客貨共線鐵路聯絡線道岔控制方式分析

王友珍

(中鐵第一勘察設計院集團有限公司,西安 710043)

1 概述

近年來，隨著我國鐵路網的不斷發展與完善，客運專線、客貨共線鐵路等不同類型線路間的跨線列車作業逐漸增多，運輸組織模式更加靈活多樣。相應出現了不同運輸需求、不同用途的多種類型線路所分歧道岔，與之配套的安全適用、經濟合理的線路所分歧道岔控制方案值得研究。以西寧鐵路樞紐為背景，在分析樞紐運輸組織需求、跨線作業方式、車流方向及分歧道岔位置等因素的基礎上，從方案的合理性、技術的安全性出發，研究提出客貨共線鐵路與客運專線或普速鐵路間不同類型聯絡線上線路所分歧道岔控制方式。

2 西寧樞紐新建線路所設置

2.1 線路所布局

如圖1所示，新建西寧至成都鐵路自蘭新客專海東西站東端咽喉引出，跨越蘭新客專向南折至沈家村站；海東西站西咽喉向北引出蘭新客專聯絡線至新建曹家堡機場站；同時海東西站東段引出客車聯絡線至曹家堡機場站；海東西與曹家堡站之間設單線貨車聯絡線，在蘭青線和西寧至成都線上分別設線路所1處[1]。

西寧至成都鐵路是設計速度200 km/h(預留250 km/h，CTCS-2模式運營)的客貨共線鐵路，以客運為主，有部分輕貨；蘭新高鐵為設計速度250 km/h(預留350 km/h，CTCS-2模式運營)的客運專線；蘭青線為普速鐵路，設計速度160 km/h。距曹家堡站4.5 km的位置設貨車聯絡線分歧道岔1/3號，形成曹家堡線路所；距海東西站4.8 km處設分歧道岔2/4號，形成了海東西線路所。

圖1 西寧至成都客貨共線、蘭新客運專線、蘭青線聯絡線示意

2.2 列控系統設置

海東西、曹家堡線路所分歧道岔是疏解客貨共線上的客車和貨車的道岔，下面分析列控中心及級間轉換點的設置。

新建西寧至成都鐵路客車終點站為西寧站高速場，海東西車站為既有蘭新客專上的車站，西寧站高速場與海東西之間為CTCS-2級列控系統。西寧至成都鐵路新設CTCS-2級列控系統經海東西線路所連通至海東西站。既有曹家堡站為地區貨運站，是西寧至成都鐵路貨運終點站，為CTCS-0級車站，沒有列控中心[1-4]。本次新建西寧至成都線動車組列車通過海東西線路所直達海東西站，動車組不下線至曹家堡站；貨車經聯絡線至曹家堡車站。按鄰近車站集中控制或區域聯鎖控制2/4號分歧道岔，需在2/4號處設置遠程LEU，通過專用冗余光纖通道由車站列控中心集中控制；按獨立線路所的方式控制分歧道岔，海東西線路所至曹家堡線路所區間沒有動車組列車運行，不涉及CTCS-2/CTCS-0級列控系統的轉換[2]，僅在海東西線路所設計列控中心和應答器，曹家堡車站及線路所不設列控中心。

3 線路所分歧道岔控制方式

對于不同線路疏解線道岔，運輸組織方式不同、車流方向及各條線路的側重點不同，線路所分歧道岔控制方式各不相同。現以西寧樞紐內海東西線路所、曹家堡線路所為例，探討常見的幾種線路所分歧道岔控制方式。

