客運(yùn)專線信號(hào)系統(tǒng)與相關(guān)專業(yè)配合應(yīng)注意的問(wèn)題

關(guān) 勝

（鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，天津 300251）

目前隨著我國(guó)高速鐵路的發(fā)展，信號(hào)系統(tǒng)也在不斷的更新和完善，在我國(guó)自主設(shè)計(jì)的高速鐵路陸續(xù)開通后，我們的設(shè)計(jì)思路也得到了提高和進(jìn)步，本文論述的主要內(nèi)容是在高速鐵路的設(shè)計(jì)過(guò)程中總結(jié)出一些根據(jù)實(shí)際情況得到的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)以及設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的特殊設(shè)計(jì)內(nèi)容供大家參考。其內(nèi)容主要包含信號(hào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中專業(yè)間配合需要注意的部分問(wèn)題以及信號(hào)系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)遇到的特殊需要考慮的問(wèn)題。

1 高速鐵路與普速鐵路信號(hào)與土建專業(yè)間配合設(shè)計(jì)的區(qū)別

隨著客運(yùn)專線的不斷開通，列車速度也開始由以前的時(shí)速120 km提高到200 km、300 km以及350 km，與之配套的信號(hào)系統(tǒng)也采用了與普速鐵路有較大區(qū)別的更高級(jí)的CTCS-2級(jí)及CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)。在以往普速鐵路設(shè)計(jì)過(guò)程中，往往都是首先站前工程按照土建專業(yè)圖紙進(jìn)行施工，在站前工程施工基本成型后，站后施工單位再按照相關(guān)專業(yè)的圖紙進(jìn)行施工，站前與站后專業(yè)的銜接內(nèi)容不是很多，為信號(hào)專業(yè)預(yù)留的土建工程條件較少。但隨著高速鐵路在我國(guó)的全面建設(shè)，這種設(shè)計(jì)及施工方式也開始不斷轉(zhuǎn)變。這就帶來(lái)各專業(yè)間的設(shè)計(jì)接口的銜接問(wèn)題。

2 信號(hào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)前期與土建專業(yè)的配合工作

在施工初期，隨著土建施工的進(jìn)行，信號(hào)系統(tǒng)的部分工程也要同步實(shí)施，這就要求信號(hào)專業(yè)設(shè)計(jì)與土建工程設(shè)計(jì)有機(jī)銜接，信號(hào)系統(tǒng)的土建預(yù)留工程設(shè)計(jì)應(yīng)在土建施工圖紙中體現(xiàn)出來(lái)。否則，由于專業(yè)間接口不暢引起的設(shè)計(jì)脫節(jié)會(huì)造成在信號(hào)系統(tǒng)施工時(shí)，因?yàn)橥两üこ涛搭A(yù)留相關(guān)條件引起土建工程施工部分返工，甚至有可能造成廢棄工程。這就需要加強(qiáng)各專業(yè)的配合工作，信號(hào)系統(tǒng)除了常規(guī)的設(shè)計(jì)工作外，還應(yīng)注意以下的專業(yè)配合工作。

