婺源站跨场转线作业的计算机联锁设计方法

徐德龙

（1.中国铁道科学研究院集团有限公司通信信号研究所，北京100081；2.中国铁道科学研究院集团有限公司国家铁路智能运输系统工程技术研究中心，北京100081)

高速铁路列车在枢纽站高速场运行时，存在转线去其他线路的情况。枢纽站一般都由多个车场组成，包含多个高速场或普速场，中型站也存在多个场的情况[1-2]。2条高速铁路线并行衔接时，每条高速铁路在枢纽站各设置1个高速场，2个高速场的站型布局多采用横列式。2个高速场之间的列车需要转线作业，一般转线有3种方式，一是枢纽站面积大，在车站外方设置线路所，作为转线的解决方案[3]。二是2个场间距离比较大，在2个高速场的每个咽喉各设置一条联络线。三是车站空间狭窄，在2个高速场间铺设衔接道岔，衔接道岔作为2个高速场之间的联络线[4-5]，受车站面积等限制，第3种方式在新建线路中应用越来越多。婺源站采用了第3种方式，该方式在运输转线作业和信号控制技术上相对复杂，但可以较好地解决同一调度指挥中心管辖范围内不同高速场之间难于互通的问题，消除了同一调度台管辖范围内不同高速场由于作业方式不统一给运输人员带来的困扰，最后详细分析了转线作业过程，并给出计算机联锁具体技术实现。

1 婺源站情况及分界问题

1.1 车站设置情况

婺源站在合福高速铁路(合肥—福州)开通时设置婺源合福场，随后衢九高速铁路(衢州—九江)引入，婺源站扩建衢九场，合福高速铁路和衢九高速铁路在婺源站四线并行并衔接，婺源合福场与衢九场并行、衔接示意图如图1所示。合福高速铁路为CTCS-3级线路，全线车站采用常态不显示的信号机(常态灭灯)；衢九高速铁路为CTCS-2级线路，全线车站采用常态有显示的信号机(常态点灯)，高速铁路列车除了按照合福、衢九正线运行外，福州方向的列车需要转线至九江方向，合肥方向的列车也需要转线至衢州方向。因此，有必要在2个高速场之间设置联络线，从而满足高速铁路列车转线的需要。合福场的5股道(5G)和衢九场的6股道(6G)，2个股道紧邻，空间面积有限，因而铺设衔接道岔作为跨场联络线，即由121/123#、125/127#2个交叉渡线道岔连通2个高速场。

1.2 2 个场间分界点的选取

婺源站站场较大，运输作业也相对独立，在站场上一般都划分为独立的单位，在装备政策上，按照有多个场的车站要求分场设置计算机联锁系统(以下简称“CBI”)[6]。对于2个场或者2套CBI设备的分界点，如果选择设置在CTCS-2、CTCS-3分界点，即123#道岔前分割、125#道岔前分割，优点是将道岔的归属权完全划分给合福场，不足是使九江方向向6G 的接车进路在空间上被分割成了3段径路，办理接发车进路的操作过于复杂。另一个分界点是2个场的中间位置，即交叉渡线反位绝缘节处分界，该方式对于本场进路为一次办理，对于跨场进路为分段办理，办理2次。与前一个方式相比，提高了可行性，成为可行且惟一的选择。

图1 婺源合福场与衢九场并行、衔接示意图Fig.1 Schematic diagram of parallel and linking between Wuyuan Hefufield and Qujiufield

1.3 设置虚拟信号及命名

已确定婺源合福场和衢九场在交叉渡线反位绝缘节分界后，为满足办理跨场作业的需要，采用计算机联锁实现时需要在分界点设置虚拟信号，作为办理跨场列车作业的按钮和显示条件，虚拟信号室外并无标志牌或其他设备，为了实现准确办理跨场进路，防止错误办理，结合跨场作业的进路，虚拟信号的命名采取以字母“N”开头的方式，“N”后的编号为跨场进路始端信号机的名称。合福场和衢九场分界点虚拟信号设置图如图2所示，NX6为6股道(出站信号机X6)办理向合福场发车时的虚拟信号，ND208为D208办理调车时的虚拟信号，NX6、ND208归合福场控制。NHF为合福场进站口办理6G接车时的虚拟信号；NS5为S5办理发车时的虚拟信号，NHF、NS5归衢九场控制。

