地面信號重復顯示的理論與實踐

程光紅（北京全路通信信號研究設(shè)計院有限公司，北京 100073）

1 概述

信號是指示列車運行及調(diào)車作業(yè)的命令，鐵路運輸相關(guān)人員必須嚴格執(zhí)行。

地面信號的顯示不是孤立的，列車運行方向上相鄰的列車信號機之間必然存在著顯示聯(lián)系，信號顯示關(guān)系要解決的問題就是總結(jié)其中的規(guī)律，使上述“命令”清晰、明確。

自信號顯示誕生之初，除必須符合“紅燈停、綠燈行”的基本規(guī)則之外，信號顯示關(guān)系本沒有對錯之分，但當其上升為“命令”時，為保證鐵路運輸?shù)陌踩⒂行?、高效，必須賦予其更多的規(guī)則，以界定顯示關(guān)系的對與錯。

在工程實踐中，受限于站場設(shè)置、信號顯示距離和!望條件等客觀條件，經(jīng)常遇到相鄰的指示列車運行的信號機（預(yù)告、遮斷、復示信號機除外，以下通稱列車信號機）之間的距離較近，不能滿足按規(guī)定速度運行的列車正常行車的安全和效率需求。如果這些限制性因素難以排除，而且該信號機對于行車確有存在的必要時，就需要從設(shè)計角度采取一定的措施，滿足其與相鄰的列車信號機之間的顯示關(guān)系，不違背鐵路信號的基本理念，便于司機的識別和認知。

本文重點討論列車信號機信號顯示完全重復的問題。

2 理論

2.1 相關(guān)規(guī)范的規(guī)定

《鐵路技術(shù)管理規(guī)程》（以下簡稱“技規(guī)”）第一編“技術(shù)設(shè)備”針對信號顯示的基本關(guān)系作出了宏觀規(guī)定，作為信號顯示的理論基礎(chǔ)，對工程實踐提出了指導原則；其第三編“信號顯示”明確了各種信號的顯示含義，對司機給出了明確指示，也規(guī)范了信號工程設(shè)計。

《鐵路信號設(shè)計規(guī)范》（TB 10007-2006，以下簡稱“信號設(shè)規(guī)”）和《鐵路信號站內(nèi)聯(lián)鎖設(shè)計規(guī)范》

程光紅，男，畢業(yè)于北方交通大學，高級工程師，系統(tǒng)技術(shù)部經(jīng)理。主要研究方向包括：鐵路信號工程設(shè)計、信號基礎(chǔ)理論、信號顯示。曾參與石牌客技站、邯鋼原料站、彭家莊站、昌樂站、淄河店站、績溪縣站電氣集中聯(lián)鎖改造工程；津浦線符離集－南京東自動閉塞改造工程;華東南北第二通道自動閉塞工程；巴基斯坦鐵路干線改造工程；《信號顯示圖例》；蘭青線提速至160km/h信號試點工程；《客運專線鐵路列車運行控制系統(tǒng)（CTCS）設(shè)計暫行規(guī)定》；《鐵路技術(shù)管理規(guī)程》（信號顯示部分）；《鐵路信號設(shè)計規(guī)范》等項目。（TB 10071-2000，以下簡稱“聯(lián)鎖規(guī)范”）從信號工程設(shè)計的角度對通常情況以及部分特殊情況下的信號顯示關(guān)系給出了指導性意見。

技規(guī)第69條規(guī)定：“特殊地段因條件限制，同方向相鄰兩架指示列車運行的信號機（預(yù)告、遮斷、復示信號機除外）間的距離小于制動距離時，按下列方式處理：1．在列車運行速度不超過120 km/h的區(qū)段，當兩架信號機間的距離小于400 m時，前架信號機的顯示，必須完全重復后架信號機的顯示；當兩架信號機間的距離在400 m及以上，但小于800 m時，后架信號機在關(guān)閉狀態(tài)時，則前架信號機不準開放。2．在列車運行速度超過120 km/h的區(qū)段，兩架有聯(lián)系的信號機間的距離小于列車規(guī)定速度級差的制動距離時，應(yīng)采取必要的降級或重復顯示措施?！?/p>

對于此，信號設(shè)規(guī)第2.2.2條、聯(lián)鎖規(guī)范第2.2.4條也分別進行了規(guī)定，與技規(guī)規(guī)定的內(nèi)容基本相同。

2.2 對規(guī)范的理解

在自動閉塞區(qū)段，站內(nèi)正線列車信號機間的距離要求與區(qū)間閉塞分區(qū)長度的要求相同，除應(yīng)考慮列車制動距離外，還需要考慮設(shè)備應(yīng)變時間和司機確認信號時間內(nèi)列車的走行距離。在站內(nèi)除正線以外的其他線路上，相鄰列車信號機的顯示與其間距也存在制約關(guān)系。