2.1 在綜合接地系統(tǒng)中與其他專業(yè)的配合

在高速鐵路建設(shè)工程中，為保障運(yùn)營(yíng)過(guò)程中人身及設(shè)備安全，需要在線路及車站范圍內(nèi)設(shè)置綜合接地系統(tǒng)。該系統(tǒng)涉及線路、橋梁、站場(chǎng)、隧道、信號(hào)、接觸網(wǎng)、房建、通信和電力等多專業(yè)配合，主要的配合內(nèi)容有橋梁、隧道專業(yè)在設(shè)計(jì)梁體、墩臺(tái)及隧道過(guò)程中作為綜合接地系統(tǒng)的水平及垂直接地極，應(yīng)預(yù)留信號(hào)系統(tǒng)沿線路敷設(shè)貫通地線的連接條件；接觸網(wǎng)專業(yè)設(shè)置的接觸網(wǎng)桿既要使用綜合接地系統(tǒng)避免由于牽引電流流入鋼軌的電流過(guò)大造成對(duì)人員及弱電設(shè)備的傷害，同時(shí)其接觸網(wǎng)基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋作為一種垂直接地極也在為降低綜合接地系統(tǒng)阻值起著重要作用；綜合站房的人員流動(dòng)及密度均比較大，大量設(shè)備均設(shè)置在站房?jī)?nèi)，保證人身安全以及設(shè)備安全就顯得尤其重要，綜合站房?jī)?nèi)的非結(jié)構(gòu)鋼筋和墻體內(nèi)的鋼筋網(wǎng)格組成的防雷系統(tǒng)，以及為電子設(shè)備提供的法拉第籠為信號(hào)設(shè)備起到了很好的保護(hù)及電磁屏蔽作用。而站房設(shè)置的環(huán)狀地網(wǎng)與車站的接地系統(tǒng)連接，既保證了設(shè)備間的等電位連接，避免造成由于電位差燒毀設(shè)備，同時(shí)也作為綜合接地系統(tǒng)的一個(gè)接地極為降低全線綜合接地系統(tǒng)阻值起著積極作用。

2.2 在站場(chǎng)及線路上明確電纜過(guò)軌位置及方式

在與土建專業(yè)配合過(guò)程中，需根據(jù)采用的信號(hào)設(shè)備明確對(duì)站場(chǎng)、橋梁、路基以及隧道專業(yè)提出具體過(guò)軌的位置以及過(guò)軌方式，目前客運(yùn)專線電纜過(guò)軌設(shè)計(jì)基本采用以下兩種方式。

1）如果過(guò)軌電纜較少，可采用預(yù)埋過(guò)軌管方式。

信號(hào)專業(yè)可根據(jù)過(guò)軌電纜的數(shù)量測(cè)算出過(guò)軌管的直徑以及同一位置需要設(shè)置過(guò)軌管的數(shù)量，并且在設(shè)置過(guò)軌管時(shí)注意避開站場(chǎng)排水溝的位置；否則，在施工完畢后會(huì)造成站場(chǎng)排水不暢，造成信號(hào)電纜長(zhǎng)期浸在水中，影響電纜的使用壽命。

2）如果過(guò)軌電纜數(shù)量較大，并且是多專業(yè)集中過(guò)軌，可采用設(shè)置過(guò)軌涵洞的方式。

多專業(yè)集中使用過(guò)軌涵洞，需注意強(qiáng)電電纜與弱電電纜做好防護(hù)處理，在電纜交叉處以及電纜平行走線時(shí)，應(yīng)保證強(qiáng)弱電電纜的安全距離。另外，由于客運(yùn)專線車站均采用高站臺(tái)，信號(hào)電纜過(guò)軌盡量在站臺(tái)墻外側(cè)過(guò)軌，盡量避免在股道中心處過(guò)軌。由于站臺(tái)墻均采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，穿管工程量比較大，如避開穿越站臺(tái)墻，則可減少施工難度，節(jié)約工程成本。

2.3 信號(hào)機(jī)與站場(chǎng)警沖標(biāo)位置的確定

一般在客運(yùn)專線中間車站信號(hào)機(jī)與警沖標(biāo)距離均按照鐵道部頒布的標(biāo)準(zhǔn)距離進(jìn)行設(shè)置，但在個(gè)別樞紐車站，由于站場(chǎng)是按照既有位置設(shè)置，個(gè)別股道長(zhǎng)度有可能比正線車站設(shè)置的股道長(zhǎng)，這就會(huì)引起個(gè)別股道的軌道電路長(zhǎng)度超過(guò)650 m。為避免鄰線干擾，需對(duì)軌道電路分割，但需要注意將分割點(diǎn)盡量設(shè)置在靠近站場(chǎng)咽喉區(qū)方向，這樣可以避免過(guò)軌穿越站臺(tái)墻等設(shè)施，在靠近咽喉區(qū)的位置沿線路方向設(shè)置防護(hù)管，軌道電路電纜可通過(guò)防護(hù)管與干線電纜槽連接，如股道僅停留動(dòng)車組列車，可以適當(dāng)?shù)膶⑿盘?hào)機(jī)設(shè)置位置后移至不用對(duì)軌道電路進(jìn)行分割的位置。

