高速铁路安全线及延续进路设置问题的探讨

郑子涛

（铁道第三勘察设计院集团有限公司 线路站场枢纽设计处，天津 300142）

1 我国铁路安全线和延续进路设置的规定

安全线是为防止列车或机车、车辆从一个进路进入另一列车或机车、车辆占用的进路而发生冲突的一种隔开设备[1]。我国铁路现行规程、规范关于安全线和延续进路设置的规定如下。

（1）《 铁路技术管理规程 》第53条规定：在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[2]。

（2）《 铁路技术管理规程 》第279条规定：进站信号机外制动距离内，进站方向为超过6‰ 下坡道，而接车线末端无隔开设备时，禁止办理相对方向同时接车和同方向同时发接列车[2]。

（3）《高速铁路设计规范(试行)》第10.1.10条规定：在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[3]。

（4）《 计算机联锁技术条件 》规定：当进站信号机外方列车制动距离内为超过6‰ 下坡道时，接车进路必须设置延续进路。

2 国外铁路安全线和延续进路的相关规定

2.1 安全线

（1）日本新干线。查阅日本《 新干线线路构造实施标准规程 》、《 新干线运营安全保护设备实施标准规程 》和《 新干线运营实施标准规程 》，未见安全线及隔开设备相关条文规范和规定。

（2）法国、德国高速铁路。查阅《 泛欧高速铁路系统“基础设施”互操作性技术规格 》、《 德国铁路客运站设计 》和《 德国铁路基础设施设计 》，未见安全线及隔开设备相关条文规范和规定。

（3）美国铁路。查阅 AREMA(美国铁路保养和工程协会)的《 铁路工程手册 》，未见安全线设置的相关规定。

（4）欧洲铁路标准。查阅欧洲标准(EN)、欧洲暂行标准、技术规定(TS)等资料，未见安全线设置的相关规定。

（5）国际咨询情况。2003年法国 SYSTR公司、日本海外铁道技术协会(JARTS)、德国 DEC公司分别对《 京沪高速铁路设计暂行规定 》进行咨询，对于高速铁路安全性设置，法方认为“列控系统已经包含了相关的安全规则。因此，只有在停车作业的线路(车载列控系统没有启动)或有调车作业的线路(不使用列控系统)与正线或到发线接轨时才需要设置安全线”。

2.2 延续进路

国外铁路一般不设置延续进路，而要求设置“过走区段”(Overlap)，长度一般为50～200m。

（1）国际铁路联盟(UIC CODE7392nd Edition)对过走区段长度的规定如下。①50～200m：依线路速度而定，过走区段位于防护信号机、进站信号机、中间信号机或出站信号机的内方；②50m：过走区段位于通过信号机内方。

（2）《德国铁路基础设施设计手册》规定：根据进站速度不同，最短过走区段长度为50～200m[4]。

（3）法国TVM430《 NG EF5B12N°7》标准规定：根据线路允许通过速度不同设置不同长度的过走区段。

3 我国高速铁路设置安全线和延续进路分析

我国现行高速铁路安全线和延续进路设置的规定与普速铁路相同，缺乏理论基础和必要的实验数据。随着动车组制动性能的提高和高速铁路列控技术的应用，对安全线和延续进路的设置研究日趋重要。因此，研究“进站信号机外制动距离内超过6‰ 的下坡道接车方向末端设置安全线和延续进路”十分必要。

3.1 从动车组制动性能分析

与传统的机车车辆制动系统不同，动车组为动力分散型，列车制动装置包括动车制动装置和拖车制动装置。制动系统包括制动控制系统和制动执行系统，其中制动控制系统由制动信号发生与传输装置及制动控制装置组成，制动执行系统采用电气指令微机控制的电气制动+空气制动的复合制动。通过对不同型号、不同初始速度、不同制动方式(分为一般制动和紧急制动)的动车组制动距离进行检算，结果表明：在动车组制动力完好或丧失部分制动力的情况下，列车在各种常见条件下均能制动停车，制动力丧失的越多、下行坡度越大，所需要的制动距离越大。为保证行车安全，《 铁路客运专线技术管理办法(试行)》第230条规定：动车组列车制动系统故障在切除25% 制动力时，限速为160km/h；在切除50% 制动力时，限速为120km/h。动车组列车在经18号道岔侧线停车情况下，制动系统故障切除25% 制动力时，限速为65km/h；切除50% 制动力时，限速为55km/h。

我国高速铁路站内道岔一般为18号道岔，列车侧向通过限速为80km/h。当列车发生制动故障，在进站信号机处通过速度超过80km/h 时，车载 ATP 会自动实施制动，使列车速度降至80km/h以下。若车载 ATP 实施制动时制动力不足，列车过岔速度仍然大于80km/h，则可能会在站前进站咽喉区发生列车脱轨或倾覆事故；若通过制动，列车以接近80km/h 速度进入到发线，以 CRH3为例，车站站坪坡度按最不利的2‰下坡考虑，只有当制动力丧失1/2以上时，经检算制动距离大于700m，该情况下动车组才有可能侵入另一端咽喉区。若咽喉区设有安全线，失控列车进入安全线可能脱轨或倾覆；若咽喉区没有设置安全线，失控列车进入出发端咽喉区，当邻线恰巧有列车通过时则会发生两车相撞事故。

