動車所信號系統(tǒng)設(shè)計方案研究

李鈺龍

（中鐵第一勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司，西安 710043)

1 項目概況

西寧動車運(yùn)用所位于西寧站東側(cè)，承擔(dān)蘭新高鐵配套動車組的一二級修、臨修作業(yè)以及存放，于2014 年開通運(yùn)營，投入使用。根據(jù)“新建西寧-成都鐵路”西寧地區(qū)接軌方案設(shè)計情況，需要對既有西寧動車運(yùn)用所進(jìn)行改、擴(kuò)建工程，因此信號系統(tǒng)需進(jìn)行相配套設(shè)計。

1.1 既有西寧動車運(yùn)用所情況

既有西寧動車運(yùn)用所設(shè)置10 條存車線、36 組聯(lián)鎖道岔、1 處二線檢修庫、1 處一線洗車庫、1 處一線臨修及不落輪鏇床庫。如圖1 所示。

主要信號設(shè)備有：采用調(diào)度集中CTC 車站設(shè)備，納入青藏公司調(diào)度中心蘭新線臺管轄；CTCS-2 級列車運(yùn)行控制系統(tǒng)；站內(nèi)采用2×2 取2 計算機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備，軌道電路采用97 型25 Hz 軌道電路，設(shè)置電碼化；設(shè)有信號集中監(jiān)測系統(tǒng)車站設(shè)備并納入到西寧電務(wù)段監(jiān)測中心管理；設(shè)有綜合接地、綜合防雷系統(tǒng)。

1.2 本次改造情況

本次工程對既有西寧動車運(yùn)用所進(jìn)行改、擴(kuò)建設(shè)計，原“洗車庫”改為 “臨修及不落輪鏇床庫”，在既有動車運(yùn)用所北側(cè)新增9 條存車線、8 組聯(lián)鎖道岔，東側(cè)新增3 條存車線、13 組聯(lián)鎖道岔、1 處四線檢修庫、1 處洗車庫。由于北側(cè)新增9 條存車線造成既有西寧動車運(yùn)用所信號樓被占用，因此本次工程需要還建既有信號樓。如圖2 所示。

圖1 既有西寧動車運(yùn)用所示意圖Fig.1 Scheme diagram of existing Xining EMU Application Depot

2 信號系統(tǒng)方案研究

針對本次西寧動車運(yùn)用所的改擴(kuò)建特點(diǎn)，著重從以下兩個方面進(jìn)行信號系統(tǒng)方案研究。

2.1 聯(lián)鎖控制方案

方案一：由一套獨(dú)立信號聯(lián)鎖設(shè)備控制。結(jié)合既有西寧動車運(yùn)用所改擴(kuò)建情況，將新增設(shè)備納入既有動車運(yùn)用所信號聯(lián)鎖控制。

圖2 改擴(kuò)建后西寧動車運(yùn)用所示意圖Fig.2 Scheme diagram of existing Xining EMU Application Depot after reconstruction and expansion

方案二：由兩套獨(dú)立信號聯(lián)鎖設(shè)備控制。新設(shè)一套信號聯(lián)鎖設(shè)備用于控制在既有動車運(yùn)用所東側(cè)新增的3 條存車線、13 組聯(lián)鎖道岔、1 處四線檢修庫、1 處洗車庫。北側(cè)新增的9 條存車線、8 組聯(lián)鎖道岔，統(tǒng)一納入既有動車運(yùn)用所信號聯(lián)鎖設(shè)備控制。兩套聯(lián)鎖系統(tǒng)之間按“場間聯(lián)系”處理。

改擴(kuò)建后的動車運(yùn)用所共設(shè)置22 條存車線、57組聯(lián)鎖道岔，一套信號聯(lián)鎖設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖控制，滿足現(xiàn)場作業(yè)使用需求。由于既有西寧動車運(yùn)用所信號樓在本工程中被占用，因此需要選址新建，房建、電力、通信等專業(yè)配套實(shí)施。另外本著節(jié)省工程投資、簡化作業(yè)流程、提高行車作業(yè)效率的目的，綜合考慮后，本次設(shè)計推薦采用方案一：由一套獨(dú)立信號聯(lián)鎖設(shè)備控制。