3.1 方式一：鄰近車站控制

將線路所道岔作為相鄰車站遠端道岔，納入車站集中控制。當線路所與最近的車站距離滿足信號設備控制要求時，把線路所和最近的車站聯鎖作為一個整體，采用一套聯鎖設備控制，統一納入車站信號樓內控制。曹家堡線路所距離曹家堡車站4.5 km，1號、3號道岔為60 kg/m、18號道岔，轉轍設備按照5臺S700K型交流電動轉轍機設置，線路所道岔轉轍機控制電纜實際距離約為4.8 km。按照S700K型交流電動轉轍機的單芯最大有效控制距離2.3 km計算，室內控制至轉轍機的每線控制電纜芯線需3芯并聯，這樣每臺轉轍機控制電纜芯線數為15芯，1/3號道岔共10臺轉轍機控制電纜芯線數達到150芯[5-8]。同理，海東西線路所距離沈家村站為4.8 km，2/4號道岔需要150芯控制電纜；且海東西線路所為西寧至成都客貨共線鐵路區段內分歧道岔，按照CTCS-2級標準設計，室外設有源應答器，且應答器電纜長度超過2.5 km，按照應答器技術條件，需設置1套室外LEU[2-4]，采用光纜直連擴展口連接室內列控中心。遠程LEU通信控制接口如圖2所示。

圖2 遠程LEU通信控制接口

3.2 方式二：區域聯鎖控制

區域計算機聯鎖系統的聯鎖邏輯處理功能集中在中心站完成，線路所僅設置遠程智能電子終端和執行單元[9]。區域計算機聯鎖系統的核心設備包括聯鎖主機、電子終端和安全信息傳輸局域網，如圖3所示。曹家堡線路所、海東西線路所采用區域聯鎖方式，分別由就近的曹家堡車站、海東西車站計算機聯鎖集中控制，車站與線路所之間安全信息傳輸通道采用獨立光纖并形成閉合回路。在主控車站設區域計算機聯鎖系統聯鎖主機設備，負責完成車站及線路所的信號聯鎖邏輯功能，聯鎖指令和采驅信息通過獨立光纖通道傳輸至線路所，線路所接收和執行聯鎖主機的命令，通過采集驅動執行單元及繼電電路，控制相應的道岔及信號機，并將狀態信息返回給車站區域聯鎖主機[9-10]。盡管線路所采用由相鄰車站控制集中方式，但車站與線路所之間行車作業仍按閉塞方式辦理，車站、線路所的進路排列仍維持各自單獨辦理的方式。

圖3 區域聯鎖系統構成示意

3.3 方式三：獨立聯鎖控制

線路所及車站分別采用獨立計算機聯鎖控制方式，曹家堡線路所按照蘭青線普速鐵路標準設計，海東西線路所按照西寧至成都客貨共線鐵路CTCS-2級標準設置。

當調度集中設備故障、發生危及行車安全的情況或設備天窗維修、施工需要時，可脫離集中控制轉為非常站控模式，運輸組織方式靈活，最大限度減小設備故障對運輸的影響范圍。海東西線路所正線出岔線路距離相鄰車站有4.5 km左右，地處山區條件艱苦，運輸部門為減少現場行車人員配置，要求在相鄰車站集中控制線路所道岔。因此，考慮海東西線路所按照獨立聯鎖、遠程集中控顯的方式設置。原有的獨立計算機聯鎖方式不變，僅增加通道、遠程控顯終端及配套設備，在海東西站新增1套控顯設備，海東西線路所進路的辦理正常情況下由調度中心完成，當需要站控模式時交由設置在海東西站的海東西線路所聯鎖操作臺辦理，遠程控顯設備或通道故障時，通過登記切換至線路所本地聯鎖操作臺辦理。兩個聯鎖操作臺的進路辦理，分別設置權限交接按鈕及表示。

曹家堡線路所位于西寧市區，生活便利，按照獨立線路所設置相關設備及人員，不需要在其相鄰站設置遠程控顯設備，以簡化控制方式，節約投資。

4 線路所分歧道岔控制方式比較分析

線路所主要有以上3種控制方式，各有優缺點。現以海東西線路所、曹家堡線路所為例，根據項目特點從技術安全、方案合理、工程投資等方面出發，并考慮旅客列車的正晚點、故障時繞行距離及舒適程度等社會因素，對兩個線路所的不同控制方式進行深入研究、詳細分析，通過優缺點比較對照，選擇出適合該項目的最佳控制方式。

