LKJ2000線路所側線數據編制方法研究及簡化建議

王雪飛，王疆穎，趙俊峰，王琳

列車運行監控裝置（LKJ）是以防止列車冒進信號、運行超速和輔助司機提高操縱能力為目的的列車速度控制系統。LKJ的核心技術包括：①在統一的技術平臺上，適應各類線路設施條件和各種列車運用需求的完備控制模式技術；②以車載線路數據為基礎，實現全面和高精度控制數據的技術；③能夠及時有效應對線路設施設備、運輸條件變化的設備可擴展技術結構［1-2］。

隨著國內鐵路網不斷擴展，線路所的分歧道岔種類逐漸增多。李恒［3］對既有線增設線路所模式下的信號系統方案進行研究，提出通過插入區間分歧道岔引出新建鐵路的疏解線；王友珍［4］對西寧樞紐新建西寧至成都鐵路與相鄰線路間不同類型線路所分歧道岔進行分析，指出對于不同線路疏解線道岔，線路所分歧道岔控制方式各不相同；劉淑敏［5］對何寨至窯村下行客車外包疏解線信號系統方案進行研究，闡述了西下行客車進路與大西聯絡線的動車組進路在臨潼東存在相互交叉影響；晁甲相［6］探討了關于多線交匯車站LKJ支線數據編制方法，提及部分關于線路分歧點相關的LKJ數據制作方法。以上文獻雖研究了線路所在不同線路場景下的應用情況，討論了LKJ多線交匯的相關線路分歧地點數據編制方法，但對于線路所分歧道岔在不同場景下，LKJ限速控制要求及數據制作方法未做深入研究。為此本文基于對不同線路所分歧道岔場景下LKJ2000道岔側線數據制作方法及控制模式的分析，提出線路所道岔位置LKJ數據的簡化編制方法。

1 線路分歧點的不同場景

1.1 單個分歧點線路所

圖1為存在于普速鐵路和高速鐵路的線路所，列車的運行徑路有如下幾種。

1）列車經直向接車通過線路所，由A運行至B方向，此時線路所通過信號機的機車信號為L碼（顯示為綠燈），限速要求為不超過線路限速。

2）列車經側向接車通過線路所，由A運行至C方向，此時線路所通過信號機的機車信號為UU碼（顯示為雙半黃燈）或UUS碼（顯示為雙半黃色閃光），線路限速要求為在道岔位置不超過道岔限速通過。

1.2 多個分歧點線路所

在聯絡線等線路復雜場景，如圖2所示，存在一架信號機表示其后不同的2個方向，有2組道岔，此時產生的列車運行徑路如下。

圖2 2個分歧點線路所線路示意

1）列車經直向接車通過線路所，由A運行至B方向，此時線路所通過信號機的機車信號為L碼，線路限速要求為不超過線路限速。

2）列車經側向接車通過線路所：①由A運行至C方向，2#道岔為高速道岔，機車信號為UUS碼，在2#道岔位置列車速度不能超過2#道岔限速；②由A運行至D方向，線路所通過信號機后同時存在2#高速和4#普速道岔，機車信號為UU碼，在2#、4#道岔位置，列車速度分別不能超過2#、4#道岔限速。

1.3 側線限速的其他要求

《鐵路技術管理規程》（高速鐵路部分）［7］第463條規定“遇機車信號機顯示一個雙半黃色閃光時，要求列車按限速（最高不超過45 km/h）越過接近的地面信號機”。因此，除上述場景的道岔限速外，在部分場景下還需滿足在信號機位置提前進行側向限速控制的要求。

歸納上述線路所通過信號機位置，側線信號限速的控制目標為：①列車經線路所通過信號機后的道岔時，需要控制所有運行徑路中道岔限速的低值，防止列車超速；②列車經線路所通過信號機，在部分場景如高鐵線路側向運行時，側向限速應從信號機位置開始，控制到列車尾部越過最后一個道岔位置。

2 側線控制的模式設計

2.1 控制方式

1）在進站（或進出站）信號機前，LKJ接收到的機車信號（UU、UUS）能明確表示側線進站，LKJ自動啟動側線控制［8］。

2）UU碼，LKJ除默認按缺省側線股道信息數據（股道號為127）進行控制外，還可人工選擇側線股道號進行控制；當選擇本車站基礎數據中不存在的側線股道號時，LKJ按照缺省側線處理。UU碼不允許人工選擇高速股道號（股道號為126）。線路所通過信號機（信號機類型為“進出站”）后未制作側線股道信息數據時，LKJ按照車站信息中填寫的出岔限速實施控制。

