海外套轨铁路列车轴距检查及其信号工程设计

畅晓通

（卡斯柯信号（成都）有限公司，成都 610010）

随着中国铁路跟随“一带一路”出海落地，国内铁路建设者们迎来大量走出去的机会。在已经拥有既有铁路线路的海外国家推进落地的铁路线路往往需要考虑纳入当地已形成的铁路网进行运营。新建铁路的各项标准也势必需要适应当地既有铁路标准，此类非中国标准的铁路相较全套中国标准输出的铁路项目数量更旁大。在这样的大前提下信号专业必须能保证与已投用的铁路保持同标准或进行必要的互联互通研究。中国信号产品在出海后如何适应当地铁路标准成为了信号专业在海外工程面临的主要挑战。

1 海外铁路套轨应用情况介绍

海外铁路因历史原因存在大量不同轨距的线路同时运营的情况。不同轨距的线路在同站办理客货运业务时，为了节省用地面积、轨道设备投资同时增加车辆运营灵活性大量采用套轨线路[1]。常见的套轨线路由基本轨与不同轨距的2 根轨道共枕组合形成三轨套轨，宽轨列车运行时占压基本轨与宽轨，窄轨列车运行时占压基本轨与窄轨[2]，如图1 所示。

图1 三线套轨线路现场图示

与站内大量采用套轨线路不同，区间线路常因建设标准不同可能仅为宽轨或窄轨。在套轨与单轨距线路连接处一般仅有标识牌进行指示，基本轨保持连续但第三轨将直接断开，如图2 所示。如有宽轨列车办理进路至米轨线路，车体离开套轨线路时将发生掉道，反之亦然。此情况会对铁路运行安全造成较大影响，应尽量避免其发生。

图2 现场套轨与米轨接轨处图示

传统联锁系统对套轨区段的检查无法区分列车轴距信息，仅判断区段占用、道岔状态、敌对进路与照查信息等条件[3]。无法对车辆进入错误轴距进路的情况进行有效防护。

2 现场情况调查与业主需求

以孟加拉国帕德玛大桥铁路连接线工程为例，经调查该国铁路在用车站栋吉（TONGI）站情况为站内股道同时包含套轨、宽轨、米轨3 种轨距尺寸。本站开向普拜耳（PUBAIL）方向线路为米轨（显示界面左侧上方双线），开向达尔萨姆（DHIRASRAM）方向线路为套轨（显示界面左侧下方单线）。套轨股道出站信号机上装设有轨距显示牌（出站信号机顶部方框），用来提醒司机前方进路轨距属性。

现场记录本站联锁进路的控制方式如下所述。

1）当值班员办理站内向米轨区间的发车进路后联锁系统检查与锁定进路内方道岔与区段条件并在联锁操作界面给出指示（绿色线条部分），但进路始端信号机仍保持关闭并显示禁止信号红色灯光。

2）待车辆压入发车进路接近套轨股道区段后联锁系统识别车轴轨距信息，并在股道区段处给出轨距提示，显示MG（Meter Gauge）字样，示意停留在此区段的列车为米轨列车。随后发车信号机自动转为开放信号并显示黄色灯光，同时该架信号机轨距显示牌显示MG 字样，提示进路运行前方线路为米轨。

孟加拉铁路局业主要求我方新建套轨车站的信号系统显示与操作方式应尽量与在用车站相同，应尽可能保障繁忙套轨车站的运营安全。

3 运行场景分析与方案选择

针对上述问题和现场实际工程需求，我方需解决新建套轨车站信号显示与操作和在用铁路一致性问题，并分析相应工程代价与安全性的关系。论证设计方案如下。

3.1 人工确认模式（方案一）

车辆运用场景：联锁系统在点灯时同时点亮宽窄轨指示标识牌，指示前方开通进路的宽窄轨属性。列车司机需在出站信号机前减速停车，并根据指示牌确认本务机车轮距是否与开通进路方向的轨距相符。司机确认无误后继续向前运行否则不能越过本架信号机。

工程代价：全站无岔区段与道岔区段均设置普通套轨轨道电路，出站信号机装设进路轨距指示牌。室内外工程代价最低，轨旁设备配置与其余正线车站基本一致。

存在的问题：对运营人员与司机要求高，不满足业主宽窄轨显示的需求，现场沟通已被否定。

3.2 联锁显示辅助的人工确认模式（方案二）

车辆运用场景：在（方案一）场景的基础上，由联锁分别采集宽窄轨独立轨道条件获取车体信息并在联锁操作终端界面进行显示。车站值班员根据联锁界面指示辅助确认车体轮距。其余使用场景相同。

工程代价：在业主需要显示宽窄轨车辆的无岔区段设置宽窄轨检查套轨轨道电路，其余无岔区段及所有道岔区段均设置普通套轨轨道电路。需增加相应的轨道电路室内外设备（包含轨道微电子接收器、室外箱盒、钢轨引接线、轨道电路变压器和调整电阻等）。联锁系统需增加采集码位与板卡，修改控制与显示界面逻辑。工程代价中等。

