高速鐵路AT供電方式下信號機顯示分析研究

潘長玉

根據(jù)我國鐵路現(xiàn)行技術(shù)政策及車載ATP在普速列車的應(yīng)用情況，高速鐵路普速列車上線運行仍需要采用以地面信號為主體信號的運行模式，區(qū)間按照地面設(shè)置通過信號機設(shè)計。

當通過信號機設(shè)于路基地段時，由于矮型信號機顯示距離短，不推薦采用;而采用高柱信號機則存在AT供電方式下，接觸網(wǎng)斜腕臂的絕緣子遮擋信號機顯示的問題。因此需對AT供電條件下信號機顯示進行深入研究，以保證普速列車與動車組共線運行的鐵路行車安全，提高運輸效率。

1 AT供電方式下接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)與高柱信號機相對關(guān)系

如圖1所示，高速鐵路接觸網(wǎng)支柱距離地面的高度為7300mm，PW線距離地面的高度為5500mm;區(qū)間通過信號機高度為6800mm，其中機構(gòu)長度為1460mm，機柱長度為5340mm;區(qū)間通過信號機最上方綠燈的燈位中心距離地面為6370mm。從圖1中可以看出，接觸網(wǎng)斜腕臂的絕緣子遮擋住了信號機第一個燈位的顯示。

2 絕緣子遮擋信號機顯示效果分析

為了進一步對絕緣子遮擋信號機顯示的問題進行研究，在某客運專線區(qū)間路基地段進行了不同高度信號機的顯示模擬試驗。

在現(xiàn)場信號機安裝完成后，選定直線地段200m、400m、600m、800m、1000m5個基準點，在高于軌面3m的位置 (模擬普速車主司機的瞭望高度)搭設(shè)瞭望平臺，以模擬瞭望各燈位的顯示效果。信號機顯示與接觸網(wǎng)絕緣子的相對關(guān)系，2種類型信號機的顯示效果總結(jié)如表1所示。

表1 2種類型信號機顯示效果與絕緣子的相對關(guān)系表

3 解決方案

針對接觸網(wǎng)絕緣子遮擋信號機顯示的問題，主要有接觸網(wǎng)支柱的側(cè)面限界適當加寬、接觸網(wǎng)拉桿底座間距離順序縮小、降低信號機高度等3種解決方案。

圖1 AT供電方式下接觸網(wǎng)與信號機相對關(guān)系示意圖

方案一:將接觸網(wǎng)支柱的側(cè)面限界適當加寬。根據(jù)《鐵路技術(shù)管理規(guī)程》中建筑物限界的規(guī)定，接觸網(wǎng)支柱的側(cè)面限界 (即軌面處支柱內(nèi)緣至鄰近線路中心的距離)不得小于2.44m，為方便現(xiàn)場安裝定位，側(cè)面限界一般取值為2.5m。

綜合考慮司機視角、接觸網(wǎng)的布置間距、信號機的顯示距離等，在信號機顯示方向前方的4根支柱，從靠近信號機的支柱算起，順序加寬至3.1m、3.1m、3.0m、2.8m(正常為 2.5m)，用以解決接觸網(wǎng)絕緣子遮擋信號機顯示的問題，如圖2所示。

圖2 接觸網(wǎng)支柱加寬示意圖

方案二:將接觸網(wǎng)拉桿底座間距離順序縮小，以擴大信號機的瞭望視野，如圖3所示。

方案三:降低信號機的高度。標準高柱信號機機柱為8500mm，基礎(chǔ)埋深1700mm，信號機地面以上 (簡稱信號機高度)6800mm，信號機機構(gòu)高度為1460mm。為了滿足信號機機構(gòu)的邊緣距離接觸網(wǎng)帶電體≥2m的距離要求，同時最大限度地提高信號機的顯示距離，通過研究分析，信號機上邊緣距離AF線的垂直高度最佳取值為900mm，此時信號機的高度為5300mm(簡稱中高柱信號機)，信號機機構(gòu)邊緣距離帶電體的距離為2012.5mm。采用這種中高柱信號機解決接觸網(wǎng)絕緣子遮擋信號機顯示的方案，既滿足了《鐵路信號設(shè)計規(guī)范》(TB10007-2006)中“交流電路牽引區(qū)段，信號設(shè)備外緣距接觸網(wǎng)帶電部分的距離不得少于2m”的強制性要求，也最大限度的提高了信號機的顯示距離。中高柱信號機信號顯示解決方案示意圖如圖1所示。

圖3 拉桿底座與腕臂底座縮小示意圖

4 方案比選

以上3種方案均解決了絕緣子遮擋信號機顯示的問題，但在無砟軌道條件下，由于受到無砟軌道形式、路基寬度的限制，加寬接觸網(wǎng)支柱的側(cè)面限界、縮小拉桿底座與腕臂底座的方案不能在高速鐵路客運專線上采用。因此推薦采用降低信號機高度的方案，既解決了接觸網(wǎng)絕緣子遮擋信號機顯示的問題，同時也能夠滿足規(guī)范中對信號機顯示距離的要求。

5 結(jié)束語

高速鐵路無砟軌道地區(qū)安裝區(qū)間通過信號機時，分析信號機的顯示距離是非常重要的研究內(nèi)容。目前，國內(nèi)尚無相關(guān)標準適用于高速鐵路無砟軌道區(qū)段區(qū)間高柱信號機。本文推薦的中高柱信號機方案，由于受無砟軌道先期施工，后期需大量開挖安裝信號機柱，對無砟軌道結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性影響較大等因素制約，目前尚未在工程中推廣應(yīng)用。本文僅分析了安裝方案其中比較重要的環(huán)節(jié)，為高速鐵路無砟軌道條件下高柱信號機的安裝研究起到拋磚引玉的作用。

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