2.4 信號(hào)電纜槽設(shè)置位置的確定

高速鐵路信號(hào)電纜防護(hù)均采用電纜槽防護(hù)方式，一般在路基及站場(chǎng)范圍內(nèi)均沿線路兩側(cè)進(jìn)行敷設(shè)，在站場(chǎng)復(fù)雜的車站可采用在股道間設(shè)置電纜槽的方式，但在設(shè)置電纜槽時(shí)應(yīng)注意車站排水溝以及站臺(tái)范圍內(nèi)的溝槽處理，

2.5 道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)在橋梁上的設(shè)置要求

部分客運(yùn)專線在橋梁上設(shè)置道岔，這就需要信號(hào)專業(yè)配置相應(yīng)的轉(zhuǎn)轍機(jī)設(shè)備，在設(shè)計(jì)過(guò)程中信號(hào)專業(yè)應(yīng)對(duì)橋梁設(shè)計(jì)提出相應(yīng)的加寬處理，應(yīng)預(yù)留好轉(zhuǎn)轍機(jī)的安裝空間，同時(shí)也要考慮好電纜槽的設(shè)置空間以及電纜在橋梁上過(guò)軌的預(yù)留條件。

2.6 動(dòng)車所洗車庫(kù)線設(shè)置要求

在動(dòng)車運(yùn)用所內(nèi)為完成動(dòng)車洗刷作業(yè)，經(jīng)常會(huì)在個(gè)別股道上設(shè)置洗車庫(kù)，在目前的信號(hào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，動(dòng)車組會(huì)按照CTCS-2級(jí)列控系統(tǒng)以完全監(jiān)控模式接入洗車庫(kù)線并在庫(kù)外停車，并由安裝在庫(kù)內(nèi)的牽車機(jī)將動(dòng)車組拉入洗車庫(kù)進(jìn)行清洗。為了不影響因股道長(zhǎng)度不夠，造成動(dòng)車組停車后車尾占?jí)貉屎韰^(qū)，影響運(yùn)輸效率。在設(shè)計(jì)前期，信號(hào)專業(yè)應(yīng)明確動(dòng)車組列車完全接入股道所需的最短軌道電路長(zhǎng)度，并向土建專業(yè)提出具體的設(shè)置要求，便于土建專業(yè)在合理的位置設(shè)置洗車庫(kù)等設(shè)備。

2.7 動(dòng)車所內(nèi)與踏面診斷設(shè)備結(jié)合要求

在動(dòng)車運(yùn)用所內(nèi)，經(jīng)常會(huì)在入所正線上設(shè)置踏面診斷設(shè)備。為保障踏面診斷的正常使用，在布置踏面診斷設(shè)備的位置內(nèi)不能設(shè)置信號(hào)軌道電路，這也會(huì)引起軌道電路不連續(xù)，產(chǎn)生通常所說(shuō)的死區(qū)段。一般踏面診斷設(shè)備布置在8 m范圍內(nèi)，這種長(zhǎng)度基本不會(huì)影響信號(hào)軌道電路檢查列車占用出清的功能。如果踏面診斷設(shè)備布置的長(zhǎng)度超過(guò)了列車相鄰軸對(duì)的長(zhǎng)度，就需要增加相應(yīng)的檢測(cè)設(shè)備，以保證列車停在此區(qū)段不會(huì)造成丟車現(xiàn)象。由于軌道電路不連續(xù)，造成軌道電路發(fā)碼不連續(xù)，動(dòng)車組列車在經(jīng)過(guò)該區(qū)段時(shí)，會(huì)發(fā)生因機(jī)車信號(hào)不連續(xù)引起列車制動(dòng)。為避免這種現(xiàn)象的發(fā)生，可按照兩種方式解決此問(wèn)題：其一就是將用于連接死區(qū)段兩邊軌道電路電纜設(shè)置于鋼軌軌腰位置，在不影響踏面診斷設(shè)備正常工作的前提下，按照環(huán)線方式盡量保證軌道電路發(fā)碼的連續(xù)性。其二就是通過(guò)制定相應(yīng)的制度，人為保證動(dòng)車組不掉碼，由于設(shè)置踏面診斷設(shè)備的死區(qū)段長(zhǎng)度一般都比較短，如踏面診斷設(shè)備安裝在8 m范圍內(nèi)，動(dòng)車組在斷碼4 s內(nèi)以踏面診斷允許運(yùn)行速度通過(guò)該死區(qū)段，動(dòng)車組可以在車載設(shè)備能接收的斷碼時(shí)間范圍內(nèi)通過(guò)該區(qū)段，避免引起動(dòng)車組觸發(fā)制動(dòng)。

