连盐铁路区间信号布点原则及分析

刘 明

(中铁第五勘察设计院集团有限公司 北京 102600)

1 线路概况

连盐铁路为沿海快速铁路通道的主要组成部分，北接青连铁路，南连徐宿淮盐、盐通、沪通等铁路。连盐铁路自陇海铁路连云港站引出，途经连云港市赣榆区、新浦区、连云港开发区、海州区、灌云县、灌南县、盐城市响水县、滨海县、阜宁县、建湖县、亭湖区，到达新长铁路盐城北站，正线全长约234 km[1]。

2 主要技术条件

2.1 设计速度目标值

连盐铁路设计行车速度200 km/h，货物列车追踪间隔6 min、普速客车追踪间隔5 min、动车组列车追踪间隔3 min。机车牵引列车运行以地面信号为主体信号，同时配设列车运行监控记录装置(LKJ)，动车组列车配备CTCS-2列控系统。本次设计按HXD3型机车牵引货物列车最高运行速度90 km/h进行四显示区间通过信号布置，并检验HXD1D牵引旅客列车最高运行速度160 km/h进行制动距离、追踪间隔，以及对CTCS-2列控系统、200 km/h行车速度动车组进行制动距离(码序要求)、追踪间隔的检算[2]。

2.2 最大坡度

线路最大坡度采用6‰。

2.3 机车类型

在本次牵引计算中，货物列车按HXD3型机车牵引5 000 t，普速旅客列车按HXD1D型机车牵引18辆，动车组列车按采用CRH型动车组双列重联进行计算(16辆编组)考虑。

2.4 制动距离

机车牵引的时速90 km货物列车的紧急制动距离不超过800 m；机车牵引的时速160 km旅客列车的紧急制动距离不超过1 400 m[3]。

2.5 限速

道岔号数为1/12，侧向限速45 km/h；道岔号数为1/18，侧向限速80 km/h；道岔号数为1/42，侧向限速160 km/h。

3 区间布点原则

3.1 牵引计算原则

连盐铁路主要牵引计算原则如下:

(1)《列车牵引计算》(TB/T 1407.1—2018)执行(以下简称《牵规》)规定[4]:列车牵引力使用系数λy取0.9。

(2)《牵规》规定:“紧急制动时，列车换算制动率取全值；计算列车进站制动时，一般取全值的50%；计算固定信号机间的距离时，取全值的80%。”机车牵引普速列车取全值的80%。动车组列车制动力也暂取全值的80%生成制动模式曲线，因此本次计算制动力按全值的80%考虑。

(3)《牵规》规定:“在验算列车运行的最大允许速度或计算列车进站停车制动以及计算固定信号机间的距离时，不应将动力制动力计算在内。”

(4)坡度及曲线阻力。

根据《CTCS-2级列控车载设备暂行技术规范》[5]，“单位合力要考虑列车运行阻力，坡道、曲线等阻力，列车运行阻力按照各种列车运行阻力的公式进行计算，坡道和曲线阻力暂按现行《牵规》规定进行计算。”

(5)列车运行阻力公式。

本次采用CRH2型动车组，其运行阻力按下式计算[6]。

W＝8.63＋0.072 95×V＋0.001 12×V2(N/t)

(6)列车运行模式。

机车牵引列车采用速差式自动闭塞，每一闭塞分区应满足列车每一速度等级变化所需要的常用制动距离的要求；普速客车列车紧急制动距离和常用制动距离均由两个闭塞分区保证。

正常情况下，动车组列车的运行模式是完全监控模式，即车载ATP设备采用目标距离连续速度控制模式、设备制动优先的方式监控列车安全运行。

(7)列车在车站停车位置。

车站到发线站台布置及分界标布置暂按《关于印发〈客运专线CTCS-2级列控系统车载和地面设备配置及运用技术原则(暂行)〉的通知》(铁集成[2007]124号)第4.8.3条设置[7]，列车按停靠站台中部位置考虑。

(8)必须满足列车按规定的速度运行时，列车追踪序列上的各闭塞分区长度之和大于列车安全制动距离的要求。

(9)列车追踪间隔的计算须满足不减速追踪运行的基本原则。

(10)安全防护距离。

参照《CTCS-2级列控车载设备暂行技术规范》，本线常用制动和紧急制动的防护距离:站内紧急50 m、最大常用60 m；区间紧急100 m、最大常用110 m。

(11)码序显示。

机车牵引货物列车区间追踪时必须保证在其前方至少有3个闭塞分区空闲，地面信号机采用四显示制式，列车运行速度等级采用90～75～0 km/h。

机车牵引普速旅客列车区间追踪时必须保证在其前方至少有4个闭塞分区空闲，地面信号机采用四显示制式，列车运行速度等级采用160～115～0 km/h。

CTCS-2级列控系统轨道电路的正常码序为L5-L4-L3-L2-L-LU-U-HU，其中L5码序能确定前方至少有7个闭塞分区空闲。因此，L5码序必须满足CTCS-2级列控系统200 km/h速度列车安全运行的要求[8]。

(12)接发车进路。

机车牵引普速普速列车:当出站信号机为黄色灯光、绿黄灯光或绿色灯光时，可以办理列车进入区间，即普速列车从车站出发时，前方必须保证不少于1个闭塞分区空闲。接车时，必须保证列车能在站外停车，即列车距前方进站信号机不少于2个闭塞分区空闲[9]。

