关于朔黄重载铁路移动闭塞信号显示的研究

发表时间:2021/1/20   来源:《科学与技术》2020年9月27期   作者:崔天琦
[导读] 在CBTC模式和C3模式中,均存在如下问题:地面信号灯熄灭或亮红灯,
        崔天琦
        朔黄铁路有限责任公司,河北省沧州市062350

        摘要:在CBTC模式和C3模式中,均存在如下问题:地面信号灯熄灭或亮红灯,与ATP命令未能保持一致。针对此问题,提出显示绿闪,以及点灯电路,并对其含义进行解释。CBTC模式完成对LKJ模式的转变后,相关因素会对行车安全造成影响,对此类因素进行分析,并对常态开灯的CBTC系统具备的可靠性与常态灭灯的CBTC系统具备的可靠性进行计算,得出如下结论,从可靠性来看,常态开灯要相对高于常态灭灯。
        关键词:重载铁路;移动闭塞;信号显示

        前言:朔黄重载铁路是重载货运铁路线的代表之一。CBTC,即移动闭塞,以城市轨道交通为起源,其特点是密度高。CTC3-3,即中国列控系统,其特点是速度和密度高,且应用经验多达几万公里。若对C3模式进行采用,重载货运则保持相对较低的运行速度;若对CBTC模式进行采用,则从车站规模来看,城市轨道交通通常较少,正线不存在调车作业,但对于重载线车站而言,其不仅具有较大规模,且存在大量调车作业。
一、重载铁路移动闭塞存在的安全薄弱环节
        CBTC模式与CTCS-4相比,先进性更强。重载移动闭塞运行,遵循CBTC模式,在技术层面上,体现了先进性。在国内,CTCS-4尚未对商业运营正式投入。朔黄重载移动闭塞对成熟性较强的CBTC技术进行采用。CBTC系统在正常工作状态下,由ATP控车,CBTC系统发生故障后,则ATP马上报警,并立即退出控车。在非受控状态下,列车运行主要依靠惰性。司机听到报警之后,马上对地面信号进行确认,并对前方进路的实际情况进行了解,在此基础上做出正确判断,并发出合理操作,LKJ设备完成对司机操作的接收后,列车模式即转变为人工控车,列车重新受到控制,该时间段即为惰性运行期。缩短惰性运行期,即能提升行车安全。惰性期同时是司机对控车状态有效进入的适应期,对适应期进行缩短,要确保向司机提供的地面信号容易被识别,并确保向司机提供的前方进路信息是前后连续的和完整的,为司机作出正确判断提供便利。地面信号作为承载者,效果最佳。但对于C3客专地面信号而言,在常态下,其保持灭灯状态。对城市轨道交通而言,其CBTC系统相应的地面信号机,在常态下,也大多保持灭灯状态[1]。
二、地面信号机的设置与显示
        《重载铁路铁路设计规范》具有如下规定:重载区段区间,需对四显示自动闭塞进行采用,站内要对计算机联锁进行采用,地面信号机在常态下保持点灯状态。每种信号灯显示,均具有不同的具体含义,为司机行车提供了凭证,且对LKJ系统进行了配备,以固定闭塞作为闭塞方式[2]。
        对既有重载铁路移动闭塞进行改造时,不对其地面信号机原有设置进行改变,地面信号无需对控车进行参加,对CBTC设备、ATP控车进行设置,并对CBTC模式进行构建。对城市轨道交通而言,其CBTC模式相应的地面信号机有两种常态显示,一种是开灯,一种是灭灯。C3客专相应的常态灭灯,有效规避了如下情况:点灯环节出现故障,导致地面信号机出现灭灯、点亮红灯,此时与车载设备发出的移动授权对比,二者不一致,对谁的命令进行执行。但对于设备存在的故障,完成对LKj模式的转变后,对于地面信号灯内部的灯丝,无法实施有效的连续监督,对于前方进路信息,无法及时预告,此类因素会对行车安全造成影响。
1、站内、区间信号机点灯电路
        保持地面信号机原有设置,在CBTC模式下,保持常态点灯,在灯丝断丝时,对信号机增加点绿闪灯,对信号机潜在的灯丝断丝作出预告,要求列车遵循ATP命令,保持继续行车状态。