以上是信號(hào)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過(guò)程中與其他相關(guān)專業(yè)配合時(shí)應(yīng)注意的部分內(nèi)容。

3 信號(hào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)需注意的問(wèn)題

3.1 信號(hào)機(jī)構(gòu)的選擇

1）客運(yùn)專線正線設(shè)置進(jìn)站信號(hào)機(jī)、出站信號(hào)機(jī)，信號(hào)機(jī)及顯示如圖1所示。正線車站進(jìn)站信號(hào)機(jī)均采用七燈位兩機(jī)構(gòu)矮型信號(hào)機(jī)；由于正線線間距和安裝限界的限制，正線反方向進(jìn)站信號(hào)機(jī)設(shè)于線路右側(cè)。

列車信號(hào)機(jī)常態(tài)為滅燈狀態(tài)。當(dāng)無(wú)ATP車載設(shè)備（或車載ATP停用）的列車接近信號(hào)機(jī)時(shí)，經(jīng)調(diào)度員操作后，點(diǎn)亮相應(yīng)信號(hào)機(jī)燈光，列車越過(guò)信號(hào)機(jī)后，燈光自動(dòng)熄滅。

2）個(gè)別車站由于側(cè)線股道設(shè)置在曲線地段，當(dāng)接入八輛編組的動(dòng)車組時(shí)，高站臺(tái)會(huì)遮擋出站信號(hào)機(jī)，影響信號(hào)機(jī)顯示距離，造成動(dòng)車司機(jī)無(wú)法看到信號(hào)顯示，根據(jù)此問(wèn)題就需要采取特殊設(shè)計(jì)，一般是抬高信號(hào)機(jī)構(gòu)，以達(dá)到信號(hào)機(jī)顯示距離的要求。但抬高信號(hào)機(jī)首先必須滿足客運(yùn)專線限界的要求，其次要滿足信號(hào)機(jī)穩(wěn)定性的要求，不能造成動(dòng)車通過(guò)股道時(shí)由于信號(hào)機(jī)不穩(wěn)定刮碰車體的事故發(fā)生。

3）樞紐內(nèi)信號(hào)機(jī)構(gòu)的選擇

在客運(yùn)專線引入樞紐內(nèi)，由于樞紐內(nèi)車站布置比較密集，站間距較短，信號(hào)機(jī)構(gòu)的使用應(yīng)該按照樞紐車站的具體情況而定，一般按照以下方式考慮。

a.僅開行動(dòng)車組的車站在滿足基本的四顯示閉塞分區(qū)長(zhǎng)度（即兩站間至少有3個(gè)閉塞分區(qū)）要求時(shí)，可選用常態(tài)滅燈的客運(yùn)專線進(jìn)、出站信號(hào)機(jī)構(gòu)。

b.車站需同時(shí)辦理高、普速作業(yè)列車

在個(gè)別樞紐車站不但辦理動(dòng)車組作業(yè)，同時(shí)也要辦理普速客車的接發(fā)車作業(yè)，這種情況應(yīng)該按照滿足低標(biāo)準(zhǔn)要求的方式設(shè)計(jì)，即進(jìn)出站信號(hào)機(jī)應(yīng)按照普速常態(tài)點(diǎn)燈機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)置。

c.僅開行動(dòng)車組列車，但兩站間距不滿足四顯示閉塞分區(qū)長(zhǎng)度要求（即兩站間少于3個(gè)閉塞分區(qū)）時(shí)，出站信號(hào)機(jī)可選用常態(tài)滅燈的普速四顯示信號(hào)機(jī)構(gòu)，但按照這種方式布置信號(hào)機(jī)應(yīng)與土建專業(yè)提前溝通，土建專業(yè)在布置站場(chǎng)時(shí)應(yīng)考慮雙列信號(hào)機(jī)構(gòu)對(duì)股道間距的影響。