因此，从动车组制动性能方面分析，接车方向末端是否设置安全线与进站方向制动距离内的坡度关系不大，而是与动车组制动性能有直接关系。制动性能丧失较多时，进站速度过大，则在进站咽喉区发生脱轨或倾覆；即使以接近80km/h 限速通过进站咽喉区，若制动力不足也难以控制列车在出站信号机前停车，末端设置安全线也会发生脱轨或倾覆事故，只是减少了与邻线列车相撞的概率。

3.2 从高速铁路列控系统分析

高速铁路与普速铁路所采用的列车控制方式不同。普速铁路列车运行以司机驾驶为主，人为因素较多；高速铁路采用 CTCS-3或 CTCS-2级列车运行控制系统，避免了通常由人为因素产生的问题。另外，高速铁路列车运行控制系统为实时控制系统，安全可靠性高。以 CTCS-3列控系统为例，在正常情况下采用完全监控模式，动车组车载 ATP 设备控制列车运行，车载列控系统自动生成目标-距离连续曲线控制速度，超速时自动采取报警、常用制动和紧急制动等措施；在非正常情况下，当地面设备、车载设备或相关控制设备发生故障时采用目视模式或隔离模式，该模式下固定限速40km/h，并且当列车每运行一定距离(300m)或一定时间(60s)时司机需确认1次。

在列车制动性能正常情况下，当列车处于完全监控模式时，车载 ATP 系统能够确保列车按照确定的目标-距离连续曲线控制列车速度，不会侵入出站端咽喉区；在目视或隔离模式下，列车速度较低并且有司机确认制度，一般也不会发生事故；在人工操作失误的情况下，不排除列车冒进信号的可能，但该极端情况即使设置安全线，也不能保证列车不发生脱轨或倾覆，只是减少了与邻线列车相撞的概率。因此，从列控系统分析，接车方向末端是否设置安全线和延续进路与进站方向制动距离内坡度没有直接关系。

3.3 从通过能力分析

根据《 计算机联锁技术条件 》(TB/T3027-2002)规定：当进站信号机外方列车制动距离内为超过6‰ 下坡道时，接车进路必须设置延续进路。当接车进路末端设有安全线或隔开设备时，延续进路开向安全线或隔开设备；当接车进路末端无安全线或隔开设备时延续进路开向正线。延续进路对通过能力的影响分析如下。

（1）接车方向末端不设安全线。到达列车延续进路延续至正线，正线锁定，影响该方向正线后续列车通过或车站到发线同方向列车出发，延长同向列车发车间隔时分，大大降低正线通过能力和到发线作业能力。

（2）接车方向末端考虑设置1条安全线。进站列车进路延续至安全线，不影响正线后续通过列车追踪间隔时间，但延长了到达追踪列车和同方向到达、出发列车追踪间隔时间，影响车站到发线能力。

（3）每条到发线均设置安全线。若每条到发线均设置安全线，虽然不影响追踪到达列车间隔时间，但是延长了同方向到达、出发追踪间隔时分，影响到发线通过能力。此外，如果每条到发线均设置安全线，则车站布置困难、工程投资代价巨大，难以实施。

因此，从通过能力方面分析，当信号机外制动距离内为超过6‰ 的下坡道时，接车方向末端设置延续进路，会大大限制正线通过能力和车站到发线作业能力。

3.4 从工程建设方面分析

安全线的设置对工程投资和施工安全具有较大影响。由于客运专线桥隧比例较高，一般在70% 以上，部分车站为高架站。虽然规范规定安全线不宜设置在桥隧地段，但受客观条件限制，部分安全线依旧设置在桥梁地段，如京沪高速铁路天津枢纽津沪联络线线路所[5]和上海枢纽黄渡联络线线路所设置的安全线等。桥上安全线的设置大大增加了工程投资和施工难度，还带来一定的安全风险。有的安全线虽然未设于桥上，但车站处于高填深挖地段，设置安全线也会带来同样的问题。因此，需要重新审视安全线设置的必要性和设置条件。

4 结束语

综上所述，建议对“在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”和“当进站信号机外方列车制动距离内为超过6‰ 下坡道时，接车进路设置延续进路”进行深入研究。研究表明：在站内到发线设置过走区段，可以进一步强化防止列车冒进的措施，同时解决出站信号机处绝缘可能出现破损的防护问题。在列控系统非完全监控模式下，如果仅依靠列控设备无法完全保证行车安全，应完善规章制度建设，加强行车安全管理和司机培训，加强动车组维修、检测和监控，从而最大限度减少动车组设备故障概率。

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[1]中华人民共和国铁道部. GB/T50262-97工程基本术语标准[S]. 北京：中国计划出版社，1997.

[2]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.

[3]铁道第三勘察设计院集团有限公司，中铁第四勘察设计院集团有限公司，中国铁道科学研究院. TB10020-2009高速铁路设计规范(试行)[S]. 北京：中国铁道出版社，2010.

[4]FREYSTEIN H，MUNCKE M，SCHOLLMEIER P. 德国铁路基础设施设计手册[M]. 北京：中国铁道出版社，2007.

[5]铁道第三勘察设计院集团有限公司. 京沪高速铁路北京至徐州段施工图[R]. 天津：铁道第三勘察设计院集团有限公司，2007.