英式聯(lián)鎖站間閉塞研究

成 鵬，于紅姣，張 程

（卡斯柯信號(hào)有限公司，上海 200071）

1 概述

2013年9月，中國(guó)政府提出建設(shè)“新絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶”和“21世紀(jì)海上絲綢之路”的合作倡議，即“一帶一路”。該倡議致力于亞非歐大陸及附近海洋的互聯(lián)互通，發(fā)展與沿線國(guó)家間的經(jīng)濟(jì)合作關(guān)系，共同打造政治互信、經(jīng)濟(jì)融合、文化包容的利益共同體、責(zé)任共同體和命運(yùn)共同體。

基礎(chǔ)設(shè)施是實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通的基石，鐵路運(yùn)輸與航空運(yùn)輸、海洋運(yùn)輸、公路運(yùn)輸相比，在運(yùn)量、時(shí)間、成本、安全性等諸多方面更具優(yōu)勢(shì)。隨著“一帶一路”的持續(xù)推進(jìn)以及沿線國(guó)家的積極響應(yīng)，鐵路的發(fā)展迎來(lái)新的機(jī)遇，海外市場(chǎng)前景廣闊。

鐵路信號(hào)作為列車安全、高效運(yùn)行的基礎(chǔ)，目前海外市場(chǎng)主要集中在東南亞、南亞、西亞、中亞、非洲和歐美少數(shù)地區(qū)。其中，歐美國(guó)家相對(duì)發(fā)達(dá)，有成熟的標(biāo)準(zhǔn)和體系，國(guó)內(nèi)的鐵路信號(hào)技術(shù)很難進(jìn)入；非洲國(guó)家相對(duì)落后，沒(méi)有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和體系，因此對(duì)于鐵路信號(hào)的需求比較寬松，便于中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的直接推廣；中亞國(guó)家受前蘇聯(lián)影響，鐵路信號(hào)需求與國(guó)內(nèi)相近；而東南亞、南亞、西亞國(guó)家鐵路信號(hào)系統(tǒng)需求參差不齊，但整體而言，信號(hào)制式和聯(lián)鎖需求遵循英式聯(lián)鎖相關(guān)規(guī)范。

因此，為響應(yīng)“一帶一路”倡議，開(kāi)展英式聯(lián)鎖相關(guān)研究，有利于國(guó)內(nèi)鐵路信號(hào)設(shè)備及標(biāo)準(zhǔn)“走出去”開(kāi)拓海外市場(chǎng)。

2 研究?jī)?nèi)容

英式聯(lián)鎖系統(tǒng)與國(guó)內(nèi)聯(lián)鎖系統(tǒng)相比，從硬件到軟件均有不少差異。以目前廣泛使用的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖為例，國(guó)內(nèi)均按照《鐵路車站計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖技術(shù)條件》（TB/T 3027-2015）的規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)研發(fā)，與英式聯(lián)鎖系統(tǒng)的差異大致如下。

硬件方面：在國(guó)內(nèi)，國(guó)家鐵路中計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)與室外軌旁信號(hào)設(shè)備的接口均為繼電器；在一些廠礦鐵路或地方鐵路，計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)與室外軌旁信號(hào)設(shè)備嘗試通過(guò)全電子板卡直接接口。而在海外，英式計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)與室外軌旁信號(hào)設(shè)備多為全電子板卡直接接口。

軟件方面：相比國(guó)內(nèi)聯(lián)鎖，英式聯(lián)鎖在界面顯示、接近控制、顯示序列、側(cè)沖防護(hù)、過(guò)走防護(hù)、站間閉塞等方面存在差異。

閉塞作為鐵路信號(hào)的基礎(chǔ)，是使用信號(hào)或者憑證，保證列車與前行列車及追蹤列車保持一定距離運(yùn)行的方法，而為此設(shè)計(jì)的電路是閉塞電路。結(jié)合對(duì)東南亞國(guó)家英式聯(lián)鎖的調(diào)研，由于線路條件及運(yùn)營(yíng)需要，目前這些國(guó)家廣泛使用站間閉塞電路。并可細(xì)分為有證閉塞(Token Block)和無(wú)證閉塞(Tokenless Block)兩大類，隨著既有線路改造及新建線路的實(shí)施，有證閉塞正逐步淘汰。韓國(guó)LS公司的鐵路信號(hào)系統(tǒng)在東南亞和南亞地區(qū)市場(chǎng)占有率最高。本文將結(jié)合其在孟加拉國(guó)所實(shí)施項(xiàng)目的操作及顯示，對(duì)孟加拉國(guó)基于無(wú)證的站間閉塞進(jìn)行介紹，以期對(duì)我國(guó)鐵路信號(hào)設(shè)備“走出去”提供參考。