2、常态开灯的合理性
        首次在重载铁路线上对重载移动闭塞进行使用,遵循更新改造的具体方式,为最大化节省投资,可构建后备模式,对既有设备进行充分利用。在CBTC模式下,对地面进行改造,需对诸多设备进行装设,同时,需将专门的车载设备对机车进行配备,会出现两种现场机车,一种机车对车载设备进行了装设,另一种机车未对车载设备进行装设。在一段时期内,两种机车保持混合运行。
        未装设车载设备的机车相应的LKJ模式,只能显示开灯状态的地面信号;装设有车载设备的机车在运行过程中发生故障时,对LKJ模式进行转变,需及时对地面信号进行准确确认。CBTC模式下,常态点灯能对前方闭塞实际分区数进行预告,辅助司机对列车进行安全操控[3]。
        在各自模式状态下,信号机相应的现行显示与现行标准相符。
        在CBTC模式下,对绿闪灯光进行增加,绿闪的意义,是指信号灯出现灯丝断丝的情况,在这种情况下,ATP控车发出的地面信号显示,其作用只停留在预告层面。在C3模式下,列车运行保持200KM的时速,司机无法对信号进行确认,但重载铁路闭塞保持低于100km的时速运行时,司机能对地面信号进行准确确认。根据信号,司机能了解更多关于安全的信息,能促进行车安全。
三、移动闭塞模式信号显示与安全因素分析
1、CBTC模式信号显示与安全相关因素分析
        平时点灯,主要有两大优点,一是对前方进路实际情况进行预告,二是对灯丝断丝进行连续监督。上述优点,有助于司机对列车进行操控。但在CBTC模式下,由ATP对列车进行操控,则未能发挥平时点灯的优点和作用。平时点灯,能对灯丝继电器,实施有效的连续监督,对于未装设车载设备的列车,以及CBTC模式下,列车发生故障后,转变为LKJ控车模式均较为有利,ATP控车具有安全性和可靠性[4]。
2、移动闭塞转为固定闭塞信号显示与安全相关因素分析
        在CBTC模式中,正常工作状态下,由ATP对列车进行操控,设备对安全可靠性具有决定性影响。当CBTC系统发生故障后,ATP即会停止自身工作,并将故障报警发出,列车状态即不受控制。在这种情况下,司机需对地面信号显示进行确认,并迅速作出正确判断和控车决定,对LKJ设备进行操作,重新使列车回归受控状态。在这一阶段,列车运行主要依靠惯性,这就是惰性期。在这一时期内,列车运行不受控制,因而存在较大的安全威胁。缩短列车依靠惯性运行的实际时间,即缩短惰性期,即能实现对列车行车安全的有效提高[5]。
3、影响惰性期长短的环节
        惰性期的实际长短,与如下三个环节具有直接相关的关系:一,快速提供信号环节。该环节主要是向司机提供地面信号显示的速度,灯光显示是否存在变化。二,快速灯光识别环节。灯光存在的变化是否能被人眼快速识别。三,快速判断力环节。司机预知安全信息能否快速作出判断,并作出正确的执行操作。
结语
        综上所述,对L闪进行增加,据此对常态开灯进行解决时,在点灯环节出现故障,将引发点亮红灯与ATP发出移动授权产生不一致和冲突。通过上文分析可知,从安全可靠性来看,重载移动闭塞相应的常态开灯模式要相对高于常态灭灯相应的模式。因此,对于重载移动闭塞系统,要推荐应用常态开灯方式,对地面信号进行显示,据此有效促进列车运行的安全。
参考文献
[1]张国强. 朔黄重载铁路移动闭塞信号显示研究[J]. 铁路通信信号工程技术, 2020(2):45-50.
[2]代腾腾. 移动闭塞信号系统将提升重载铁路运输效率[J]. 世界轨道交通, 2018(8):28-28.
[3]何占元, 何永发, 贾利生. 重载铁路移动闭塞降级系统方案研究[J]. 铁道通信信号, 2018, 054(004):8-12.
[4]何永发, 刘金瑞. 重载铁路大型车站移动闭塞系统应用研究[J]. 铁道通信信号, 2018, 054(003):21-24.
[5]王海忠, 韩恩索. 重载铁路采用移动闭塞的可行性分析[J]. 铁路通信信号工程技术, 2017, 14(006):8-11.
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