3）UUS碼，當站內存在高速側線股道信息數據（股道號為126）時，LKJ按照高速股道信息數據進行控制，且不允許人工選擇其他側線。線路所通過信號機（信號機類型為“進出站”）后未制作側線股道信息數據時，LKJ按照車站信息中填寫的出岔限速和特殊語音131限速的低值，實施出岔限速控制。

2.2 控制區域

1）側進側出控制時，LKJ按照股道信息數據中填入的進岔距離計算進岔位置。從進岔位置開始實施股道限速控制，并控制到列車尾部越過進站信號機的次一架信號機后出岔位置。

2）側進正出控制時，與側進側出控制相似，從進岔位置開始實施股道限速控制，并在列車尾部越過進岔位置后結束控制［9］。

3）LKJ調用車站信息數據進行側線控制時，按照車站信息中填寫的出岔限速，從信號機位置開始控制列車至尾部越過道岔（有131特殊語音數據時，按照131特殊語音數據修正后的車站信息數據控制）。

3 LKJ車載數據文件的制作

基于上述場景要求和當前控制模式，針對幾種不同線路所分區數據的制作方式及控制效果，進行討論和分析。

3.1 單個分歧點線路所

1）數據編制。假定如圖1所示的單個分歧點線路所的道岔為高速道岔，限速80 km/h，位于信號機后80 m位置。根據《列車運行監控裝置（LKJ）數據文件編制規范》［10］，在線路所通過信號機（進出站）后，編制缺省側線股道信息數據（側進正出，進岔距離80，出岔距離0，限速45 km/h）和高速側線股道信息數據（側進正出，進岔距離80，出岔距離0，限速80 km/h），制作后數據舉例見圖3。

圖3 單個分歧點線路所數據編制示例

2）控制效果。列車進入線路所通過信號機分區后，機車信號為UUS碼時，LKJ控制側線限速的起點位于高速側線股道信息數據填入的進岔位置，并控制列車尾部越過進岔位置后，限速提升到線路限速。機車信號為UU碼時，限速起點及結束位置與UUS碼時控制位置相同，常用限速為48 km/h。

3）控制達成情況。列車進入線路所通過信號機分區后，機車信號為UU碼時，LKJ能夠實現側線限速的控制目標。但當機車信號為UUS時，如存在于高鐵線路，則不能滿足從信號機位置開始控制側向限速的要求。

3.2 2個分歧點線路所

1）數據編制。假定如圖2所示2個分歧點線路所線路中，2#道岔為高速道岔，限速80 km/h，位于信號機后80 m；4#道岔為普速道岔，限速45 km/h，位于信號機后150 m。在線路所通過信號機（進出站）后，按照普速道岔的位置和限速要求，編制LKJ的側線股道信息數據用于實現對道岔限速的描述。由于2#高速道岔相比4#普速道岔更接近線路所通過信號機，此時，基于導向安全的控制原則，按照列車可能經過的最低限速設置道岔限速，需在編制側線股道信息數據時，考慮4#道岔位置提前控制道岔限速。

另外，在圖2所示場景中，當機車信號為UUS碼時，列車由A運行至C方向僅通過2#高速道岔，可利用LKJ關于UUS信號時調用126高速股道信息，編制126股道信息數據。同時，根據數據編制規范“關于控制代號為131的特殊語音數據設置要求”，在線路所通過信號機數據區內編制131特殊語音數據，其越過距離按照2#道岔距線路所通過信號機的距離80 m設置，限速值按照2#道岔限速80 km/h設置。具體數據制作見圖4。缺省側線股道信息數據的側向標志設置為側進側出，進岔距離設置為80 m，出岔距離設置為0 m（實際并不存在），道岔限速設置為45 km/h。126股道信息數據進岔距離設置為80 m，道岔限速設置為80 km/h，側向標志設置為側進正出控制。

2）控制效果。列車進入線路所通過信號機分區后，機車信號為UU碼時，因列車經過2組道岔需要控制各個道岔的限速，因此LKJ比照站內側向接車側向發車的控制方式實施側線控制。LKJ側線限速控制起點位于側線股道信息數據填入的進岔位置，結束點位于列車尾部越過次一架信號機后一個車長位置。側線限速結束后，LKJ限速提升到線路限速。

