城際鐵路到發線有效長研究

周 波

(中鐵第四勘察設計院集團有限公司，武漢 430063)

近幾年隨著區域經濟的快速發展、城市群的逐漸形成，我國陸續規劃或實施了一些發展較快區域的城際鐵路項目。當前已開工或已建成的主要城際鐵路項目主要有長三角、珠三角、環渤海區域等交通發展迅速地區。由于城際鐵路作為城市及城市圈交通的一種全新有軌交通方式，既不同于高速鐵路及普通鐵路，也不同于城市地鐵及輕軌，既需要較高的運營速度，又要求公交化的行車組織方式及便捷換乘條件。但迄今為止，我國城際鐵路規劃設計還沒有對應的設計規范，僅針對到發線有效長進行研究探討，以便對城際鐵路的標準設計提供參考。

1 城際鐵路到發線有效長定義

參考既有鐵路相關規范［1-3］，將城際鐵路到發線有效長定義為到發線信號機至警沖標間的長度。車站到發線有效長除必須滿足列車長度外，還需考慮一定的停車余量，以及安全防護距離的要求，對于雙進路設計的到發線，其有效長還應考慮兩側的安全防護距離。因此，城際鐵路到發線有效長由列車長度、停車余量、安全防護距離、警沖標至絕緣節的距離組成。

2 城際鐵路到發線有效長分析

按照本文對城際鐵路有效長的定義，要確定城際鐵路有效長，就必須分析有效長組成因素:列車長度、停車余量、安全防護距離、警沖標至絕緣節的距離。

(1)列車長度(表1)

城際鐵路運行大站快車及站站停2種列車，列車一般采用CRH1-6動車組［4-7］，其中，CRH1城際動車組最長，8輛編組長度為213.5 m，取整為214 m。16輛編組長度為427 m。

表1 城際列車長度

(2)停車余量

根據目前已運營及開工建設的城際鐵路經驗，例如廣州至珠海、武漢至黃石、武漢至咸寧、武漢至孝感、武漢至黃岡等多條城際鐵路采用的信號系統均為CTCS-2系統。同時由于城際鐵路的公交化開行模式，要求城際列車需要精準的停車。因此參考國外運營及地鐵運營經驗，在既有CTCS-2系統的基礎上增加車載列車自動運行單元，聯鎖增加屏蔽門控制接口，在車站股道增加精確停車定位設施，實現列車的精確停車及屏蔽門自動控制。列車自動運行系統站臺定點停車精度在(±0.25～±0.50)m。因此在列車自動運行系統正常情況下，停車余量可減少至1 m，但非正常情況下，停車余量仍需采用客運專線設置方式，研究為保證安全，仍考慮停車余量取值10 m，困難條件下可考慮降低標準。

(3)安全防護距離

車站股道停車時列車安全防護距離的設置是為了列車意外超越“開行許可”時起安全防護作用。按照高鐵設計規范定義，安全防護距離主要考慮測速誤差、測距誤差、司機確認停車點距離及動車組過走防護距離。

因此安全防護距離一部分構成因素是由于測速誤差、測距誤差，以及信息傳輸的延遲、設備性能的精度等原因引起的在不利條件下列車在停車過程中產生的制動距離的偏差。另一部分是由于列車進站停車過程中速度達到一定值時列控將轉換為人控模式，極端情況下如果人力喪失了對列車的控制能力，列控將從人控模式自動轉換為機控模式，并采取緊急措施將列車制動停車，這個過程產生的防護距離［8-10］。

車站到發線的入口速度根據采用的道岔型號來決定，9號道岔側向速度為30 km/h，12號道岔側向速度為50 km/h，18號道岔側向速度為80 km/h。

根據文獻［8-10］的研究，當入口速度采用 80 km/h時，列車意外超速引起列車緊急制動停車的列車安全防護區段長度為47.8 m。

按照《既有線CTCS-2級列控系統車載設備技術規范(暫行)》(科技運［2007］45號)，文中定義的高鐵的安全防護距離取值為60 m，包含有安全余量的部分。按照60 m的防護距離可以保證即使出現最大的測量誤差，列車也不會越過出站信號機，因此為保證城際列車的運行安全，本文研究參照45號文的取值，安全保護距離取值60 m，其中含安全余量的部分為12.2 m，此距離可以與停車余量重疊布置。

(4)警沖標與絕緣節間距離

根據信號設計規范規定，對城際鐵路而言，警沖標至絕緣節的距離確定為5 m。

根據高鐵設計規范，出站信號機設置在距警沖標不小于55 m的地點(55 m含過走防護距離50 m，5 m為警沖標與絕緣節的距離)。

城際到發線有效長的構成如圖1所示。

圖1 有效長示意

因此有，L有效長=L列+2×(L防護+L過+L余+L警)

其中，L警為警沖標至防護信號機絕緣節的距離，取值5 m。

通過圖1可以得出一個結論:停車余量在計算站臺長度時必須考慮，但在計算有效長時，由于安全防護距離與停車余量可以重疊布置，因此在困難條件下，到發線有效長計算可忽略停車余量的部分。