3.2 樞紐內(nèi)軌道電路的選用

目前客運(yùn)專線正線車站由于站形比較簡(jiǎn)單，所以基本采用與區(qū)間自動(dòng)閉塞制式一致的一體化軌道電路，但是客運(yùn)專線正線引入樞紐內(nèi)，采用何種類型的軌道電路應(yīng)根據(jù)站場(chǎng)接車的功能來(lái)考慮，一般在樞紐內(nèi)的車站基本是始發(fā)終到的大型車站。如果該車站僅運(yùn)行動(dòng)車組列車，并且軌道電路的長(zhǎng)度滿足動(dòng)車組可靠接收機(jī)車信號(hào)信息條件時(shí)，可采用與區(qū)間一致的一體化軌道電路，實(shí)現(xiàn)全進(jìn)路發(fā)碼方式。個(gè)別車站由于運(yùn)輸要求，在高速場(chǎng)中有接發(fā)普速列車的需求，該車場(chǎng)應(yīng)根據(jù)具體要求配置軌道電路，如全場(chǎng)均采用一體化軌道電路會(huì)造成接發(fā)普速列車由下行（上行）線接入上行（下行）股道時(shí)，如果全站均按照全進(jìn)路發(fā)碼方式設(shè)計(jì)，則普速列車配置的LKJ設(shè)備無(wú)載頻切換時(shí)機(jī)，造成普速車LKJ無(wú)法正常使用，不滿足運(yùn)輸需求。如按照全進(jìn)路發(fā)碼方式設(shè)計(jì)，此問(wèn)題只能按照咽喉區(qū)一體化軌道電路不發(fā)碼處理。這種解決方式勢(shì)必造成一體化軌道電路的部分功能無(wú)法完全發(fā)揮作用，產(chǎn)生設(shè)備功能的部分浪費(fèi)。當(dāng)在設(shè)計(jì)工程中遇到這種情況時(shí)，可采用正線及股道采用一體化軌道電路，咽喉區(qū)軌道電路采用其他類型軌道電路并且不發(fā)碼的方式處理，這種設(shè)計(jì)方式既滿足運(yùn)輸?shù)男枨?，又?jié)省工程投資。

3.3 應(yīng)答器布置位置

車站應(yīng)答器布置位置應(yīng)根據(jù)鐵道部頒布的正式文件要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，一般在中間站基本按照常規(guī)布置方式設(shè)置。但在樞紐車站內(nèi)，由于站場(chǎng)設(shè)備較多，在布置應(yīng)答器時(shí)不僅應(yīng)考慮信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)要求，同時(shí)也應(yīng)注意站場(chǎng)圖中其他專業(yè)設(shè)備布置位置，避免專業(yè)間的干擾，應(yīng)答器布置應(yīng)避開車站內(nèi)的行包通道、站內(nèi)道口等設(shè)施，或提前與相關(guān)專業(yè)進(jìn)行溝通，預(yù)留出應(yīng)答器的安裝條件。

以上內(nèi)容主要介紹客運(yùn)專線設(shè)計(jì)過(guò)程中，信號(hào)系統(tǒng)在與土建相關(guān)專業(yè)配合設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容，以及信號(hào)系統(tǒng)自身設(shè)計(jì)過(guò)程中的一些特殊設(shè)計(jì)思路，本文論述的內(nèi)容僅包含信號(hào)系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)的部分內(nèi)容，全面的設(shè)計(jì)內(nèi)容應(yīng)根據(jù)不同的客運(yùn)專線項(xiàng)目具體分析論述，本文不再累述。