高速铁路线路所信号安全防护方案的研究

高速铁路线路所信号安全防护方案的研究

万永涛

通号工程局集团有限公司北京分公司北京100070

摘要：随着经济的发展，交通行业得到了巨大的进步。近些年我国高速铁路建设项目建设范围在逐步扩大，高速铁路信号系统在促进高速铁路稳定运行发展具有重要作用，以典型的四线并行线路所为例，在站场无法设置安全线的情况下，分析可能发生侧冲的场景，研究并提出两种采用信号手段进行安全防护的方案及具体实现方式，为后续工程线路所设计提供参考依据。

关键词：高速铁路；线路所；信号安全；防护方案

引言

目前我国高速铁路信号系统在安全防护方面还是选用一般信息网络的防火墙设备，通过外部访问控制和隔离以及病毒扫描技术来提升系统网络安全，没有根据高速铁路实际情况采取相应措施进行全面防御，未从根本上提升铁路通信的安全性。

1.高速铁路线路所信号系统安全维护基本原则

在高速铁路现场信号系统管理工作开展过程中，要积极践行系统化的管理标准，确保基本原则符合要求。1）为了进一步满足高速铁路运输生产的实际需求，相关部门要强化并规范高速铁路信号设备维护管理的实际水平，一定程度上提高高速铁路信号设备维护质量，从而有效保证行车安全，提高运输效率。2）相关部门要严格贯彻落实国家有关政策和铁路有关法规，将运输生产作为管理核心，从根本上提高维护管理工作的实际效果，并且从根本上保证信号设备的状态。需要注意的是，在信号管理工作中，要深度践行“安全第一，预防为主”的方针，确保作业制度完善程度符合标准。由于高速铁路信号设备系统的集成度较高，要在实际工作中充分落实专业化维护管理。3）在实际管理机制建立过程中，相关部门要积极借鉴高成熟的维护管理方法，充分发挥静态监测分析设备和数据分析效果。需要集中关注的是，要实行岗位准入制度，对相关安全生产规章项目予以重视，只有保证相关工作人员熟悉有关安全生产规章制度，提升管理要求和控制制度，才能维护具体操作流程的完整性，为后续工作的全面开展提供保障，在相关工作人员完全掌握本岗位的安全操作技能和维护作业标准，培训考试合格的同时保证持证上岗作业，一定程度上提高管理水平和整体维护效果。

2.冒进信号场景分析

目视模式下冒进信号分析《技规》第98条规定：目视行车模式是司机控车的固定限速模式，限速值为?40?km/h。列控车载设备显示停车信号或位置不确定时，在停车状态下司机按规定操作转入目视行车模式。目视行车模式下，车载设备监控列车以顶棚速度40?km/h运行，车载设备在每走行200?m或50?s时提示司机进行目视确认，在走行300?m或60?s内司机未对目视模式进行确认，车载设备应输出紧急制动停车。CTCS-3级目视行车模式，车载设备收到应答器发送的目视危险消息（ETCS-137）或RBC发送的无条件紧急停车消息

2.1（UEM）会触发紧急制动。

CTCS-2级目视行车模式，车载设备收到应答器发送的绝对停车消息（CTCS-5）会触发紧急制动。各型动车组40～0?km/h平坡紧急制动距离为127～135?m。线路所通过信号机均布置于道岔前后警冲标内方50?m处，线路所通过信号机外方应答器组距信号机为30?m，如果司机操作不当，列车以40?km/h的速度经过应答器组触发制动后，将冒进信号机100?m左右，越过警冲标侵入相邻进路，发生侧冲风险。

