长春动车走行线信号机设置方案及客运专线信号机设置探究

袁俊喜

(中铁第一勘察设计院集团有限公司,西安 710043)

长春动车走行线信号机设置方案及客运专线信号机设置探究

袁俊喜

(中铁第一勘察设计院集团有限公司,西安 710043)

理论结合实际从闭塞方式、区间布点及动车组安全性、规范符合性等方面综合论证分析,提出哈大客运专线长春动车所动车走行线信号机设置优化实施方案。以动车走行线信号机设置为背景,针对目前的技术政策及规范规定,对动车走行线信号机、动车段出站信号机和衔接站出站信号机等客运专线信号机设置方案进行探讨和研究,提出合理合规设置客运专线信号机的建设性意见。

客运专线；动车走行线；信号机；设置

1 概述

随着客运专线、高速铁路的建设和发展，列车行驶凭证已从传统的地面信号转为车载信号，地面信号只起停车标志的作用。但在实际运营维护中，为满足未安装列控车载设备的列车或车载设备停用时的动车上线运行的需要，须设置相应的地面信号机。

客运专线车站信号机，特别是衔接站信号机设置及显示，一直存在较大争议。主要是基于客运专线区间地面不设通过信号机，改设区间信号点指示牌，车站地面信号机较传统信号机简化，其显示方式和显示意义发生了重大变化。结合哈大客运专线长春动车走行线信号机设置方案分析，对客运专线信号机设置进行探讨研究。

2 长春动车走行线信号机设置方案

2.1 线路设计情况

长春动车所由长春西站引入哈大客运专线，长春动车出入库线线路长度上行2.001 km(动车运用所至长春西方向)、下行2.388 km，线路有2处R-450 m的曲线和1处R-400 m曲线，曲线总长达1.318 km(下行1.458 km)，占线路总长的66%(下行61%)。线路自长春西站引出后以2处R-450 m的小半径曲线连续右转，转角达155°。

2.2 闭塞方式及区间信号机布点原则

鉴于长春西站及长春动车所规模较大，咽喉区及动车走行线较长，为满足动车密集到发的需求，动车进出动车段采取列车方式办理行车作业。

根据《铁路客运专线技术管理办法(300～350 km/h部分)》(铁科技[2009]212号)[1]和《关于新建铁路哈尔滨至大连客运专线初步设计的批复》(铁建函[2007]649号)[2]的要求，哈大客运专线正线、联络线及动车走行线按满足四显示自动闭塞的要求进行设计。

结合线路条件，动车走行线上的信号机按以下原则分布：

(1)按CTCS2+四显示自动闭塞分布；

(2)区间信号机分布距离满足列车安全制动距离；

(3)闭塞分区最小长度满足1列动车组列车停放并留有一定的安全余地。

2.3 区间信号机布置及安全性分析

动车进出动车段具有密集到发的运输特点，因此两条动车走行线均按双方向自动闭塞运行设计。

据铁道部运输局运工综技函[2012]134号文复函[3]，哈大客运专线长春西动车出入库线线路允许速度为50 km/h。

设计按照上述信号机分布原则，基于区间走行线路约2 km及50 km/h列车最高运行速度的线路设计情况，进行区间信号机布置。

2.3.1 信号机布置方案

按照最大能力布置，区间每个运行方向各布设两架通过信号机，信号机布置见图1。

图1 长春西动车出入库线信号机最大能力布置示意

入库方向，动车所XF(X)进站信号机关闭时DC34 (DC44)显示黄(U)灯，DC32 (DC42)显示绿黄(LU)灯，长春西 S3( S4)开放绿(L)灯发车。

出库方向，长春西XDF(XD)进站信号机关闭时DC41 (DC31)显示黄(U)灯，DC43( DC33)显示绿黄(LU)灯，动车所S8 (S7)开放黄(U)灯发车。

2.3.2 信号机布点动车组安全性分析

以50 km/h速度目标值进行动车组安全性分析。

(1)常用制动

①技术规范要求距离

根据铁道部科学技术司、铁道部运输局颁发的关于印发《列控中心技术规范》的通知(铁科技[2010]138号)[4]，限速目标值距离见表1。

表1 限速目标距离参照

表1中距离均含4 s时间空走距离、120 m安全防护距离，此距离为常用制动距离。经分析计算，以速度200 km/h的CRH2型动车组为例，初速为50 km/h时，在不同坡道，理论计算值均小于《列控中心技术规范》[4]规定的数值，详见表2。

表2 限速目标距离对比

②动车出入库线信号机布置情况(表3)