技規(guī)第69條第1款所指的措施一般稱為“完全重復”，第2款所指的措施一般稱為“紅燈重復”。此規(guī)定主要是考慮到由于不足列車制動距離，不能保證運行的列車在越過前一架信號機后采取緊急制動措施達到低于后一架信號機指示的入口速度的要求。“完全重復”主要解決的是超速和冒進信號的問題，“紅燈重復”主要解決的是冒進禁止信號的問題。

規(guī)范規(guī)定“完全重復”和“紅燈重復”的本意是為保證列車在有效制動距離內(nèi)的行車安全，延長后架信號機的防護距離。當信號機的顯示不存在速度差的情況下，前一架信號機可較后一架信號機提高一級顯示，以起預(yù)告作用；當存在速度差時，要計算制動距離、設(shè)備應(yīng)變時間及確認信號時間后，方能確定能否提高一級顯示。

在列車速度超過120 km/h的區(qū)段，采用速差顯示方式的自動閉塞時，信號顯示有明確的速度含義。例如，在四顯示自動閉塞區(qū)段，當速度級差劃分為160 -115-0 km/h時，地面信號顯示的典型速度含義如表1所示。

表1 四顯示自動閉塞信號顯示的典型速度含義 km/h

正因為地面信號顯示有了明確的速度含義，所以兩架有聯(lián)系的信號機間的距離小于規(guī)定速度級差的制動距離時，應(yīng)采取適當?shù)拇胧Ｋ^速度級差的制動距離，是指按速度分級的條件下，從一種速度等級降至低一級速度等級所需的制動距離。

需要說明的是，根據(jù)我國當前的信號顯示體系，所謂“明確的速度含義”，尚有幾點需要澄清。

1）接車性質(zhì)的列車信號機的顯示含義較為完備，對于進路開通狀態(tài)的指示也較為清晰，但對于經(jīng)道岔側(cè)向的進路，僅有“雙黃”和“黃閃黃”兩種顯示，其“速度含義”與道岔的轍叉號相關(guān)。

2）發(fā)車性質(zhì)的列車信號機不能指示入口速度，也不指示進路的直彎，故沒有速度含義。

3） 不同信號機的同一種顯示的速度含義不同，尤其是接車信號機和發(fā)車信號機明顯不同。

4）對于綠燈，其指示的入口速度和出口速度均為“規(guī)定速度”，但是，該速度值是不確定的。在工程設(shè)計中，如列車運行前方滿足3個閉塞分區(qū)空閑且進路開通直向等相關(guān)條件時，信號機點燈電路即可給出綠燈顯示，而與線路曲線半徑及線路限速等無關(guān)。這樣，同一區(qū)段內(nèi)不同信號機的綠燈指示的速度含義不同；即便是同一架信號機的綠燈顯示，對于不同種類的列車其速度含義也不同。實際上，列車到底能開多快，“信號”是“命令”的重要部分但不是全部，正如旅客列車開車時除了確認信號外還需確認諸如發(fā)車時間、車門關(guān)閉狀態(tài)等信息。

5）對于綠黃燈，在三顯示自動閉塞區(qū)段，其入口速度和出口速度均為“規(guī)定速度”，與上述綠燈的情況相同；在四顯示自動閉塞區(qū)段，其入口速度為“規(guī)定速度”、出口速度為低一級的“中間速度”，該兩種速度值也是不確定，與上述綠燈的情況類似。

6）對于黃燈，其指示“注意或降低速度”，在三顯示自動閉塞區(qū)段主要含義是“注意”，在四顯示自動閉塞區(qū)段主要含義是“減速”；其指示“準備停車”，具有停車和“進直出彎”等多種含義。因而其速度值也是不確定的。

7）對于黃閃黃和雙黃，其指示“經(jīng)道岔側(cè)向運行”，入口速度值取決于進路上的最小道岔的轍叉號，出口速度值更是不確定。

8）對于紅白，通常理解的入口速度為20 km/h也是不準確的，實際上還要求“須準備隨時停車”，所以，這個上限值還要與能“隨時停車”的速度值相協(xié)調(diào)。

由上，除了紅燈之外，所謂“明確的速度含義”并不是指明確的速度值。

2.3 關(guān)于“進直出彎”

在分析完全重復顯示之前，有必要簡單引申一下“進直出彎”的問題。

同方向相鄰兩架列車信號機分別開通經(jīng)由道岔直向和側(cè)向位置的進路時，一般稱為“進直出彎”；如均開通經(jīng)由道岔直向位置的進路時，一般稱為“進直出直”。