還建動車運(yùn)用所信號樓后，新設(shè)一套信號聯(lián)鎖設(shè)備，設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)備選型與既有動車所信號系統(tǒng)保持一致，信號系統(tǒng)間接口、傳輸通道維持既有方式。

2.2 動車運(yùn)用所內(nèi)作業(yè)方式

動車運(yùn)用所內(nèi)東側(cè)新增的3 條存車線距既有存車線出站信號機(jī)約1.5 km。

方案一：動車組列車在既有存車線與東側(cè)存車線之間只按調(diào)車方式作業(yè)。當(dāng)動車組列車駛?cè)雱榆囘\(yùn)用所、停靠在東側(cè)存車線時，先將動車組列車按列車作業(yè)模式接入既有存車線，在列車停穩(wěn)后，再向東側(cè)存車線辦理調(diào)車作業(yè)；當(dāng)動車組列車由東側(cè)存車線駛出動車運(yùn)用所時，先辦理調(diào)車作業(yè)，再辦理列車作業(yè)。

方案二：動車組列車在既有存車線與東側(cè)存車線之間按列車或調(diào)車方式作業(yè)。當(dāng)動車組列車駛?cè)雱榆囘\(yùn)用所、停靠在東側(cè)存車線時，動車組列車按列車作業(yè)模式直接接入東側(cè)存車線；當(dāng)動車組列車由東側(cè)存車線駛出動車運(yùn)用所時，直接辦理列車作業(yè)。動車運(yùn)用所內(nèi)兩處存車線之間既可按列車方式辦理，也可按調(diào)車方式辦理。

改造后的西寧動車運(yùn)用所為東西狹長型車場，受地形限制（北側(cè)緊鄰蘭新高鐵、蘭西高速公路及高山坡腳；南側(cè)緊鄰蘭青鐵路），今后升級改造的可能性不大，所內(nèi)列車運(yùn)行效率顯得尤為重要。

西寧動車運(yùn)用所本次按一套獨(dú)立信號聯(lián)鎖設(shè)備設(shè)計，為減少行車人員工作量、完善作業(yè)靈活性、提高作業(yè)效率，本次推薦方案二：動車組列車在既有存車線與東側(cè)存車線之間按列車或調(diào)車方式作業(yè)。

3 信號系統(tǒng)設(shè)計

本次工程對既有西寧動車所進(jìn)行改、擴(kuò)建設(shè)計，信號專業(yè)根據(jù)站場設(shè)計情況進(jìn)行相應(yīng)的修改設(shè)計。

3.1 列車調(diào)度指揮及調(diào)度集中

新設(shè)CTC3.0 車站分機(jī)、通信質(zhì)量監(jiān)督、網(wǎng)絡(luò)安全管理等相關(guān)設(shè)備，由青藏公司調(diào)度中心蘭新線臺管轄。維持既有調(diào)度集中網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)接入點(diǎn)，如圖3所示。

圖3 調(diào)度集中網(wǎng)絡(luò)連接示意圖Fig.3 Scheme diagram of network connections of centralized traffic control

3.2 列車運(yùn)行控制

新設(shè)CTCS-2 級列控系統(tǒng)，信號安全數(shù)據(jù)網(wǎng)維持既有接入點(diǎn)，仍接至既有西寧高速場、既有0205中繼站（蘭新高鐵），標(biāo)準(zhǔn)維持既有，如圖4 所示。

3.3 計算機(jī)聯(lián)鎖

既有西寧動車運(yùn)用所因新建信號樓本次新設(shè)一套2×2 取2 計算機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備。在信號設(shè)備室設(shè)控制表示終端，采用鼠標(biāo)+顯示器方式。設(shè)置車站維修終端，主要用于聯(lián)鎖系統(tǒng)的維護(hù)、運(yùn)行及操作記錄、各種故障記錄報警等，維護(hù)終端為故障分析提供參考。

