張敏慧

（中鐵第四勘察設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司，武漢 430063）

1 客運(yùn)專線運(yùn)營的特殊要求

客運(yùn)專線高速度高密度的運(yùn)行對線路、橋梁、隧道以及各型控制系統(tǒng)都提出了更多更高的要求。

客運(yùn)專線列車控制系統(tǒng)一般采用CTCS-2級或CTCS-3級列車運(yùn)行控制系統(tǒng)，列車運(yùn)行不再采用傳統(tǒng)的地面信號機(jī)作為行車憑證，轉(zhuǎn)而采用車載ATP的指示作為行車憑證。區(qū)間線路不設(shè)置地面信號機(jī)，車站內(nèi)列車信號機(jī)常態(tài)為滅燈[1]。列控系統(tǒng)為保證列車在站內(nèi)可靠安全停車，留出了安全防護(hù)距離，甚至過走防護(hù)距離，地面通過應(yīng)答器作為絕對停車的觸發(fā)點(diǎn)，這些對站內(nèi)信號機(jī)的設(shè)置均提出不同以往的要求[2,3]。

客運(yùn)專線的線路、橋梁等基礎(chǔ)設(shè)施工藝要求均比既有線工藝要求更高，路基、橋面等一旦成型不允許開挖，尤其速度等級達(dá)到350 km/h的線路一般采用無砟軌道，其路基路面等要求更為嚴(yán)格。客運(yùn)專線一般采用無縫鋼軌以提高旅客乘坐舒適度，相應(yīng)站內(nèi)絕緣節(jié)采用膠接絕緣，軌縫膠接位置與軌道的強(qiáng)度等有關(guān)。這些條件將會(huì)制約信號電纜敷設(shè)的自由度、軌道電路的設(shè)置，給信號平面設(shè)計(jì)帶來一定的影響。

此外，客運(yùn)專線維護(hù)維修采用垂直天窗方式，在每晚12：00～4：00的維修時(shí)間段內(nèi)將會(huì)與接觸網(wǎng)檢修、工務(wù)檢修、電務(wù)檢修等車輛上線進(jìn)行維修作業(yè)，目前該類車輛均尚未配置有車載ATP設(shè)備，因此在信號平面乃至信號設(shè)計(jì)方案中，需要充分考慮該類列車的維修作業(yè)需求。

2 信號平面圖設(shè)計(jì)方法

客運(yùn)專線一般中間站多為4～7股的站形，如圖1，2所示。

其站場正線配軌長度一般考慮至少50 m，站臺(tái)長度450 m，股道有效長（警沖標(biāo)至警沖標(biāo)）不小于650 m。

2.1 進(jìn)出站信號機(jī)設(shè)置原則

進(jìn)出站信號機(jī)一方面是未裝配ATP列車在站內(nèi)的行車憑證，另一方面也是ATP列控系統(tǒng)控制列車停車的位置。

進(jìn)站信號機(jī)采用與既有線一致的機(jī)構(gòu)，考慮設(shè)置在車站最外方道岔外方，并充分考慮站場專業(yè)在道岔外方的配軌長度。一般來講站場最外方道岔外方配軌100 m，因此進(jìn)站信號機(jī)設(shè)于圖1、2中1#，2#道岔外方100 m處，為便于線纜過軌，進(jìn)站信號機(jī)考慮上下行線并置。

在能滿足高柱信號機(jī)安全防護(hù)距離的情況下，進(jìn)站信號機(jī)考慮設(shè)置為高柱，但客運(yùn)專線較常采用的AT供電方式其接觸網(wǎng)桿塔距離鄰近線路中心的位置為3 m，高柱信號機(jī)如需避開其AF線、PW線，則需要電氣化專業(yè)在進(jìn)站信號機(jī)附近對導(dǎo)線進(jìn)行抬高或外架等特殊方式處理，給施工及維護(hù)帶來不便，甚至部分地段在采取措施的情況下仍無法滿足安全防護(hù)距離的要求。根據(jù)目前開通的一些客運(yùn)專線情況來看，由于正常情況下該信號機(jī)為滅燈狀況，僅作為分區(qū)的間隔指示，在機(jī)務(wù)部門認(rèn)可的前提下，進(jìn)站信號機(jī)大都采用了七燈位矮型機(jī)構(gòu)。