以前曾以綠黃指示“進直出彎”，但是，對于接車信號機以及區(qū)間通過信號機，“綠黃”指示的入口速度均為規(guī)定的最高速度值。在四顯示自動閉塞區(qū)段，列車由此運行至次一架信號機很難保證能夠減速到規(guī)定的道岔側(cè)向限速值；在非四顯示自動閉塞區(qū)段，站內(nèi)信號機的綠黃顯示通常意味著越場接車，也難以給司機以足夠的預(yù)告作用。

目前工程設(shè)計實踐中，均以“黃燈”指示“進直出彎”。對于此，技規(guī)雖未作明確規(guī)定，但是根據(jù)其對各種顯示含義的規(guī)定，除此之外的其他顯示均不能符合要求。

3 實踐

規(guī)范規(guī)定中，對于“完全重復”的用詞雖然使用了“必須”字樣，但也有例外情況。在某些情況下，如果簡單地完全重復顯示可能會違背信號顯示含義的基本理念。

3.1 典型情況之一

后架信號機顯示“雙黃”時，前架信號機不能簡單進行顯示重復。如圖1所示的局部站場。

在圖1的站場中，a、b均為接發(fā)車進路信號機，采用“雙機構(gòu)加引導”的機構(gòu)型式，兩者之間的距離小于規(guī)定的制動距離且不足400 m；c為出站信號機。

當進路開通由信號機a經(jīng)b至c、列車欲由A向B方向發(fā)車時，b顯示“雙黃”。如此時a按照“完全重復”的原則也顯示“雙黃”，則其所表達的含義將為由A向D方向運行，這既與進路開通方向不同，也不符合技規(guī)對接發(fā)車進路信號機顯示含義的規(guī)定。故此種情況下a不應(yīng)完全重復b的“雙黃”顯示。

在工程實踐中，如a信號機既不能取消，也不可能移設(shè)至與b信號機之間的距離滿足400 m的處所，則一般設(shè)計為顯示“黃”，經(jīng)列車牽引計算后給出各型列車的最高限速，并將其納入《站細》。

實際上，類似上述“后架信號機顯示‘雙黃’”的情況如下。

1）當a信號機為接車信號機時，無論a、b之間的距離是否達到400 m：如果兩者之間的進路經(jīng)由道岔直向位置（進直出彎），則a信號機不應(yīng)顯示“雙黃”；如果兩者之間的進路經(jīng)由道岔側(cè)向位置，則a信號機應(yīng)顯示“雙黃”，但不是重復b信號機顯示的結(jié)果。

2）當a信號機為發(fā)車信號機時，無論a、b之間的距離是否達到400 m，也無論a、b之間的進路屬性的“直彎”，a信號機均無法重復顯示“雙黃”，因為它沒有兩個黃燈位。

3.2 典型情況之二

后架信號機為發(fā)車信號機且開通經(jīng)由道岔側(cè)向位置的進路時，前架信號機也不能簡單進行顯示重復。如圖2所示的四顯示自動閉塞車站的局部站場。

在圖2的站場中，a為接發(fā)車進路信號機、b為出站信號機，兩者之間的距離小于規(guī)定的制動距離且不足400 m。

當進路開通由信號機a至b經(jīng)道岔側(cè)向位置出站、列車欲由A向B方向發(fā)車時，b可能顯示“綠”、“綠黃”或“黃”（取決于列車運行前方區(qū)間閉塞分區(qū)空閑數(shù)）。當b顯示“綠”或“綠黃”時，如此時a按照“完全重復”的原則也顯示“綠”或“綠黃”，則其所表達的含義將是“進直出直”、由A向C方向運行，這既違背了以“重復顯示”方式來保證安全行車的初衷，也不符合技規(guī)對接發(fā)車進路信號機顯示含義的規(guī)定。故此種情況下a不應(yīng)完全重復b的“綠”或“綠黃”顯示，而應(yīng)按照“以黃燈指示‘進直出彎’”的原則降級為“黃”。另外，當b顯示“黃”時，a亦顯示“黃”，也是依上述“進直出彎”的原則確定的，而不是“完全重復”的結(jié)果。

如上，在工程實踐中，如a信號機既不能取消，也不可能移設(shè)至與b信號機之間的距離滿足400 m的處所，則一般設(shè)計為顯示黃燈，經(jīng)列車牽引計算后給出各型列車的最高限速，并將其納入《站細》。

實際上，類似上述“后架信號機為發(fā)車信號機且開通經(jīng)由道岔側(cè)向位置的進路”時，無論a信號機是接車信號機還是發(fā)車信號機，也無論a、b之間的距離是否達到400 m，a信號機均不能對b信號機的允許顯示簡單進行完全重復；即便是兩者均顯示“黃燈”，也不是“完全重復”的結(jié)果。