图2 合福场和衢九场分界点虚拟信号设置图Fig.2 Virtual signal setting of Wuyuan Hefufield and Qujiufield boundary points

2 跨场转线作业场景及技术分析

2.1 接发车作业场景和技术分析

列车转线作业在信号上主要依靠计算机联锁来实现。由于场间没有列车信号机防护，跨场间的列车进路为一段进路分2段组成，办理时需要2个场的人员和设备共同完成，因而要设计跨场分段进路操作及控制功能。经过该渡线道岔的接发车进路由合福场和衢九场按照一定的时序办理“跨场分段进路”拼接成1条列车进路，以下分别对接车和发车进行运营场景分析。

（1）接车场景分析。以合肥方向X进站信号机向衢九场6股道接车为例。作业场景和相关技术如下：衢九场先办理NHF至S6的进路(时序B1)，虚拟信号NHF的同意接车条件满足后，向合福场发出后半段满足条件(时序B2)。接下来可排列合福场始端的半段进站信号机X至NX6的进路(时序B3)，待进路锁闭后，合福场进站信号机X信号开放，至此，进站信号机X向6股道的接车进路办理完毕，办理进路流程示意图如图3所示。因合肥方向为常态灭灯的线路，如果列车为动车组，可灭灯接车(地面信号不显示)；如果为非动车组上线，应按照点灯接车(地面信号有显示)。非动车组接车时，为了在股道停车时有明确的红灯阻挡信号，亦应对信号机X6进行点灯操作，计算机联锁开放X进站信号机时额外检查阻挡信号机X6红灯点亮[7]。办理引导接车的情况类似，不再详述。

（2）发车场景分析。以6股道向合福场进站信号机XF口发车为例。合福场排列NX6至进站信号机XF的半段进路，待虚拟信号NX6的同意发车条件满足后，衢九场可办理S6至NHF的半段进路。在检查虚拟信号NX6开放后，出站信号机S6开放。由于S6为常态点灯信号机且进站信号机XF口区间为不设置通过信号机的线路，办理发车尚不能从技术上区分追踪运行和站间闭塞，因此，要从运输管理上保证闭塞方式，动车组列车按四显示原则行车，非动车组列车由人工确认区间空闲后发车[8]，另外，出站信号机S6信号的发车表示器仍能正常指示发车方向，显示相应的“小白灯”，向司机显示发车方向，技术上为根据后半段进路的走向通过通信信息互通实现。

（3）进路的正常解锁与人工取消。列车驶入进路后，随着列车的占用、出清，跨场进路将逐段自动解锁。如果需要取消预排的跨场进路，操作人员作业的顺序为先取消进路始端的半段进路，再取消进路终端的半段进路。取消进路流程示意图如图4所示，取消进站信号机X至S6的接车进路流程为：先取消合福场进站信号机X至NX6的进路(时序D1、D2)，后取消衢九场虚拟信号NHF至S6的进路(时序D3)。

图3 办理进路流程示意图Fig.3 Schematic diagram of processing route

图4 取消进路流程示意图Fig.4 Schematic diagram of canceling route

2.2 操纵衔接道岔场景及技术分析

衔接道岔不同于普通道岔，其特殊之处是衔接道岔由合福场单方面控制，为了作业安全，对操纵道岔设计授权逻辑，办理跨场进路前需要人工操纵衔接道岔至反位。相关技术文献对衔接道岔进行了规定，如衔接道岔应归一方控制，操纵必须经得对方同意，平时在定位[9]。因此，在跨场作业时，操作人员需经过交接权作业，将道岔操纵至反位，待作业完毕后，将道岔操纵至定位，合福场释放控制权，从而完成一次操纵道岔作业。