3 站間閉塞

3.1 站型及閉塞范圍

孟加拉國(guó)車站基本為單線站間閉塞，站型舉例如圖1所示。

列車信號(hào)可分為4類，分別是外部信號(hào)機(jī)(Outer Signal)、進(jìn)站信號(hào)機(jī)（Home Signal)、出站信號(hào)機(jī)(Starter Signal)以及前置出站信號(hào)機(jī)(Advance Starter Signal)。對(duì)應(yīng)信號(hào)設(shè)備分類如表 1所示，圖例說(shuō)明如表2所示。

表1 信號(hào)設(shè)備分類Tab.1 Classification of signal equipment

表2 圖例說(shuō)明Tab.2 Legend explanation

站間閉塞由閉塞和計(jì)軸兩部分組成，管轄范圍是從車站前置出站信號(hào)機(jī)開(kāi)始至鄰站進(jìn)站信號(hào)機(jī)（Home Signal）為止。

3.2 閉塞界面顯示

界面顯示對(duì)應(yīng)進(jìn)站口可分為閉塞和計(jì)軸兩部分。設(shè)置閉塞相關(guān)操作按鈕，如圖2左側(cè)TCB、TGB框所示；并在每一個(gè)計(jì)軸點(diǎn)設(shè)置狀態(tài)表示，如圖2右側(cè)AX1所示，當(dāng)計(jì)軸區(qū)段空閑時(shí)顯示黑色小車，當(dāng)計(jì)軸區(qū)段占用時(shí)顯示紅色小車。

對(duì)于閉塞部分，TCB(Train Coming Block)表示閉塞接車，TGB(Train Going Block)表示閉塞發(fā)車，接車及發(fā)車均對(duì)應(yīng)一個(gè)箭頭，各按鈕含義如表3所示。

表3 閉塞按鈕含義Tab.3 Meaning of block button

下面將根據(jù)閉塞的4種場(chǎng)景介紹閉塞的辦理及相關(guān)顯示。

3.3 場(chǎng)景一：列車從A站到B站，正常行車

此場(chǎng)景中A站作為發(fā)車站，向B站正常辦理閉塞手續(xù)，在取得B站同意后，列車由A站到達(dá)B站，具體操作及顯示如表4所示。

表4 正常行車Tab.4 Normal operation

3.4 場(chǎng)景二：列車從A站到B站，B站拒絕接車

在通過(guò)電話聯(lián)系確認(rèn)接車后，發(fā)車站按壓LCR，B站由于特殊情況，無(wú)法接車時(shí)，可以按照如表5所示操作取消閉塞。

表5 接車站拒絕接車Tab.5 Receiving station refuses to receive a train

3.5 場(chǎng)景三：列車從A站到B站，A站取消發(fā)車

如果閉塞辦理成功，A站未辦理發(fā)車進(jìn)路，則可按照如表6所示操作，取消閉塞；如果A站已辦理發(fā)車進(jìn)路，但列車未駛?cè)耄瑒t需先取消發(fā)車進(jìn)路，再按照表6操作，取消閉塞。

表6 發(fā)車站取消發(fā)車Tab.6 Departure station cancels to depart a train

3.6 場(chǎng)景四：列車從A站到A站，區(qū)間折返

折返作業(yè)通常針對(duì)工程列車或救援列車，當(dāng)完成區(qū)間作業(yè)后返回發(fā)車站的場(chǎng)景。該場(chǎng)景中閉塞辦理及列車出發(fā)均與場(chǎng)景一相同，當(dāng)列車折返時(shí)閉塞復(fù)原存在差異，在檢查以下3個(gè)條件滿足后，可按照如表7所示操作，復(fù)原閉塞電路。