出站信號機(jī)采用不帶表示器的HLB三燈位矮型機(jī)構(gòu)[4]，設(shè)置在接車進(jìn)路終端處的股道上，對于全部動(dòng)車運(yùn)行的線路，除了考慮在岔后警沖標(biāo)外5 m（主要考慮動(dòng)車組的第一輪對距離車前端較既有機(jī)車更長，大約為5 m）外，還需要考慮列車的過走防護(hù)距離50 m[2]。從圖1、2中看，各股道出站信號機(jī)考慮設(shè)置在5#，7#，6#，8#或9#，11#，13#，15#，6#，8#，10#，12#岔后警沖標(biāo)后50 m處。這里需要關(guān)注的情況為圖1中3 G和圖2中5 G下行出站信號機(jī)，該信號機(jī)實(shí)際處于道岔的岔前，比照過走防護(hù)區(qū)段50 m的考慮規(guī)則，該處出站信號機(jī)應(yīng)該設(shè)置岔前（圖1的10#，圖2的14#道岔岔前)軌縫前50 m處。

此外，為便于控制電纜過軌管道的統(tǒng)一設(shè)置，各股道出站信號機(jī)盡量考慮并置或分組并置，采用并置方案時(shí)，需檢查軌道相關(guān)的限制條件是否滿足。

（1）滿足動(dòng)車組可完全停在站臺(tái)區(qū)域。

動(dòng)車組停車位置與出站信號機(jī)位置和ATP控車方案有關(guān)。

如果股道僅考慮單方向接車，動(dòng)車停車位置情況如圖3所示。

其中a為出站信號機(jī)距離警沖標(biāo)的位置，該距離應(yīng)大于等于過走防護(hù)距離50 m；b為列控系統(tǒng)站內(nèi)的安全防護(hù)距離60 m；c為列車長度（目前兩節(jié)重聯(lián)列車最長車型為428 m），d為站臺(tái)長度，一般客專線路為450 m；e為站臺(tái)端距離岔后警沖標(biāo)的位置。這時(shí)出站信號機(jī)設(shè)置位置需滿足：

在站臺(tái)位于股道中央時(shí)，上式可表達(dá)為：

如果股道需要考慮雙方向接車，且要求正、反向動(dòng)車停車位置相同（例如為滿足旅客指示牌或安全門的要求），則動(dòng)車組停車位置情況如圖4所示。

這時(shí)要求：

即 a≤（L股道有效長-548）/2 ……式（2）（2）軌道電路分支長度滿足要求。

2.2 調(diào)車信號機(jī)設(shè)置原則

客運(yùn)專線區(qū)間不設(shè)信號機(jī)僅設(shè)置信號標(biāo)志牌，車站內(nèi)進(jìn)、出站列車信號機(jī)則常態(tài)滅燈，動(dòng)車司機(jī)沿路不再望到信號顯示。而站內(nèi)調(diào)車信號機(jī)常態(tài)顯示藍(lán)燈，動(dòng)車司機(jī)駕駛時(shí)會(huì)看到該信號機(jī)的顯示，對司機(jī)的望及駕駛思路會(huì)產(chǎn)生一定的干擾，因此客運(yùn)專線線路上車站客運(yùn)專線線路正線區(qū)段盡量不設(shè)調(diào)車信號。

此外，由于客運(yùn)專線車站內(nèi)平時(shí)幾乎沒有調(diào)車作業(yè)，應(yīng)盡量少設(shè)調(diào)車信號機(jī)的設(shè)置，但考慮到維修天窗時(shí)間內(nèi)接觸網(wǎng)維修車輛對供網(wǎng)系統(tǒng)檢修作業(yè)的便利性，在車站內(nèi)能完成多股道間轉(zhuǎn)線作業(yè)處考慮設(shè)置個(gè)別調(diào)車作業(yè)，例如圖2中3#，5#道岔岔前處（但該處位于正線，因此可根據(jù)相關(guān)運(yùn)營部門意見考慮是否設(shè)置該調(diào)車信號）。岔前的進(jìn)站信號機(jī)處一般可完成站內(nèi)各股道的專線作業(yè)，但如果設(shè)置進(jìn)站內(nèi)方的調(diào)車信號機(jī)，為保證軌道電路反應(yīng)時(shí)間要求，需將進(jìn)站信號機(jī)外移、從而加長站區(qū)長度，不利充分發(fā)揮區(qū)間運(yùn)行效率，因此客運(yùn)專線車站一般不考慮設(shè)置進(jìn)站內(nèi)方的調(diào)車信號機(jī)，采用越站調(diào)車的方式進(jìn)行轉(zhuǎn)線作業(yè)。車站維修工區(qū)、存車線等位置，例如圖1中的10#，12#，14#道岔處，則可根據(jù)常規(guī)鐵路的調(diào)車信號機(jī)布置原則進(jìn)行調(diào)車信號機(jī)的設(shè)置；此外調(diào)車信號機(jī)的設(shè)置需兼顧集中過軌要求、軌道電路設(shè)計(jì)長度、絕緣節(jié)設(shè)置原則等要求。