③适应性分析

由表3可见，每个闭塞分区的平均坡度下坡地段均不大于20‰，由表1分析，20‰的下坡地段制动距离为368 m，1个闭塞分区即可满足常用制动距离的需求。

(2)紧急制动

对紧急制动距离进行了模拟牵引计算及分析，以CRH2为例，在20‰的下坡地段，初速度为50 km/h时，有效制动距离为104 m，空走时间按1.5 s，空走距离为21 m，其总制动距离为125 m，1个闭塞分区即可满足紧急制动距离的需求。

表3 动车出入库线信号机布置情况

(3)出入库能力

出入库线双线能力：出库40列/h；入库40列/h。

2.4 信号机布置规范符合性分析及实施方案

上述信号机布置方案经计算虽然能够满足列车运行安全，但与现行《铁路技术管理规程》(第10版)[5]有关条款不符。

《铁路技术管理规程》(第10版)[5]第203条规定旅客列车(动车组)最高运行速度为120 km/h线路紧急制动距离限值为800 m。

《铁路技术管理规程》(第10版)[5]第69条规定：“特殊地段因条件限制，同方向相邻两架指示列车运行的信号机间距离小于制动距离时按下列方式办理 :1、在列车运行速度不超过120 km/h的区段，当两架信号机间的距离小于400 m时，前架信号机的显示，必须完全重复后架信号机的显示；当两架信号机间的距离在400 m及以上，但小于800 m时，后架信号机在关闭状态时，则前架信号机不准开放。2、在列车运行速度超过120 km/h的区段，两架有联系的信号机间的距离小于列车规定速度等级的制动距离时，应采取必要的降级或重复显示措施。”

不能完全符合《铁路技术管理规程》(第10版)[5]相关条款的规定的原因是《技规》第203条只对列车最高运行速度120 km/h紧急制动距离限值800 m规定，未对列车运行速度小于120 km/h(如80 km/h、50 km/h)紧急制动距离明确规定。上述方案信号机间距离大于400 m小于800 m须执行《技规》69条第1款规定。

为满足以上规定，较合理的区间布点是区间每个运行方向各布设1架通过信号机，如图2所示。

图2 长春西动车出入库线信号机较合理布置示意

出库方向无论DC41(DC31)显示L灯、LU灯还是H灯，S8(S7)均显示U灯发车。入库方向当DC42(DC32)显示U灯时，长春西站S4(S3)按照显示规则须显示LU灯，但是S4(S3)信号机按照《高速铁路设计规范》[6]规定设置为“红、绿、白”机构，出不了U灯，所以此方案也不可行。

动车走行线入段方向每条线各布设2架通过信号机，出段方向每条线布置1架通过信号机，信号设备布置见图3。

图3 长春西动车出入库线信号机优化布置示意

按照《技规》第69条规定，信号机距离大于400 m小于800 m时进行红灯重复，具体为：①DC44不开放，DC42不准开放；②DC34不开放，DC32不准开放。

入库方向，动车所XF(X)进站信号机关闭时，DC34 (DC44)显示U，DC32 (DC42)显示LU，长春西 S3 (S4)开放L灯发车。

出库方向，长春西XDF(XD)进站信号机关闭时， DC41(DC31)显示U，动车所S8 (S7)开放U灯发车。

本方案出入库线双线能力为出库30列/h，入库30列/h。

哈大客运专线按以上方案实施，并已于2012年11月开通运营，运行状况良好。

3 客运专线信号机设置及其显示探讨

3.1 动车段及动车走行线出站信号机设置探讨

以列车的方式进出动车段(所)时，动车走行线及进入动车段(所)接发车区域按CTCS-2级列控设计。动车以 CTCS-2模式列控曲线运行，动车走行线不需要设置区间通过信号机。未安装列控车载设备的列车或车载设备停用时的动车，由于不考虑通过能力需求，也没必要设置区间通过信号机，列车以自动站间闭塞方式运行。因此动车走行线可不设置通过信号机，闭塞分区的划分应满足动车组列控车载设备按照目标距离模式控车和四显示自动闭塞行车的要求，在闭塞分区分界处设置区间信号标志牌。

动车段(所)出站信号机可设置为客运专线出站信号机“红、绿、白”机构，常态灭灯，列车未安装列控车载设备或车载设备停用时，信号机转为点灯状态。但此方案不符合《高速铁路设计规范》[6]14.2.11条“调车信号机及动车段(所)列车信号机应常态点灯”的规定。动车段出站信号机也可设置为非自动闭塞带调车出站信号机“绿、红、白”机构，常态点灯。此方案对于动车司机认为以自动站间闭塞方式由动车所发车，而实际情况是动车按照列控模式发车，并在走行线追踪运行，显然司机不以出站信号机显示作为行车凭证。要解决此问题，动车所出站信号机按自动闭塞区段带调车信号的出站信号机“绿、黄、白、红”机构设置比较合理，但与《高速铁路设计规范》[6]“存车线线间距有作业时不应小于4.6 m，无作业且符合信号机设置要求时应为4.2 m”的要求不符，由于此信号机为两机构信号机，在线间距为4.6 m或4.2 m的股道安装不能满足铁路建筑限界的要求，只有在线间距大于5 m的股道间才能采用自动闭塞区段带调车信号的出站信号机“绿、黄、白、红”机构。对于线间距为4.6 m或4.2 m的股道，笔者认为其出站信号机可设置为客运专线出站信号机“红、绿、白”机构，常态点灯的方式或者采用目前已实施的客运专线动车所出站信号机“红、黄、白”机构。由于《客运专线信号机设置主要技术原则》(运基信号[2010]650号)[7]文件已废止，“红、黄、白”机构目前没有有效规范文件支持。如果动车所作业比较单一，如只有列车作业，则出站信号机可采用自动闭塞区段的出站信号机“绿、红、黄”机构。