3.3 其他情況

除了上述兩種較為典型的情況之外，兩架相鄰的列車信號機不能（或不宜）簡單進行“完全重復”顯示的情況還包括以下幾種。

其一，當后架信號機開放允許信號并同時點亮相應(yīng)的進路表示器時。

其二，當后架信號機顯示雙綠時。其三，當后架信號機顯示紅白時。其原因均是不符合技規(guī)對進路信號機顯示含義的規(guī)定。

4 結(jié)論

綜上所述，在列車運行速度不超過120 km/h的區(qū)段，當兩架列車信號機間的距離小于規(guī)定的制動距離且不足400 m時，按該兩架信號機的性質(zhì)屬性區(qū)分，其顯示關(guān)系可分別如表2、3、4、5所示。

表2 “完全重復”顯示關(guān)系之一：接車信號機→接車信號機

表3 “完全重復”顯示關(guān)系之二：發(fā)車信號機→接車信號機

表4 “完全重復”顯示關(guān)系之三：接車信號機→發(fā)車信號機

表5 “完全重復”顯示關(guān)系之四：發(fā)車信號機→發(fā)車信號機

由上可知，在兩架信號機之間的距離不足400 m時，真正能實現(xiàn)“完全重復”顯示的情況并不是全部，例外的情況還不少。

據(jù)此，建議將規(guī)范修改為：

“同方向相鄰兩架指示列車運行的信號機（預(yù)告、遮斷、復示信號機除外）間的距離小于規(guī)定制動距離時，應(yīng)采取必要的降級顯示、重復顯示或限速等措施。

在列車運行速度不超過120 km/h的區(qū)段，當兩架信號機間的距離小于400 m時，前架信號機的顯示，在符合顯示含義基本規(guī)定的前提下，必須完全重復后架信號機的顯示；當兩架信號機間的距離大于400 m但小于800 m時，后架信號機如在關(guān)閉狀態(tài)，前架信號機不得開放。

在列車運行速度超過120 km/h的區(qū)段，兩架有聯(lián)系的信號機之間的距離小于列車規(guī)定速度級差的制動距離時，應(yīng)采取必要的降級顯示、重復顯示或限速等措施。采用限速措施時，應(yīng)根據(jù)列車牽引計算確定各種不同列車的最高限速值。”

上述修改主要增加了限速措施的選項，并明確不能違背信號顯示的基本含義，確定采用限速措施時需進行列車牽引計算。

5 后記

上述規(guī)范對普遍情況下的信號顯示統(tǒng)一具有重要作用，理論指導實踐但又通常高于實踐，對于某些較為特殊的情況，理論可能難以進行窮舉，這就需要我們發(fā)揮觸類旁通、學以致用的主觀能動性，沿著理論指引的思路和方向來分析問題、解決問題。

技規(guī)及信號設(shè)規(guī)等已歷經(jīng)幾次修編，相關(guān)條文一直未作大的修改。這一方面是因為規(guī)范本身只能對設(shè)計人員起到指引性的作用，沒有必要、也不可能對工程實踐中可能遇到的所有情況作出窮舉，那樣反而可能掛一漏萬；另一方面也是因為歷史原因，事關(guān)安全的條文一般不輕易修改。

我們知道，無論是技規(guī)還是信號設(shè)規(guī)，都是工程中必須要遵守的，一些非強制性條文雖然可以根據(jù)工程實踐進行有條件的變通，但不能突破其限定的底線，從這個方面來說，所謂規(guī)范，其實只是指導實踐的最低標準，任何情況下都不能低于該標準。就像考試的及格線，如果僅以達到及格線來要求自己，那么，提高工程設(shè)計質(zhì)量、爭創(chuàng)優(yōu)質(zhì)工程就無從談起。

最后，引用信號設(shè)規(guī)“前言”中的一段話作為本文的結(jié)束：

“勘察設(shè)計單位執(zhí)行（或采用）單項或局部標準，并不免除設(shè)計單位及設(shè)計人員對整體工程和系統(tǒng)功能質(zhì)量問題應(yīng)承擔的法律責任?！?/p>

[1]中華人民共和國鐵道部．鐵路技術(shù)管理規(guī)程[M]．北京：中國鐵道工業(yè)出版社，2006.

[2]中華人民共和國鐵道部．TB10007-2006鐵路信號設(shè)計規(guī)范[S].

[3]中華人民共和國鐵道部．TB10071-2000鐵路信號站內(nèi)聯(lián)鎖設(shè)計規(guī)范[S].