地面部分由停车传感器和超速感应器系统组成。其中停车传感器设置在禁止信号外方及过走保护区,地面显示禁止信号,停车传感器发送紧急停车信号,限制列车过走。

3 过走防护的安全措施

限于实际应用的技术装备和使用情况,不能完全防止过走的发生。因此,如何保证过走后的安全,如何减小过走造成的后果值得深入研究。

3.1 线路及道岔设置

安全线、避难线及隔开设备(如双动道岔、脱线道岔、脱轨器等)的合理布置可以防止过走造成的侧翼冲突或减轻过走造成的后果。我国铁路《技规》中规定:岔线、段管线与正线、到发线接轨时,应铺设安全线,站内有平行进路及隔开道岔并有联锁装置时,可不设安全线。合资铁路、地方铁路及专用铁路与国家铁路车站接轨,其接轨处或接车线末端应设隔开设备。进站信号机外制动距离内进站方向为超过6‰下坡道的车站,应在正线或到发线的接车方向末端设置安全线。为防止在长大下坡道上失去控制的列车发生冲突或颠覆,应根据线路情况,计算确定在区间或站内设置避难线。

3.2 技术措施

欧洲铁路较早地对过走防护展开过系统研究,并形成了相关标准。过走防护的基本内容包括过走区防护和侧翼防护,其基本思路是在列车进路的末端设置过走保护区。进路建立检查过走保护区的空闲状态,进路建立后也将过走保护区置于锁闭状态,列车停稳前其他列车不得占用或被授权进入该过走保护区,也即过走区防护;列车过走进入过走防护区可能与其他授权列车造成侧翼冲突,应将相关必要道岔防护在指定位置,也即侧翼防护。

我国铁路在进站信号机外方制动距离内进站方向有超过6‰下坡道的车站,接车进路末端设置下坡道延续进路。其实质是设置了过走防护区,防止侧翼冲突,同时对过走列车进行安全防护。

日本发生过因前行列车漏油,造成后行列车制动失灵,闯入安全线后,向内侧翻车,与相邻线路来车发生碰撞的事故。从此采用了列车超速闯入50 m安全线时触发全站接触网停电的技术,以减少侧翼冲突的概率,减轻侧翼冲突的后果。

3.3 管理措施

我国为了防止接车时冒进出站信号与相邻股道接发列车或调车发生侧翼冲突,曾在《技规》规定接车时,当接车线末端无隔开设备,禁止办理相关的接、发客运列车及相关调车作业,并明确写在《站细》里,靠车站值班员人为保证安全。现行《技规》又将其所接列车范围缩小为列车运行监控装置发生故障的列车。抛开不谈修改存在的学术争议,制订本条款实际上就是默认了过走发生的可能,因为之前缺少安全防护具体的技术措施,只能从管理上限制。当然,从管理上进行安全防护只能降低发生危险的概率,因为不能将安全全部由具体的人来负责。

4 我国铁路过走防护现状

我国CTCS-0级线路司机凭地面信号行车,尽管对司机有严格规定,禁止越过停车信号,但存在过走的可能;我国客运专线CTCS-2、CTCS-3级列控系统采用一次模式曲线制动的控制方式,完全监控模式下对列车过走进行了防护,但在设置了开口速度的部分监控、目视行车、引导等控制模式下,仍不能排除过走的可能性。

我国第一条客运专线——武广客运专线出站信号机距警冲标55 m,其中考虑了50 m的安全防护距离,也即过走保护区。建成之初,联锁将过走保护区所在轨道区段纳入联锁,后因车载ATP设备将停车点后移,将安全防护距离置于信号机外方,防止列车过走,取消了过走保护区。

目前,我国铁路在管理上制订严格制度,减少过走发生的概率。除下坡道延续进路及个别引进的国外信号系统外,国内信号系统对实际可能发生的过走未做技术上的考虑,存在一定的安全风险。

5 结束语

目前,我国铁路信号标准中没有对过走防护的明确考虑,过走防护对我国铁路而言是理念上的更新。过走防护技术对列车尤其是运行在CTCS-0级线路列车安全性的增强是大有裨益的,有必要展开进一步的研究。

限于个人水平,以上观点供探讨。

[1]中华人民共和国铁道部.铁路技术管理规程[S].北京:中国铁道出版社,2006.

[2]傅世善.高速铁路与铁路信号第六讲关于安全距离与过走距离的考虑[J].铁路通信信号工程技术,2012,9(2):86-88.

[3]石先明.过走防护技术在我国客运专线的应用及实现方案研究[J].中国铁路,2010(3):6-8.

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