动车组列车(CTCS-2列控系统):当前行列车通过岔区后，接车进路解锁，可办理后行列车的接车进路；前行列车通过一离去后，发车进路解锁，可办理后行列车的发车进路。

3.2 节省工程投资原则

连盐铁路建设标准为有砟轨道线路，轨道电路极限长度按《ZPW-2000轨道电路技术条件》(TB/T 3206—2008)中的要求设计。

路基地段:轨道电路极限长度1 400 m；桥梁地段:轨道电路极限长度700 m；隧道地段:轨道电路极限长度500 m。

闭塞分区长度应根据轨道电路特性合理配置，尽可能利用轨道电路的最大设计长度[10]。

3.3 信号机分布安全原则

3.3.1 码序要求

CTCS-2级列控系统轨道电路的正常码序显示，必须满足列车按规定的速度运行时，列车追踪序列上的各闭塞分区长度之和(每7个闭塞分区)大于等于列车80%常用全制动距离(含空走距离)＋附加时间(各种设备动作时间及司机反应时间)走行距离＋安全防护距离。

3.3.2 满足轨道电路最小传输长度

ZPW-2000系列轨道电路最小长度，应满足车载设备正常接收轨道电路信息的要求，即Lmin≥Vmax·2.5s＋L常＋L绝。

目前，在客运专线普遍做法是无论 CTCS-2、CTCS-3，统一取300 m。因此，一个闭塞分区最小长度不小于300 m。但一般情况下，闭塞分区长度尽量不要按下限取值，因为虽然符合安全原则，但并不符合经济原则。

3.3.3 与电分相的距离要求

后一架信号点距电分相对应的列车牵引力切断点的距离，必须满足列车在该信号点停车后，重新起动能顺利通过电分相。

为满足停车误差、受电弓位置、安全防护距离的要求，列车恢复牵引力的地点距前一信号点应满足一定距离要求，本次设计原则上按不少于550 m考虑[11]。

3.3.4 一离去要求

一离去区间通过信号机位置在反向进站信号机外方，距反向进站信号机的距离应不小于700 m。

3.4 其他原则

正向按自动闭塞追踪运行，反向按自动站间闭塞运行。

4 闭塞分区长度确定

4.1 满足货物列车制动距离的最小闭塞分区长度的要求

根据四显示自动闭塞速度等级的划分[12]，任一闭塞分区长度应不小于机车牵引货物列车从90～75 km/h和从75～0 km/h的常用制动距离的最大值，相邻的两个闭塞分区的长度值和应不小于列车从90～0 km/h的常用制动距离、紧急制动距离。

根据《牵规》，计算机车牵引普速货物不同坡度下的常用制动距离，具体数据见表1。

表1 货物列车制动距离

4.2 满足普速旅客列车制动距离的最小闭塞分区长度的要求

根据四显示自动闭塞速度等级的划分，任一闭塞分区长度应不小于机车牵引普速列车从160～115 km/h和从115～0 km/h的常用制动距离的最大值，相邻的两个闭塞分区的长度之和应不小于列车从160～0 km/h的常用制动距离、紧急制动距离。

根据《牵规》，计算机车牵引普速列车不同坡度下的常用制动距离，具体数据见表2。

表2 机车牵引客车制动距离

4.3 满足动车组列车制动距离要求

CTCS-2级列控系统轨道电路的正常码序为L5-L4-L3-L2-L-LU-U-HU，其中L5码序能确定前方至少有7个闭塞分区空闲，即为满足动车组列车制动距离要求，7个闭塞分区长度之和不能小于动车组列车从最高运行速度205(200＋5)km/h至0的常用制动距离以及(含空走距离)、附加时间(各种设备动作时间及司机反应时间)走行距离、安全防护距离之和的要求。不同坡度下计算制动距离见表3。

表3 动车制动距离

4.4 闭塞分区长度的确定

从动车组列车和普速列车制动距离来看，单个最小闭塞分区长度在满足普速客货列车制动距离条件后，也能满足速度200 km/h动车组列车制动距离要求，即单个最小闭塞分区长度一般不小于1 200 m。但单个闭塞分区长度与轨道极限长度有一定冲突，在实际布置信号机中，结合轨道电路极限长度和区间追踪间隔时分要求进行适当调整，一般地段按照不大于2 000 m设计，另考虑到尽可能提高车站接发车能力，在不受接触网电分相影响的前提下，车站附近的一些闭塞分区适当缩短。

5 区间布点结果及检算

5.1 区间布点结果

上行231.7 km，共布置区间通过信号机150架(不含进出站信号机)，平均闭塞分区长度为1 347 m(含进出站信号机)；上行231.8 km，共布置区间通过信号机152架(不含进出站)，平均闭塞分区长度为1 332 m(含进出站信号机)。

5.2 布点结果检算

5.2.1 制动距离检查

经验算，连盐铁路区间通过信号机中任意两个闭塞分区的长度或任意一个闭塞分区的长度(最小闭塞分区长度为1 150 m，位于坡度大的上坡段)，均能满足机车牵引普速旅客列车160～115 km/h或115～0 km/h的制动距离要求。同时，任意7个闭塞分区长度之和均大于205～0 km/h常用制动距离的要求。

5.2.2 区间追踪间隔时分检算

经检算，区间最大追踪间隔时分货物列车为5.7 min、普速客车为3.6 min、动车组列车为2.3 min。各类列车均可满足最小追踪间隔要求。

6 结论

客货共线200 km/h铁路多种类型列车共线运行，运输要求差异大，导致其区间信号布点影响因素较多，区间布点复杂。本文通过结合连盐铁路主要技术条件，根据相关技术规范、规定要求，提出了区间布点原则及方法，为其他同类铁路项目的建设提供一定的借鉴作用。