2.3 軌道電路設(shè)置原則

由于移頻軌道電路在發(fā)碼控制方面具備很強(qiáng)的靈活性，客運(yùn)專線車站（除特殊大站外）一般考慮全站采用移頻軌道電路。

移頻軌道電路設(shè)置需要考慮的邊界條件包括站內(nèi)最小軌道區(qū)段長度的定義、載頻的配置、道岔區(qū)段的道岔布局、不同道岔布局下分支長度、股道上出站信號機(jī)設(shè)置位置、軌道專業(yè)對短軌布置的要求等。

站內(nèi)正線移頻軌道電路設(shè)計(jì)長度一般不小于按照最高速度運(yùn)行2.5 s和20 m的余量要求[1]；道岔區(qū)段ZPW-2000A軌道電路長度應(yīng)小于400 m，特殊情況不應(yīng)大于600 m。每個(gè)道岔區(qū)段不宜超過2個(gè)道岔。當(dāng)區(qū)段只有1個(gè)道岔時(shí)，無受電分支長度不應(yīng)大于160 m。當(dāng)區(qū)段有2個(gè)道岔時(shí)每個(gè)無受電分支長度分別不應(yīng)大于80 m和160 m[5]?？紤]為避免鄰線干擾問題，站內(nèi)無岔、股道區(qū)段ZPW-2000A軌道電路區(qū)段長度不大于650 m。軌道電路長度示意如圖5所示。

客運(yùn)專線基本考慮采用膠結(jié)絕緣方式進(jìn)行鋼軌絕緣處理，因此軌道電路絕緣節(jié)的設(shè)置位置需要考慮軌道專業(yè)配軌、膠結(jié)絕緣節(jié)的具體制作方案。目前膠結(jié)絕緣的制作方式分為廠制膠結(jié)絕緣接頭現(xiàn)場焊接、現(xiàn)場制作膠結(jié)絕緣兩種方式。由于廠制膠結(jié)絕緣接頭在焊軌溫度、環(huán)境潔凈度、日后維護(hù)更換等方面均占有優(yōu)勢，推薦工程中優(yōu)先采用該方式。根據(jù)軌道專業(yè)相關(guān)規(guī)范，正線軌道區(qū)段配軌長度不小于12.5 m，如果是一個(gè)廠制絕緣接頭則其膠結(jié)絕緣位置距離道岔尖軌前端或岔根后端軌縫至少6.25 m，信號平面圖設(shè)計(jì)中絕緣節(jié)位置不應(yīng)像以往鐵路中在道岔前后軌縫處設(shè)置，而是一般考慮在距離軌縫6.25 m的整數(shù)倍處設(shè)置，如圖6所示。特殊困難地段，也可考慮在岔前和岔后軌縫處進(jìn)行現(xiàn)場膠接絕緣。

考慮絕緣破損防護(hù)、列控系統(tǒng)對地面載頻布設(shè)的需求，全站采用一體化軌道電路時(shí)，移頻軌道電路載頻配置按如下原則進(jìn)行：上行線側(cè)采用上行線頻率、下行線側(cè)采用下行線頻率，正線絕緣節(jié)兩側(cè)采用不同載頻；正線移頻軌道電路的頻率與區(qū)間移頻軌道電路統(tǒng)籌排列；客運(yùn)專線軌道電路頻率信息由應(yīng)答器向車載設(shè)備發(fā)送，因此軌道電路不發(fā)送轉(zhuǎn)頻信息，站內(nèi)軌道電路頻標(biāo)設(shè)置可較靈活。站內(nèi)軌道電路載頻布置示意如圖7所示。其中3G雖然長度不足650 m，但為了絕緣節(jié)兩側(cè)軌道電路頻率錯(cuò)開，股道區(qū)段增加了分割點(diǎn)。

某些工程受投資等各種因素所限，在站內(nèi)采用25 Hz軌道電路，軌道電路的長度則不受上述軌道電路反應(yīng)時(shí)間和一體化軌道電路分支長度的限制，但需滿足25 Hz軌道受電分支長度要求，在電碼化頻率選擇、切頻時(shí)機(jī)等方面需要根據(jù)列車開行的上、下行線方案做好統(tǒng)籌考慮。