存在的问题：值班员仅能通过联锁控制与显示单元（VDU）界面对股道停车的车体进行宽窄轨识别确认，预排列的进路无法防护。联锁进路的正确性仍然由值班员负责。

3.3 联锁逻辑辅助的人工确认模式（方案三）

车辆运用场景：在（方案二）场景的基础上，增加联锁逻辑卡控。需要卡控的进路为套轨股道向宽轨或窄轨区间的发车进路。对运行场景分析如下。

3.3.1 对于车辆未压入宽窄轨识别区段前办理的进路（预排近路）

对于预排发车进路：联锁在进路办理完毕后应控制进路始端信号机保持关闭状态。待列车压入检查区段，联锁采集到车辆宽轨或米轨占用信息后与已办理进路宽、窄轨属性进行对比：进路轨距属性与接近轨车体宽、窄属性判定一致时，则进路始端信号立即转为开放状态，列车可向前运行越过始端信号机进入进路范围内；若判定不一致，则进路始端信号仍保持关闭状态，列车司机应采取制动并在信号机前方停车。

对于预排的通过进路：值班员需手动或联锁一次性办理出站闭塞、发车、与进站3 条组合进路（海外铁路发车进路一般是出站信号机到总出站信号机而非国内可直接发至区间），其中发车进路在办理完成后因列车暂未压入股道宽窄轨识别区段，故出站信号机保持红灯关闭状态，相应的进站信号机与外部信号机点亮黄灯与双黄灯，限制列车进站速度。直至车辆压入股道并由联锁系统完成车体轴距确认后出站信号机自动转为开放状态，车体继续向前越过沿途信号机进入区间完成通过进路办理。

3.3.2 对于已停在股道的列车办理发车进路（非预排进路）

由联锁软件识别并记忆车辆的轮距信息，与值班员可办理的进路进行逻辑检查，对不符合该车轮距的发车进路进行屏蔽处理。在进路办理成功后持续检查接近区段的轨距信息，轨距信息不一致的情况下应保持始端信号机显示关闭信号。

工程代价：与方案二基本一致。联锁需额外增加特殊逻辑开发成本。但总成本增加依然可接受。

存在的问题：①灯光显示与正线非套轨车站存在差异，需司机单独学习记忆。②对轨道电路设备维护的要求提高。轨道电路在故障的情况下无法送出有效的宽、窄轨判断信息，将导致联锁系统无法进行有效的进路性质判断并失去宽窄轨防护能力。

3.4 方案选定

通过以上3 种方案的研究和论证，方案三在工程代价提升幅度可接受的范围内具有显著的技术安全优势，同时保持业主操作习惯不变，并得到孟加拉业主肯定。经综合比较，推荐方案三。

4 信号工程设计

4.1 室外工程设计

套轨线路对于列车占用检查装置、套线道岔、信号机及转辙机均有特殊要求[4]。

海外铁路列车占用检查装置可采用GXJ-25 型25Hz相敏轨道电路。其中进站外方接近轨及站内股道可设置具有占用车辆轴距检查功能的双送双受型轨道电路。本型轨道电路可在三轨套轨中分别检查2 种轨距占用情况并输出2 个独立的轨道占用条件，轨道电路原理如图3 所示。其余道岔区段与无需独立区分宽窄轨的区段采用宽窄轨并联的一送一受25 Hz 相敏轨道电路，如图4 所示。

图3 套轨区段宽窄轨独立检查轨道电路原理

图4 套轨区段宽窄轨并联检查轨道电路原理

套线道岔内部电气绝缘节与轨道电路跳线布置应充分考虑道岔结构与轨道电路性能要求，同时应保证死区段长度不大于2.5 m[5]。

信号机应在有需求的出站信号机额外增加轨距指示牌，显示前方进路轨距信息，提醒司机确认。

转辙机除动作杆需考虑三轨同时拉动的需求外，也应设置3 根独立标示杆或使用国内标准双轨转辙机配合道岔秘贴检查器完成三轨独立检查。保证任何一轨挤岔或密贴不良时道岔表示可靠断开。

4.2 联锁表设计

联锁表设计应按照当地联锁表设计规则与车站信号平面图进行设计，但基本联锁表要素与国内联锁表编制要求相同[6]。应注意以下几点。

1）说明栏：除通用说明外增加特殊说明，既开向仅为宽轨或米轨区间的发车进路在办理完后，进路防护信号机将持续显示关闭信号直至接近区段被正确轨距的列车占压后转为开放信号。

2）灯光显示栏：增加进路轨距指示牌相关显示。

3）接近锁闭区段栏：进路的接近锁闭区段应同时包含宽轨与窄轨接近轨道占用信息。接近区段长度应由列车制动检算得出或由当地业主指定。

4）进路解锁占压区段栏：仅顺序占压正确轨距轨道并按照顺序出清占用区段后方可进行进路解锁。

5）区间闭塞表：增加说明闭塞办理仅针对正确轨距车辆（站内来车已由上述联锁逻辑进行卡控，此处仅对值班员操作进行提醒）。

4.3 室内设备设计

站内部分区段采用2 送2 受轨道电路，室内轨道电路接收器与全电子板卡采集码均应配套室外设备进行设计，总数量较传统车站有所增加。应统筹考虑联锁机柜、轨道柜、防雷分线柜的空间。

方案中新增的轨道电路设备与信号机轨距指示牌所需用电量也应纳入电源屏与UPS 统筹考虑。

房屋面积、结构载荷等均应满足设备需求。

5 结束语

海外工程设计工作面临国情、规范、用户习惯差异等诸多不确定因素。本文对套轨线路车站可能遇到的特殊需求进行了梳理，对海外在用车站的情况进行了调查，分析比对不同的信号工程方案并针对推荐方案的信号工程设计给出建议。可为后续海外套轨线路信号工程设计提供参考，提高海外铁路信号工程设计水平。