3）控制達成情況。機車信號為UU碼時，LKJ能夠實現側線限速的安全控制目標，但側線控制范圍較實際需要范圍大。當分區距離較大（如半自動閉塞情況）時，對列車運輸效率影響較大。如該場景位于高速鐵路，且在線路所通過信號機分區內LKJ接收信號為UUS碼時，LKJ的控制限速起點為道岔的岔尖位置，同樣不能滿足從信號機位置開始控制側向限速的要求。

考慮限速目標的實現要求及當前軟件控制方式，針對上述數據場景，可利用既有模式中車站信息數據的控制原理，實現線路所側線控制。下面以單分歧點線路所場景為例，進行數據制作及控制說明。

3.3 數據制作簡化方法

1）數據編制。在線路所通過信號機（進出站）分區設置131特殊語音數據，按照高速道岔限速，131特殊語音數據的越過距離可根據需要，既可按車站信息的出岔距離設置，也可按照發車進路最外方高速道岔的信號機越過距離設置。在車站信息中，出岔限速按線路所通過信號機后，列車所有可能經過道岔的過岔速度最低值或規定值設置，出岔距離按線路所通過信號機后列車徑路上最外方道岔（普速道岔、高速道岔）設置。數據舉例見圖5，按單個分歧點線路所的站場場景，假定其道岔為高速道岔，限速80 km/h，位于信號機后80 m位置。

圖5 LKJ基礎數據簡化編制示例

2）控制效果。列車進入線路所通過信號機分區后，機車信號為UU碼時，LKJ控制側線限速起點位于線路所通過信號機，并控制列車尾部越過車站信息出岔位置后，限速提升到線路限速。機車信號為UUS碼時，限速起點及結束位置與UU碼時控制位置相同，限速按照131特殊語音數據，實現高速道岔的限速控制要求，道岔接車控制示意見圖6。

圖6 道岔接車控制圖示

3）控制達成情況。根據簡化后數據測試情況，機車信號為UU/UUS碼時，LKJ均能夠實現側線限速的控制目標。同時機車信號為UUS碼時，對于多分歧點的場景，按該方式編制數據后，可以防護列車以不超過線路所通過信號機至最后一組道岔間所有道岔限速的低值，實現列車的安全控制。

4 側線控制對列車運輸效率的影響分析

通過對上述不同的數據制作及功能測試，按照控制結果分析如下。

1）對于單個分歧點線路所，LKJ按照簡化方式制作數據后，LKJ限速控制以線路所通過信號機為限速目標點；按既有方式制作數據后，LKJ限速控制是以線路所通過信號機后的道岔位置作為限速目標點。2種方式下減速曲線所覆蓋的控制區域雖然相同，但限速范圍存在差異。簡化方式編制數據實現的道岔限速控制范圍大，將多出如圖7所示A點到B點區域，即從信號機位置到道岔位置的限速區。

圖7 單個分歧點高速道岔接車控制示意

結合實際情況，當列車在普速線路運行時，簡化方式會控制從A點到B點的限速，而A、B間的距離通常較短，基本不對運輸效率造成影響［11-12］。當列車在高速線路運行時，簡化方式能夠滿足從信號機位置進行側向限速的要求，也不影響列車運輸效率。

2）對于多個分歧點線路所，LKJ按照簡化方式制作數據后，LKJ限速控制以線路所通過信號機為限速目標點，以最后一組道岔后一個列車長度的位置作為限速結束點控制；而按既有方式制作數據，LKJ限速控制以線路所通過信號機后的道岔位置作為限速目標點，以線路所通過信號機后的次一架信號機后一個列車長度的位置作為結束點。2種方式同樣存在限速范圍差異。簡化方式編制數據實現的道岔限速控制范圍比既有數據編制控制的范圍小。見圖8，簡化方式限速范圍為A點到C點；既有方式限速范圍為B點到D點，存在從C點到D點的多控范圍。

圖8 多個分歧點高速道岔接車控制示意

結合實際列車運行，當列車在普速線路和高速線路限速運行時，簡化方式均有效率優勢，能夠消除從C點到D點的限速對效率的影響。

5 結束語

線路分歧點的側線控制涉及列車的行車安全，簡化統一的數據制作方式能夠在簡化數據編制的同時，實現線路所側線限速控制要求，確保LKJ持續穩定地提供行車安全保障。