2.2动车组制动故障下冒进信号分析

动车组列车实际制动力的大小是由动车组各辆车的制动系统工作状态决定，一旦某辆车（或某几辆车）的制动力因故丧失，会导致动车组列车整个制动系统的制动力下降。当动车组列车制动系统实际制动力小于ATP计算的制动力时，列车实际制动距离可能大于ATP计算的制动距离，甚至冒进防护的信号机或超过目标点速度。参考《铁路客运专线技术管理办法（试行）》，动车组列车制动系统故障切除2/8制动力时，限速160?km/h；切除50%制动力时，限速120?km/h。制动系统故障切除超过50%时，制动距离明显加长，建议立即停车等待救援。

3.安全防护措施

为避免目视行车或制动系统部分失效的动车组在线路所冒进信号发生侧冲的情况，设置一段满足列车在上述两种情况下制动距离的保护区段是一种行之有效的办法，以下提供两种方案。1）移设线路所通过信号机，保证信号机与警冲标间满足一定的制动距离。2）在线路所通过信号机外方设置双红灯防护，提供一个闭塞分区长度的保护区段。

3.1移设线路所通过信号机

《技规》对进站信号机设置以下规定：进站信号机应设在距进站最外方道岔尖轨尖端（顺向为警冲标）不小于50?m的地点，根据需要可适当延长。考虑对运输效率的影响，进站信号机设置距道岔尖轨尖端或警冲标不超过400?m。线路所通过信号机可参考进站信号机的设置方式。根据制动距离表可知，平坡情况下，当动车组制动力失效不超过2/8时，160～0?km/h制动距离比全车制动正常时制动距离延长小于400?m；目视行车模式下，40～0?km/h紧急制动距离135?m也在此范围内。故采用将线路所通过信号机向外方移设至距警冲标400?m的位置，可以有效的防止转入目视行车模式或动车组制动系统故障（制动力切除不超过2/8）冒进信号后发生侧冲的风险。

3.2双红灯防护方案

高速铁路区间不设通过信号机，该方案采用双红灯防护的原理，将线路所外方的闭塞分区作为保护区段考虑。高速铁路闭塞分区长度通常在1400?m以上，满足动车组制动系统故障（制动力切除不超过2/8）列车制动距离延长的要求。线路所通过信号机位置不变，仍设置在距离警冲标50?m处。对于目视行车的列车，由于车载设备目视模式下不处理机车信号信息，只对UEM信息或者应答器的目视危险、绝对停车信息产生制动。考虑在线路所通过信号机外方定位应答器处（距信号机250?m）对该组应答器补双，增加1台有源应答器。当信号机关闭时，发送停车报文（ETCS-137、CTCS-5包）。当信号机开放时，发送允许通过报文。该组应答器距警冲标300?m，满足目视行车模式下40～0?km/h紧急制动距离。双红灯防护的实现可采取下述方案：1）线路所通过信号机常态不采取红灯重复，当需要防护的进路锁闭后时采取红灯重复；2）联锁将该通过信号机外方闭塞分区按灾害防护的原理设为紧急停车区；3）排列跨线列车进路时，检查需要防护的闭塞分区空闲，进路建立后不再检查；4）进路锁闭后，联锁通过驱动继电器将进路锁闭信息传递给列控中心；5）进路锁闭继电器串入该闭塞分区各段轨道电路发送通道中，使该闭塞分区所有区段GJ落下，列控中心采集到进路锁闭继电器信息后，控制该闭塞分区所有区段发H码，并将该信息按灾害信息发送给联锁。

4.结束语

通过对线路所安全防护方案的分析，设置保护区段可对目视行车司机操作不当以及动车组制动系统部分故障两种场景提供侧冲防护。即使在已经设置安全线的线路所，速度较快的列车或车列开向安全线时，也可能出现由于超过安全线道岔限速或撞上车档导致颠覆从而侵入其他线路的情况，设置一定长度的保护区段可减小上述风险。

参考文献

[1]中国铁路总公司.铁总科技[2014]172号?铁路技术管理规程[S].北京：中国铁道出版社，2014.

[2]国家铁路局.TB?10007-2017?铁路信号设计规范[S].北京：中国铁道出版社，2017.