表7 區(qū)間折返Tab.7 Sectional turn-back

檢查條件如下：

1）進(jìn)站信號(hào)曾經(jīng)開(kāi)放；

2）進(jìn)站信號(hào)防護(hù)的軌道區(qū)段被占用；

3）外部信號(hào)與進(jìn)站信號(hào)之間的軌道電路被占用且出清。

4 開(kāi)發(fā)建議

通過(guò)上述站間閉塞操作及運(yùn)用場(chǎng)景的描述可知，其控制原理與國(guó)內(nèi)成熟的64D半自動(dòng)閉塞類似，因此可在既有64D電路的基礎(chǔ)上進(jìn)行開(kāi)發(fā)。

4.1 新增部分

相對(duì)64D電路，孟加拉國(guó)使用的閉塞電路增加通知鄰站注意的功能，通過(guò)CA按鈕接通相應(yīng)的聲光報(bào)警，提醒鄰站值班員注意，此功能相對(duì)獨(dú)立，不影響既有64D電路的原理，如圖3所示。

4.2 修改部分

使用LCR代替64D半自動(dòng)閉塞中的閉塞按鈕，既有64D電路可以實(shí)現(xiàn)，并可通過(guò)對(duì)圖3中CAACK狀態(tài)的檢查確保辦理閉塞前執(zhí)行過(guò)相應(yīng)的通知過(guò)程。

使用BCB、BRB代替64D半自動(dòng)閉塞中的復(fù)原按鈕，針對(duì)場(chǎng)景一至場(chǎng)景四，既有64D電路可以滿足部分功能，一些特殊功能可在64D基礎(chǔ)上進(jìn)行修改。

場(chǎng)景一：列車正常到達(dá)，接車站使用BRB按鈕通過(guò)既有64D復(fù)原邏輯實(shí)現(xiàn)；

場(chǎng)景二：閉塞未辦理成功，接車站不同意接車，使用BRB復(fù)原閉塞電路，需進(jìn)行修改；

場(chǎng)景三：發(fā)車站取消閉塞，發(fā)車站使用BCB按鈕通過(guò)既有64D復(fù)原邏輯實(shí)現(xiàn)；

場(chǎng)景四：區(qū)間折返，發(fā)車站確認(rèn)列車返回后，使用BCB復(fù)原閉塞電路，需要進(jìn)行修改。

4.3 優(yōu)化建議

孟加拉國(guó)無(wú)證站間閉塞電路整體看與國(guó)內(nèi)64D半自動(dòng)閉塞相似，在64D邏輯基礎(chǔ)上做適應(yīng)性修改，開(kāi)發(fā)難度不大，但也存在一些優(yōu)化的建議。

1）車站計(jì)軸設(shè)備僅用于檢查區(qū)間空閑，并未將計(jì)軸檢測(cè)到的區(qū)間狀態(tài)與閉塞電路進(jìn)行關(guān)聯(lián)。相比國(guó)內(nèi)使用的64D加計(jì)軸電路，操作較為繁瑣，不能實(shí)現(xiàn)計(jì)軸使用狀態(tài)下的閉塞自動(dòng)辦理及閉塞自動(dòng)復(fù)原功能。如果將二者結(jié)合，可以簡(jiǎn)化值班員的閉塞操作，提高區(qū)間的利用率，增加行車密度。

2）同一個(gè)閉塞口，界面區(qū)分接車方向和發(fā)車方向，分別設(shè)置了類似國(guó)內(nèi)的閉塞和復(fù)原按鈕，界面較為復(fù)雜，建議可以按照國(guó)內(nèi)方式進(jìn)行簡(jiǎn)化，如圖4所示。

5 結(jié)語(yǔ)

本文詳細(xì)介紹了孟加拉國(guó)基于無(wú)證的站間閉塞電路相關(guān)操作及場(chǎng)景要求，相比國(guó)內(nèi)廣泛使用的64D加計(jì)軸方式實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)站間閉塞，功能相近，可以基于此邏輯進(jìn)行修改。同時(shí)，在與業(yè)主及設(shè)計(jì)院對(duì)接過(guò)程中，可向其推薦使用64D計(jì)軸電路，這樣可以簡(jiǎn)化操作，并提高運(yùn)行效率。