对于动车存车场与客整所等合建的段(所)，由于动车走行线要运行普速客车，因此，走行线区间必须设置区间通过信号机。动车段(所)出站信号机可设置为客运专线出站信号机“红、绿、白”机构，或者自动闭塞区段带调车信号的出站信号机“绿、黄、白、红”机构，或者客运专线动车所出站信号机“红、黄、白”机构。其优缺点及适用条件同前。

总之，动车段(所)出站信号机设置必须符合有效的设计规范规定，为满足运输需求及信号设备统一，建议动车段(所)股道线间距按照5 m设计，出站信号机采用“绿、黄、白、红”两机构信号机。

3.2 衔接站出站信号机设置探讨

《高速铁路设计规范》[6]14.2.12条规定“区间不设置通过信号机的客运专线与区间设置通过信号机的客运专线的衔接站，应按照股道的主要接发车方向分别设置信号机构。主要接发车方向为区间设置通过信号机的股道应采用普通信号机构并常态点灯，主要接发车方向为区间不设置通过信号机的股道应采用客运专线信号机构并常态灭灯。”，与动车走行线衔接的车站，目前设计时其出站信号机按照主要接发车方向为客运专线正线区间不设置通过信号机的股道的原则设置，动车走行线方向接发车为非主要发车方向。

动车走行线较短，按照自动站间闭塞设计时，动车走行线衔接车站出站信号机采用客运专线出站信号机机构。

动车走行线较长，按照自动闭塞设计时，动车走行线衔接车站出站信号机最好按照五灯位信号机设置，特别是区间只有1架通过信号机的情况必须设置为五灯位信号机，动车所出站信号机在有条件时优先采用五灯位信号机。

在实际工程设计中，为满足运输需求，客运专线衔接站站型布置呈现多样化和复杂化，其出站信号机设置有一定的特殊性，如图4所示临潼东站出站信号机设置示意。

7G的主要接车方向为大西客运专线新临潼联络线大同方向至西安方向的区间不设置通过信号机的线路，X7出站信号机应采用“红、绿、白”三灯位机构；7G的主要发车方向为区间设置通过信号机的线路，X7出站信号机应采用“绿、黄、白、红”五灯位机构。

图4 临潼东站出站信号机设置示意

8G的主要接车方向为陇海、西康联络线区间设置通过信号机的线路， S8出站信号机应采用“绿、黄、白、红”五灯位机构；8G的主要发车方向为大西客运专线新临潼联络线西安方向至大同方向的区间不设置通过信号机的线路， S8出站信号机应采用“红、绿、白”三灯位机构。

对于X7、S8出站信号机，以主要接车方向线路为标准确定的信号机构与主要发车方向线路为标准确定的信号机构不一致，到底是以接车方向为准，还是以发车方向为准设置相应股道出站信号机，很难明确界定。在设计过程中为了尽可能符合规范规定，针对接发车作业量的大小，得出如图4所示出站信号机设置方案。其结果是同一车站出站信号机出现3种类型的机构，并且常态点灯与否也不尽相同，即使在点灯情况下，信号显示的意义也不同。如客运专线出站信号机“一个绿色灯光表示准许列车由车站以站间闭塞方式出发，前方站间空闲”，而四显示自动闭塞出站信号机“1个绿色灯光表示准许列车由车站出发，表示运行前方至少有3个闭塞分区空闲”。这样最终给实际运营造成困难，司机必须确定股道，确定发车方向，并掌握相应股道出站信号机的设置、显示含义，才能按相关规定正常驾驶，其要求非常高。

鉴于此，为了解决以上问题，结合目前的技术政策和实际情况，笔者认为对于行车关系复杂的客运专线衔接车站，出站信号机最好统一采用常规四显示自动闭塞五灯位信号机构，常态点灯的方案，或者至少对主要接发车方向为区间设置通过信号机的股道，出站信号机统一采用常规四显示自动闭塞五灯位信号机构。例如上述临潼东站SV～S8、XV～X8出站信号机。ATP车载设备正常的动车以车载信号作为行车凭证，信号机显示无意义。车载故障或未安装车载设备的列车按照标准的地面信号显示行车。