4.1 鄰近車站控制方式分析

采用方式一，即曹家堡線路所納入曹家堡站內控制，海東西線路所納入海東西站控制，優點是可以減少兩套線路所聯鎖設備，節約信號工程投資；且線路所不需要新建信號樓，不需設置房建、電力、通信等專業的配套設施，人員集中于車站，節省勞力便于維修管理。缺點是曹家堡線路所1/3號道岔作為西寧至成都鐵路與既有蘭青線的聯絡線道岔，曹家堡車站成為與CTCS-2鐵路銜接的CTCS-0級車站，需在其機房增設一套列控中心[2-3]；同時西寧至成都鐵路與既有蘭青線分屬不同的調度臺，增加了兩臺之間的信息交換，普速車站與本線客貨共線200 km/h車站界面劃分不清晰，高速普速分界不明確，調度區劃分及列控范圍邊界模糊，對行車組織和運營維護帶來不便[11]。另外，曹家堡線路所距離曹家堡站4.5 km，海東西線路所距離海東西站4.8 km，電纜長度均超過2 500 m，需在室外有源應答器附近加兩套電子編碼器(LEU)，由車站列控中心集中控制，增加了室外軌旁設備，給維修維護帶來極大的不便；同時道岔、軌道電路電纜加芯多，不利于信息傳輸，由于電纜過長，導致壓降不穩[11]，不利于設備穩定可靠運行。因此不推薦采用方式一。

4.2 區域聯鎖方式分析

采用區域聯鎖方式，聯鎖邏輯和操縱控制都是集中設置于車站，行車人員集中，節省勞力，但由于線路所的計算機聯鎖設備納入車站聯鎖控顯和CTC終端集中管控，由主控車站的車站值班員負責辦理線路所與相鄰車站的閉塞手續及接發列車作業[12-13]。若分屏設置，作業操控需在車站和線路所兩個顯示屏進行，操作方式較為復雜，給車站值班員帶來較大的工作壓力[14]。另外，由于區域控制和單獨控制線路所方式在設備配備、行車組織、非正常作業等方面存在較大差異，給運輸作業的安全組織也帶來一些問題。

對于區域計算機聯鎖系統，在工程過渡、站場改造或通信故障時，需要在主控車站調試聯鎖邏輯，被控車站改造電子終端及執行單元。由于聯鎖邏輯和操縱控制都是集中設置，若主控車站設備出現故障，將會影響整個區域系統設備的正常工作。曹家堡車站站改或者故障時，將影響曹家堡線路貨車下線，進而影響西寧至成都整個鐵路的正常運行，增加了故障影響范圍。西寧至成都鐵路是以客運為主的時速200 km客貨共線鐵路，在保證行車安全的前提下，最大限度地提高列車運行正點率[12]。因此，區域計算機聯鎖控制方式，對于海東西線路所、曹家堡線路所不太適合。

4.3 獨立聯鎖方式分析

線路所新建信號樓，采用獨立計算機聯鎖方式控制，線路所道岔按多機分線、分動控制方式單獨控制每臺轉轍機。該方式的缺點是線路所需設置兩套聯鎖設備、人員設置分散[14]。但海東西線路所采用獨立聯鎖、遠程集中控顯方式解決了人員分散設置的弊端。曹家堡線路所位于市區，人員設置不受地理環境條件制約[15]。在曹家堡線路所未建成時，不影響既有曹家堡站的運營；在后期站線改擴建及故障時，互不影響，控制模式靈活，操作界面清晰。

曹家堡線路所按照蘭青線標準(CTCS-0級)設置獨立聯鎖系統，海東西線路所按客貨共線標準(CTCS-2級)設置獨立聯鎖系統，在海東西線路所通過信號機外方接近區段設置CTCS-2/CTCS-0級間轉換，曹家堡站及其線路所不再設置列控中心、應答器、LEU等列控系統設備，節約了投資，列控系統設計更加優化、簡潔，普速線與客運線調度臺劃分清晰，高速、普速分界明確。

綜合以上分析，海東西線路所采用獨立聯鎖、遠程集中控顯方式，而曹家堡線路所采用獨立聯鎖方式.

5 結語

對于客運專線及客貨共線鐵路線路所分歧道岔，其控制方式的分析研究，不僅要考慮線路所疏解線列車密度、區間線路數量及接發列車作業等技術因素，同時還要考慮線路所的設備配置、運輸模式、人員崗位等各項社會因素，只有在初期設計中經過多種方式比選，提出適宜合理的控制方案，后期開通運營時才能保證線路所行車安全，提高線路所運輸組織效率。

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