需要關(guān)注的問題是，在客運(yùn)專線列控方式下，由于列車在接受到UU（或UUS）信息時(shí)，其目標(biāo)停車點(diǎn)為下一架列車信號機(jī)，例如圖8中（某大型車站局部，由于咽喉區(qū)較長，設(shè)置了總出站和接車進(jìn)路信號機(jī)），當(dāng)排列了X-XL1的列車進(jìn)路，列車在X的接近區(qū)段收到UU或UUS時(shí)，列車以XL1為停車點(diǎn)運(yùn)行，直到列車制動(dòng)到零或重新收到有效低頻碼后，按照新的運(yùn)行許可重新計(jì)算制動(dòng)模式曲線運(yùn)行。如果XL1接近區(qū)段無碼，或者有碼的距離較短，當(dāng)XL1處于開放狀態(tài)時(shí)，由于列車無法盡早獲得有效低頻碼，導(dǎo)致列車無謂的制動(dòng)，而在獲得低頻碼后又重新緩解加速。為避免列車無謂制動(dòng)，信號機(jī)接近區(qū)段（特別需要關(guān)注的側(cè)向接近區(qū)段）有碼范圍必須是進(jìn)路上列車最高運(yùn)行速度制動(dòng)到零時(shí)的常用制動(dòng)距離+安全防護(hù)距離。在軌道電路制式選擇方面，需要綜合考慮系統(tǒng)的可實(shí)施性、可控性，綜合對比技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，合理選擇采用一體化軌道電路的范圍。例如圖8所示，該車站場規(guī)模大，由于工程投資限制，其非正線、股道區(qū)域往往采用25 Hz軌道電路方案。根據(jù)上述原因XL1，XL3，SZ1，SZ3的接近區(qū)段需要考慮有碼，因此可根據(jù)這些信號機(jī)接近區(qū)段一定距離范圍內(nèi)（包括1DG，3DG，AG，BG等）有碼的要求，綜合考慮軌道電路長度要求、發(fā)碼控制方案、電碼化及一體化軌道電路的投資差異等因素，合理選擇這些區(qū)域內(nèi)軌道電路制式。

2.4 站內(nèi)應(yīng)答器設(shè)置原則

根據(jù)目前鐵路的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)[2,6,11]，進(jìn)站信號機(jī)處一般設(shè)置有由一個(gè)有源、兩個(gè)無源應(yīng)答器組成的進(jìn)站應(yīng)答器組，其中有源應(yīng)答器距離信號機(jī)最近，為30 m，組內(nèi)應(yīng)答器間距為5 m；到發(fā)線及有圖定轉(zhuǎn)線作業(yè)的正線（一般指設(shè)置有站臺(tái)的大型始發(fā)終到站的正線，或有聯(lián)絡(luò)線銜接的車站正線）出站信號機(jī)處設(shè)置有由一個(gè)有源、一個(gè)無源應(yīng)答器組成的出站應(yīng)答器組，其中有源應(yīng)答器距離信號機(jī)最近，全部開行動(dòng)車組的車站中該應(yīng)答器組距離出站信號機(jī)距離為30 m（正線）或20 m（到發(fā)線），其他未考慮有過走防護(hù)距離的車站中該應(yīng)答器組距離出站信號機(jī)距離為65 m，組內(nèi)應(yīng)答器間距為5 m；全部開行動(dòng)車組的無轉(zhuǎn)線作業(yè)的出站信號機(jī)處設(shè)有兩個(gè)無源應(yīng)答器組組成的定位應(yīng)答器組，距離出站信號機(jī)距離分別為30、35 m；股道中間設(shè)置有一個(gè)定位應(yīng)答器（股道有分割時(shí)，考慮設(shè)置在分割點(diǎn)外方20 m或30 m）。

站內(nèi)有大號碼道岔時(shí)，需要考慮在區(qū)間適當(dāng)位置設(shè)置有大號碼道岔應(yīng)答器組。

2.5 平面圖上其他表述的內(nèi)容

2.5.1 站臺(tái)端位置

在信號平面布置圖上標(biāo)注處站臺(tái)端距離站中心的位置，這樣可以直觀地反映出出站信號機(jī)距離站臺(tái)端的位置，有助于判斷出出站應(yīng)答器設(shè)置位置是否充足、列車是否能全部停入站臺(tái)，并在有極端不滿足情況下，采取特殊的列控方式予以彌補(bǔ)。