出站信号机采用五灯位信号机机构在5 m股道线间距按照标准安装达不到限界要求。在工程实施时，此信号机安装可依据《高速铁路信号工程施工技术指南》[8]的规定适当降低连接管高度，以满足建筑限界为原则，确定安装高度。

4 结语

关于客运专线、高速铁路是否设置地面信号机，如何设置信号机问题，在我国客运专线建设中经历了长期的运营实践。最早的秦沈客运专线只设标志牌，后来的京津城际铁路设置带灯标志牌及车站设置红白机构的进出站信号机，再到目前客运专线、高速铁路设置的地面信号机，其目的都是为了满足运营和维护的需求。

客运专线地面信号只是对列车未安装列控车载设备(如维修车、轨道车等)或车载设备停用时的动车作为行车凭证而设立的。现行客运专线车站进站信号机及接车进路信号机与常规普速信号机一致，但出站信号机及发车进路信号机采用与常规普速信号机不完全一致的“红、绿、白”信号机，与之而来的是客运专线线路与普速车站(包括动车所)衔接时显示含义不一致和显示数目不够等问题。要使客运专线与普速铁路良好地衔接，客运专线车站信号机最好是完全按照常规普速信号机规定设置。而目前大部分客运专线、高速铁路已既成事实，无法更改，但后续新建项目设计时可研究采用。

总之，客运专线信号机设置应引起各方的重视，统一思路，统筹研究。标准制定单位应进一步完善高、普速衔接车站的信号机设置规定，使设计有据可依。

[1] 中华人民共和国铁道部.铁科技[2009]212号 铁路客运专线技术管理办法(300～350 km/h部分)[S].北京：中国铁道出版社，2009．

[2] 中华人民共和国铁道部. 铁建函[2007]649号 关于新建铁路哈尔滨至大连客运专线初步设计的批复[Z].北京：中华人民共和国铁道部，2007．

[3] 铁道部运输局.运工综技函[2012]134号 关于沈大、京哈(沈哈段)高速铁路及相关联络线线路允许速度的复函[Z].北京：铁道部运输局，2012．

[4] 中华人民共和国铁道部.铁科技[2010]138号 列控中心技术规范[S].北京：中华人民共和国铁道部，2010．

[5] 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，2007．

[6] 中华人民共和国铁道部.TB 10020—2009 高速铁路设计规范(试行) [S].北京：中国铁道出版社，2009．

[7] 铁道部运输局.运基信号[2010]650号 客运专线信号机设置主要技术原则[S]. 北京：铁道部运输局，2010．

[8] 中华人民共和国铁道部.铁建设[2010]241号 高速铁路信号工程施工技术指南[S].北京：中国铁道出版社，2010．

[9] 中华人民共和国铁道部.铁路信号设计规范[S].北京：中国铁道出版社，2006．

[10] 中华人民共和国铁道部.客运专线铁路信号工程室外设备安装规程[S].北京：中国铁道出版社，2009．

[11] 傅世善.铁路信号显示[M].北京：中国铁道出版社，2001．

[12] 沈志凌. 客运专线衔接站及联络线信号机布置研究[J].铁道标准设计，2012(12)：99-105.

[13] 苏腾江.客运专线衔接站信号机机构设置及显示方案[J].铁道通信信号，2012(1):24-26．

Signal Layout Scheme for Changchun EMU Running Track and Signal Layout Research for Railway Passenger Dedicated Lines

YUAN Jun-xi

(China Railway First Survey and Design Institute Group Co., Ltd., Xi’an 710043, China)

By integrating theory with practice, this paper comprehensively expounded and analyzed several issues, including the blocking system, the layout pattern within a railway section, the safety of EMU, the conformance to standard code, etc. Then this paper put forward the optimal implement scheme of signal layout for EMU running track at Changchun EMU depot of Harbin-Dalian railway dedicated line. Moreover, taking the signal layout of EMU running track as the research background, focusing on the current technology policy and standard code, the paper discussed and researched the signal layout scheme for railway passenger dedicated lines, including the signal of EMU running track, the starting signal of EMU depot, the starting signal of junction station, and so on. Finally this paper gave some helpful advices about how to reasonably and legitimately set up the signals for railway passenger dedicated lines.

railway passenger dedicated line; EMU running track; signals; layout

2013-07-05；

：2013-07-26

袁俊喜(1968—)，男，教授级高级工程师，1991年毕业于兰州交通大学，工学学士，E-mail：yjx282@126.com。

1004-2954(2014)02-0084-05

U238； U284

：A

10.13238/j.issn.1004-2954.2014.02.020