圖4 安全數(shù)據(jù)網(wǎng)連接示意圖Fig.4 Scheme diagram of network connections of safety data

室外既有不動設(shè)備及分支電纜盡可能利舊使用，新增設(shè)備及電纜新設(shè)，設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)備選型與既有動車所信號系統(tǒng)保持一致。

動車運(yùn)用所內(nèi)采用97 型25 H z 軌道電路，正線及股道電碼化，采用Z P W-2000 系列電碼化設(shè)備。

根據(jù)站場專業(yè)設(shè)計的道岔型號，結(jié)合方便維護(hù)管理的原則配置相應(yīng)的道岔轉(zhuǎn)轍設(shè)備，采用相應(yīng)的道岔控制電路。

3.4 信號電源

設(shè)置高可靠性綜合智能電源系統(tǒng)并配置雙套不間斷電源UPS 及電池組，為調(diào)度集中、列控、聯(lián)鎖、信號集中監(jiān)測等所有信號設(shè)備提供信號電源，并具備自診斷及監(jiān)測報警功能。

3.5 信號集中監(jiān)測

新設(shè)信號集中監(jiān)測（含環(huán)境監(jiān)測功能）站機(jī)設(shè)備，并納入到西寧電務(wù)段監(jiān)測中心管理。通過集中維護(hù)專網(wǎng)，對聯(lián)鎖設(shè)備、信號基礎(chǔ)設(shè)備（如轉(zhuǎn)轍機(jī)、信號機(jī)、軌道電路、電纜絕緣、電源屏等）等進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控。維持既有信號集中監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)接入點(diǎn)，如圖5 所示。

圖5 信號集中監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)連接示意圖Fig.5 Scheme diagram of network connections of centralized signalling monitoring

3.6 動車所集中控制系統(tǒng)

新配置動車所集中控制系統(tǒng)，有效地將動車所各系統(tǒng)整合起來，實(shí)現(xiàn)資源共享，并且可以將管理和控制實(shí)現(xiàn)閉環(huán)反饋。

動車所集中控制系統(tǒng)采用合署辦公方式，設(shè)備全部放置在運(yùn)用所邊跨，行車、車輛及其他專業(yè)調(diào)度人員集中在運(yùn)用所邊跨調(diào)度室合署辦公。CTC 車站分機(jī)、動車組管理信息系統(tǒng)、信號集中監(jiān)測系統(tǒng)等接口布置，如圖6 所示。

圖6 動車所集中控制系統(tǒng)接口示意圖Fig.6 Scheme diagram for interfaces of centralized control system of EMU depot

3.7 動車所調(diào)車防護(hù)系統(tǒng)

對既有西寧動車運(yùn)用所調(diào)車防護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行改造，根據(jù)實(shí)際調(diào)車運(yùn)用情況對調(diào)車信號機(jī)設(shè)置調(diào)車防護(hù)系統(tǒng)，采用室內(nèi)集中式設(shè)置方式。調(diào)車防護(hù)系統(tǒng)是通過在信號機(jī)外方設(shè)置應(yīng)答器組，根據(jù)進(jìn)路條件控制應(yīng)答器報文的輸出，結(jié)合車載列控系統(tǒng)功能，對列車冒進(jìn)信號提供有限防護(hù)的系統(tǒng)。

4 結(jié)束語

以上是根據(jù)站場變化情況，對既有西寧動車運(yùn)用所進(jìn)行的信號系統(tǒng)設(shè)計情況。結(jié)合項目的實(shí)際情況以及運(yùn)輸需求，對聯(lián)鎖控制方式、作業(yè)模式進(jìn)行研究比較，最終選擇最佳設(shè)計方案。由于“新建西寧—成都鐵路”項目仍處于前期推進(jìn)階段，因此根據(jù)項目的推進(jìn)情況和方案變化情況，還需要有針對性的對信號設(shè)計方案進(jìn)行優(yōu)化處理。