2.5.2 取消股道有效長表格

傳統(tǒng)信號平面圖中繪制有各股道有效長的表格，用于反映各股道是否能停留超長貨物列車，股道有效長考慮從信號機(jī)至警沖標(biāo)的位置?？瓦\(yùn)專線運(yùn)行的均為動(dòng)車組，車組長度為固定8輛編組或16輛編組的動(dòng)車，不存在超長貨物列車在股道停不下車的情況。此外，站場專業(yè)的設(shè)計(jì)規(guī)范中將股道有效長定義為岔后警沖標(biāo)間的距離[4]，與信號平面表格中的定義不盡相同；且由于目前各股道出站信號機(jī)設(shè)置位置考慮并列，因此部分股道如果采用信號傳統(tǒng)的計(jì)算方法，會(huì)給相關(guān)部門帶來疑惑。鑒于這些存在問題，目前客運(yùn)專線信號平面圖中不再出現(xiàn)股道有效長表格。

2.5.3 道岔采用的轉(zhuǎn)轍機(jī)類型、牽引點(diǎn)等

為使信號后續(xù)設(shè)計(jì)更順利開展，客運(yùn)專線信號平面圖上除標(biāo)注道岔的轍叉號外，還應(yīng)標(biāo)注出道岔的專線號、配套轉(zhuǎn)轍機(jī)類型、牽引點(diǎn)個(gè)數(shù)以及密貼檢查器的設(shè)置情況。

2.5.4 進(jìn)站口坡度情況

客運(yùn)專線由于允許列車開行的速度高，其進(jìn)站口換算坡度的計(jì)算方法與常規(guī)按三顯示、四顯示方式運(yùn)行的普速鐵路也有不同[7]。目前通常的做法是在列車最高運(yùn)行速度制動(dòng)到零的緊急制動(dòng)距離（例如按照最高運(yùn)行速度350 km/h制動(dòng)到零的緊急制動(dòng)距離6 500 m，按照最高運(yùn)行速度250 km/h制動(dòng)到零的緊急制動(dòng)距離3 200 m）[8,9]內(nèi)連續(xù)計(jì)算是否存在有大于千分之六的換算坡度，如果存在，則在進(jìn)站口進(jìn)行標(biāo)注，以便進(jìn)行下坡道延續(xù)進(jìn)路的設(shè)置。

2.6 無配線車站信號機(jī)、軌道電路及應(yīng)答器的設(shè)置

對于目前城際鐵路上無配線線路所[10]，根據(jù)行車計(jì)算結(jié)果考慮設(shè)置進(jìn)、出站信號機(jī)，并考慮距離站臺(tái)端100～300 m；反向進(jìn)出站信號機(jī)考慮與正向出、進(jìn)站信號機(jī)并置；由于臨時(shí)限速按照區(qū)間臨時(shí)限速設(shè)置方案實(shí)施，進(jìn)出站信號機(jī)處的應(yīng)答器均考慮無源應(yīng)答器組；進(jìn)站口不用考慮換算坡度。

3 信號平面設(shè)計(jì)對相關(guān)專業(yè)的要求

由于采用了列控系統(tǒng)，軌道采用膠接絕緣，信號需要和站前專業(yè)就股道有效長、站臺(tái)布置位置、絕緣節(jié)設(shè)置位置進(jìn)行溝通，并提請站前專業(yè)在道岔設(shè)置、站場方案等方面充分考慮信號設(shè)備安裝位置，列控系統(tǒng)的特別要求。

[1]鐵運(yùn)[2008]19號 關(guān)于客運(yùn)專線信號系統(tǒng)若干問題的指導(dǎo)意見[S].

[2]鐵集成[2007]124號 客運(yùn)專線CTCS-2級列控系統(tǒng)車載和地面設(shè)備配置及運(yùn)用技術(shù)原則(暫行)[S].

[3]鐵科技[2009]34號 CTCS-3級列控系統(tǒng)總體技術(shù)方案V1.0 [S].

[4]鐵建設(shè)[2009]209號 高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范（試行）[S].

[5] TB/T 3206-2008 ZPW-2000軌道電路技術(shù)條件[S].

[6]科技運(yùn)[2009]21號 CTCS-3級列控系統(tǒng)應(yīng)答器應(yīng)用原則（V2.0）[S].

[7] TB 10007-2006 鐵路信號設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[8]鐵科技[2008]222號 鐵路客運(yùn)專線技術(shù)管理辦法(試行)（200～250 km/h部分）[S].

[9]鐵科技[2009]212號 鐵路客運(yùn)專線技術(shù)管理辦法(試行)（300～350 km/h部分）[S].

[10]運(yùn)基信號[2009]716號 無配線車站信號系統(tǒng)技術(shù)方案[S].

[11]科技運(yùn)[2008]143號 CTCS-2級列控系統(tǒng)應(yīng)答器應(yīng)用原則（V1.0）[S].