道岔距離有效站臺端部的距離研究

周鵬飛 王 琰

（鐵道第三勘察設計院集團有限公司，天津 300142）

在城市軌道交通工程中，有效站臺距道岔基本軌端部及道岔后方警沖標的長度合理設計，既能節省土建工程投資，又能提高線路的運營能力。

1 有效站臺端部距道岔基本軌端部長度的定義

《地鐵設計規范》（GB50157-2003）對有效站臺端部距道岔基本軌端部長度作了如下定義，“5.2.9 道岔宜靠近車站設置，但道岔基本軌端部至車站站臺計算長度端部的距離不應小于5 m”。在地鐵規范隨后的條文說明中，對5 m防護距離的定義進行了解釋，“規定道岔距站臺端部的距離，是從列車折返能力和道岔整體道床鋪設范圍及道岔信號設備的位置考慮的。要求道岔盡量靠近車站設置，主要為便于運營管理，有利于發揮線路的效能，一般應在5～10 m內選定，但道岔距站臺也不能太近，否則會影響其他設備的鋪設和安裝，因此規定不應小于5 m”。

2 道岔距離有效站臺端部長度的分析

在城市軌道交通工程中，道岔距離有效站臺端部長度一般需要考慮信號設備安裝距離，需根據車輛和信號系統等相關參數經過計算確定。

國內城市軌道交通設計中，有效站臺距道岔基本軌端部長度普遍采用不小于5 m。

3 道岔距離有效站臺長度的計算

根據深圳地鐵5號線數據進行分析，當列車停車而軟件無法識別的情況下，將反方向按照向前最大加速度給出牽引，加速度為1 m/s2。

為了保證行車安全，確保整個信號系統設計的安全完整性水平（SIL）應達到4級；整個信號系統安全設備導向危險側的概率指標≤10-9。由于車輛控制系統不是SIL4的安全系統，在信號系統設計中應充分考慮車輛錯誤施加反方向加速度的情況。

當列車停車時，信號系統將監督列車倒溜，當列車倒溜距離大于0.5 m（系統定義）或列車倒溜速度大于指定速度（該速度根據線路最大坡度計算，即當列車倒溜0.5 m時的最大速度）時，列車將觸發緊急制動。

在列車倒溜并觸發緊急制動后，需保證列車不壓入道岔岔尖或警沖標，否則，倒溜時將可能出現列車擠岔（當列車倒溜時正好動作道岔）或側沖的危險。

因此，在計算次級檢測設備與道岔岔尖的距離或警沖標的距離時主要考慮以下兩種情況。

3.1 道岔對向車站站臺

在道岔對向車站站臺情況下，次級檢測設備與道岔岔尖的距離示意如圖1所示。為了定義道岔岔尖與次級檢測設備的最小距離，列車倒溜或反向運行將可能跨過次級檢測設備：該次級檢測設備和岔尖的距離必須足夠長，以確保列車倒溜時，不會退行到道岔上。

次級檢測設備邊界和岔尖的安全距離應大于或等于Lt，該距離定義如下。

其中：

L1：是指次級檢測設備本身不能檢測的模糊區域。

L2=L3-L4：指分路點間距，即第一車軸與第二車軸之間距離。

L3：是指從列車車頭到第一個能被次級檢測設備安全分路的點（根據深圳地鐵5號線車輛提供的技術參數），由于計軸設備系統的平均誤計率為10-9，漏計2個計數的情況其最大概率將小于10-9，因此，安全分路點是指第二個車軸的位置。

L4：等于從列車車頭到第一個車軸的距離。

L5：等于安全倒溜距離（其計算方式見后續內容）。

3.2 道岔順向車站站臺

在道岔順向車站站臺情況下，次級檢測設備與警沖標的距離示意如圖2所示。列車在發生倒溜時，次級檢測設備至警沖標的距離必須足夠大，以防止列車沖進警沖標區域，與來自道岔彎股方向的列車發生側沖。

次級檢測設備邊界與警沖標的安全距離需大于或等于Lp，該距離定義如下：

3.3 安全倒溜距離L5計算

安全倒溜距離的組成如圖3所示。

其中：

S1：倒溜安全觸發距離；

S2：信號系統檢測出倒溜并檢測出要觸發EB時，列車運行的距離；

S3：信號系統觸發EB，到車輛開始制動，列車運行的距離；

S4：在不斷施加制動過程中，列車所運行的距離；

S5：至完全停穩，列車所運行的距離。

根據深圳地鐵5號線信號系統的特點和車輛系統參數，當坡度為2‰時，倒溜安全觸發距離S1=0.5 m，安全倒溜距離L5=S1+S2+S3+S4+S5≈6 m。（根據深圳地鐵5號線信號系統及車輛系統參數計算的過程省略）

3.4 道岔距離有效站臺長度的計算

根據深圳地鐵5號線車輛性能和計軸設備性能，相關參數如下。

次級檢測設備（計軸）模糊區 L1=0 m；

車頭距第二個車軸的距離 L3=6.51 m；

車頭距第一個車軸的距離 L4=4.01 m；

安全倒溜距離 L5≈6 m。

因此，對于2‰的下坡道，計軸至道岔防護點（即岔尖或岔后警沖標）的距離須滿足：

目前城市軌道交通中，由于不同城市采用的道岔類型不同，道岔采用60 kg/m 9號道岔，岔尖距離道岔端部基本軌縫一般小于3 m，故有效站臺端部距道岔基本軌端部長度不應小于8 m為宜；有效站臺端部距岔后警沖標的距離應不小于15 m為宜。

因深圳地鐵5號線次級檢測設備采用計軸設備，如果檢測設備采用感應環線或軌道電路等，需要考慮次級檢測設備本身的模糊區長度，有效站臺距離道岔的距離將相應增加。

以上所有研究分析均基于一定的道岔、車輛和信號系統等相關技術參數的條件下進行，由于不同城市在城市軌道交通建設過程中，采用的道岔、車輛和信號系統等相關技術參數的不確定性，此分析僅簡單介紹了計算過程，詳細地計算需要進行相關的模擬試驗及設備的技術參數。

4 結論

在城市軌道交通建設中，提高行車效率與降低土建投資是相互矛盾的。總之，設置合理的道岔距離有效站臺端部的長度，不僅能滿足運營安全、提高運營效率，還可節約工程投資。

[1] GB50157-2003 地鐵設計規范[S].

[2] TB10007-2006 鐵路信號設計規范[S].

[3] GB/T 12758-2004 城市軌道交通信號系統通用技術條件[S].

[4]中國鐵路通信信號總公司研究設計院 鐵路工程設計技術手冊（信號）[S]．1994．

[5]傅世善．閉塞與列控概論（第九講）—采用虛擬閉塞方式的列控系統[J]．鐵路通信信號工程技術，2006，3（3)：63-64.