（1）操纵道岔。操纵衔接道岔为办理跨场进路的前序作业，因而操纵衔接道岔也是转线作业的重要组成部分。操纵衔接道岔由一个高速场授权，另一个高速场将道岔操纵至反位。办理场联操纵道岔流程示意图如图5所示，场景和技术要求如下：经操作人员电话联系后，衢九场操作人员先按下“同意动岔”按钮(时序A1)，向合福场发出可以操纵道岔的条件(时序A2)，合福场操作人员确认“同意动岔”亮白灯，并且“道岔锁闭”灭灯时，合福场可以对121/123#道岔进行操纵道岔操作(时序A3)，包括单操道岔、选路转岔等，道岔经室外动作后转换到反位(时序A4)。

当衢九场排列经过121/123#道岔反位的进路且进路锁闭后(时序C1)，“同意动岔”按钮复原(时序C2)，自动结束本次授权操作，实现了一次授权仅允许一次操纵道岔，提高了作业的安全性。亦可通过人工弹出按钮提前结束衔接道岔的授权。

图5 办理场联操纵道岔流程示意图Fig.5 Schematic diagram offield switching operation process

（2）道岔封锁和单锁。考虑维护人员的作业安全，在实施衔接道岔封锁后，衢九场和合福场设备均禁止排列经过该道岔的进路。在技术实现上，封锁道岔要对双动道岔两端同步实施。按照操纵跨场道岔的原理，衢九场为授权方，设置“同意封锁”按钮，授权后，合福场可以对121/123#道岔进行封锁操作。同样考虑授权的一次有效性，合福场办理道岔封锁后，衢九场的“同意封锁”按钮自动复原。为了减少联锁关系的复杂性，单锁没有设计交接权处理。合福场、衢九场分别对衔接道岔执行单锁。

2.3 采用调度集中自动控制方法及其效果分析

高速铁路全线都设置调度集中系统(CTC)，通过调度指挥中心统一作业，提高了自动化程度，减少人为失误的同时也减少了劳动强度[10]。对于婺源站的跨场进路和衔接道岔，因办理复杂，若能采用调度集中模式，将大幅提升枢纽车站的效率，使车站安全更有保障。采用调度集中模式的技术改进及其运输效果如下。

（1）跨场进路。既有CTC的自动触发进路遵循由近及远的原则，但不符合婺源站计算机联锁办理跨场进路先办后半段、后办前半段的时序要求。因此，CTC的触发机制、流程等应按照婺源的要求设计，由远及近分2次触发，完成一条跨场进路的作业。为防止2个高速场自动办理进路错误组合的情况，还需要根据车次、计划将进路进行2个场比对一致。采用调度集中作业后，跨场进路自动按运行图触发，无需人工干预，极大提高了跨场转线作业的运输效率。

（2）衔接道岔。由于“同意动岔”为破封操作，有人工确认的要求，是否自动化实现仍有争议，目前方案为调度指挥中心人工办理。由图5办理场联操纵道岔流程的原理可知，调度人员完成这项作业需要的时间可以按公式∑T=T电话联系时间+TA1+TA2+TA3+TA4计算得到。其中，时序TA1，TA2，TA3的时间在 15 ～ 30 s之间，电话联系的时间T电话联系时间为0 s，考虑道岔转换时间TA4在10 ～ 30 s间，得出操纵衔接道岔总时间在25 ～ 60 s间。因此，由调度指挥中心统一办理，虽然未实现全部自动化作业，但节约电话联系时间15 ～ 30 s，在保证安全的前提下，一定程度上提高了运输效率。

3 结束语

针对合福高速铁路和衢九高速铁路在婺源站四线并行、衔接的转线作业问题，从车站布局、合福场与衢九场衔接后的分界点的选取、设置虚拟信号及命名方面进行了设计，并对跨场转线的接发车作业、操纵衔接道岔的场景进行技术分析，给出了详细的转线作业时序和计算机联锁具体技术实现，解决了婺源站2个高速场转场作业的跨场进路和衔接道岔问题。该计算机联锁设计方法为跨场转线作业提供了技术保障，有利于推进互联互通、全程全网的发展。同时，该设计方法对调度指挥中心、车站人员运输作业效率提升、保证安全具有重要意义，有利于办理作业更加规范。然而，从安全的角度出发，该设计方法未能考虑衔接道岔操纵的自动化方案，还需要结合成熟技术和管理实现进一步改进。