3 城際鐵路到發線有效長計算

(1)有效長的實例計算

目前建成及在建的城際鐵路均按雙進路形式進行設計，因此到發線安全防護距離按雙進路考慮。

下面就以武黃城際鐵路車站布置為代表對車站到發線有效長進行實例計算。

武黃城際鐵路中間站主要分為有配線中間站、無配線中間站及盡頭式終點站3種形式。武黃城際鐵路初期運營速度采用250 km/h，信號采用CTCS-2，擬采用車型CRH5。

①有配線中間站到發線有效長

CRH5列車8輛編組全長211.5 m，16輛編組全長423 m，為保證安全精確停車取一定的停車余量。站臺長度計算結果見表2。

表2 站臺長度計算 m

這里8輛編組采用站臺長230 m，考慮的停車余量為9.25 m。有配線中間站到發線有效長計算見表3。

表3 有配線中間站到發線有效長計算m

表3中計算到發線有效長為653 m，考慮的是50 m過走距離，按運基信號【2010】495號文關于印發《客運專線信號工程設計研討會會議紀要》的通知中關于信號工程的設計:“……按照出站信號機與警沖標之間的距離不宜小于30 m(困難條件下不得小于20 m)進行優化設計，既能滿足動車組能夠按照圖定運行時分要求完整接入股道停車，同時也能保證車站信號平面布置具有一定安全余量的技術要求。”這里將過走距離壓縮至≥25 m，困難條件下為15 m。因此為保證在長編組列車停靠下到發線有效長與客運專線一致，取過走距離48.5 m進行試算，結果見表4。

②無配線中間站到發線有效長

表4 有配線中間站到發線有效長計算m

無配線車站不存在接車進路與正線側沖的問題，工程設計中，正線股道上也并不必須設置絕對停車應答器進行安全防護，但由于車載列車自動防護系統固定選取出站信號機外方60 m作為停車目標點，因此出站信號機與站臺端頭間距不小于60 m。

根據《無配線車站信號系統技術方案》(運基信號［2009］716號)規定，出站信號機至站臺端距離為100～300 m處，正向進站與反向出站、正向出站與反向進站宜并置設置。根據城際鐵路使用的ZPW-2000 A型無絕緣軌道電路系統的原理，并置設置的正向進站與反向出站、正向出站與反向進站信號機之間設置有1個調諧區(通常說的死區段)，根據設計說明中調諧區按29 m設計。無配線中間站有效長示意如圖2所示。

圖2 無配線中間站有效長示意(單位:m)

根據表5可以看出，為節省工程投資無配線的中間站到發線可以減少部分長度，當設計條件困難時可采用縮小后的到發線有效長。

③盡頭式終點站到發線有效長

鐵集成［2007］124號文中“僅開行動車組方案”的規定，盡頭端要設置安全保護距離及過走防護距離。

盡頭型車站一般設在線路終點，到發線一端為車擋，其列車作業比較特殊。車站發車端僅用來發車，可以不考慮安全保護距離(不考慮接車)。車站接車端考慮到盡頭型車站的特殊性:首先是不存在與正線側沖的危險;其次終點站司機知道列車將進入盡頭股道，有足夠的意識準備停車;最后一點就是萬一因為制動性能下降，造成列車冒進，也可通過滑移擋車器實施防護。因此對于盡頭型股道，將盡頭阻擋信號機設置在緊鄰滑移擋車器處(相當于警沖標)。

表5 無配線中間站到發線有效長計算 m

盡頭式車站站臺長度也為220 m(8輛編組)或440 m(16輛編組)。

當長編組列車不停靠時，站臺長度為220 m，當長編組列車停靠時，站臺長度為440 m，如圖3所示。站臺長度計算見表6，盡頭式車站到發線有效長計算見表7。

圖3 盡頭式車站有效長示意

表6 站臺長度計算 m

(2)計算結果

結合有效長的組成因素，以武黃城際鐵路為實例進行試算，得出有配線中間站、無配線中間站及盡頭式終點站3種車站形式下的車站到發線有效長。見表8。

表7 盡頭式車站到發線有效長計算m

表8 城際車站到發線有效長匯總 m

①有配線的中間站

當本線不運行長途跨線列車時(16輛編組)，到發線有效長采用450 m。當本線運行有長途跨線列車時(16輛編組)，城際鐵路長編組列車停靠站的到發線有效長有效長應采用650 m，而城際鐵路長編組列車不停靠站，到發線有效長可采用450 m。

②無配線的中間站

當本線運行有長途跨線列車時(16輛編組)，且長編組列車停靠站的，無配線站坪長度不應小于600 m，長編組列車不停靠站，無配線站坪長度不應小于400 m。

③盡頭式終點站

本線運行有長編組列車時，盡頭式車站站臺長度為440 m，其中盡頭式有到發線車站的有效長不應小于520 m;本線不運行長編組列車時，盡頭式車站站臺長度為220 m，其中盡頭式有到發線車站的有效長不應小于310 m。

3 結語

城際鐵路作為全新的軌道交通方式，其運營特征與高速鐵路、普通鐵路以及城市軌道交通有著顯著的區別，目前尚無適用的規范可供設計參考。本文僅結合目前國內外城際鐵路設計，以武黃城際為實例對城際鐵路車站到發線有效長進行了初步探討，以期對我國城際鐵路到發線有效長的設計及規范制定提供參考。

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