普速铁路自动闭塞区间信号点类型构建研究

张 昱

(中国铁路设计集团有限公司,天津 300308)

随着我国铁路事业的快速发展，重载铁路线路、大型枢纽不断出现，铁路线位设计越发复杂，对于普速铁路，自动闭塞区间信号点的布置也变得种类繁多、自动闭塞区间的最高编码码序也需要根据线路运营的实际情况来确定。近年来，有关学者专家对区间信号点的划分和优化布置[1-7]进行了研究，但是，对完成优化布置的区间信号点进行信号点类型的构建，有利于开展铁路信号工程设计、施工、运营维护方面的研究却很少，使得在普速铁路自动闭塞区间的信号工程设计中，对于不同的区间信号点布置，各设计单位均有其各自的命名方式，这就造成了同一类型的区间信号点，在不同的铁路工程中，可能有多个不同的名称，且命名方式混乱、不统一，从而增加了铁路信号工程的施工和建成后的运营维护难度。因此，针对目前存在的问题，从铁路信号工程设计的角度出发，对普速铁路自动闭塞区间中的不同区间信号点进行分析研究，基于区间信号点的常态编码码序构建其区间信号点类型，实现普速铁路自动闭塞区间信号点类型在不同铁路信号工程中的通用和统一，以有利于铁路信号工程设计、施工、运营维护工作的开展。根据相关规范的要求[8-10]，实际的铁路区间信号工程绝大多数采用四显示自动闭塞，因此，阐述的普速铁路区间自动闭塞均为四显示自动闭塞。

1 区间信号点类型的构建

根据普速铁路区间信号工程的设计原则，对相关术语的说明如下。

(1)1JG、2JG、3JG：车站的一接近闭塞分区、二接近闭塞分区、三接近闭塞分区。

(2)1LQG、2LQG：车站的一离去闭塞分区、二离去闭塞分区，在本文后续阐述中，将其简化为1LQ、2LQ。

(3)QG：区间闭塞分区，指自动闭塞区间中，除前述1JG、2JG、3JG、1LQ、2LQ以外的闭塞分区。

(4)FG、JFG：车站管辖区间分界处的闭塞分区。

以上定义的示意如图1所示。

图1 车站管辖自动闭塞区间示意

由图1可知，车站管辖的自动闭塞区间，是根据列车运行的正方向，由分界处FG闭塞分区开始，至分界处JFG闭塞分区结束。

普速铁路区间线路，在对其进行区间信号点布置之后，每个区间信号点就是一个闭塞分区，即所有的区间信号点的本质属性为闭塞分区，不同区间信号点之间的区别只是在于组成它的轨道区段的数目、名称、长度、防护该闭塞分区的信号机名称、该闭塞分区的常态编码码序等其他属性的不同。

对于普速铁路自动闭塞区间，在进行区间信号工程设计时，均是以车站为单位进行的，车站不同的进站口外方，均衔接不同的区间线路。由前所述，自动闭塞区间是由不同的区间信号点构成的集合，构成车站管辖的自动闭塞区间的所有区间信号点，其各自包含的属性，以及自动闭塞区间信号点之间的关联关系，构成了车站管辖的自动闭塞区间之间的不同。

普速铁路自动闭塞区间信号工程设计的内容，是配合列车车载设备，完成列车与地面轨道电路之间的车地信息交互，实现列车占用检查和列车运行控制。列车在区间运行时，地面轨道电路向车载设备交互的信息[11-12]，即地面轨道电路上传给车载设备的低频编码信息，是普速铁路区间列车运行控制最重要的部分，而地面轨道电路低频编码是由其编码电路实现的，所以，地面轨道电路编码电路的设计是普速铁路区间信号工程设计的核心。由前所述，自动闭塞区间是由不同区间信号点构成的整体，区间信号点内部的轨道电路，不论其数量的多少，其低频编码的原则一样。自车站进站信号机往外，区间信号点常态编码依次为HU码、U码、LU码、L码，根据区间编码最高码序的不同要求，还可能存在L2码、L3码、L4码、L5码[13]。因此，根据区间信号点的常态编码码序的不同，将区间信号点分为不同的类别，这就实现了同一类别的区间信号点，即使区间信号点的构成有多个轨道区段，或者区间信号点是车站管辖区间分界处的闭塞分区，其编码原则均相同，在具体的信号工程设计中，只在继电器条件的使用上，有一些细微的差别。

综上所述，本文提出普速铁路自动闭塞区间信号点的构建方式为：以区间信号点的常态编码码序作为其唯一标识，结合区间信号点在区间中与车站的相对位置关系进行命名。基于此方式构建的区间信号点类型，同一类型的区间信号点在不同的工程中，其名称、内部编码原则等工程设计内容均是统一的；同时，此方式也反映出区间信号点之间的相互关联关系。假定图1所示车站管辖的区间的最高编码码序是L码，构建起对应的区间信号点类型，如图2所示。

图2 车站管辖自动闭塞区间信号点类型示意

2 基于编码码序的区间信号点类型

在具体的工程项目中，自动闭塞区间的最高编码码序是不同的，进而组成该自动闭塞区间的信号点对应的类型也不同。本文将根据自动闭塞区间最高编码码序的不同，分别阐述自动闭塞区间中的不同区间信号点类型。

2.1 最高编码码序为L码时的区间信号点类型

对于常规的普速客货列车共线运行的自动闭塞区间，其最高编码码序为L码。区间信号点的常态编码码序，与该区间中信号点的数目相关，即相邻车站之间区间的信号点数目不同，区间信号点的常态编码码序随之不同。基于此，在最高编码码序为L码时，所有普速铁路自动闭塞区间信号点的布置及其对应的区间信号点类型如图3所示。

图3 最高编码码序为L码时区间信号点布置及信号点类型

由图3可知，在区间最高编码码序为L码时，其常态码序为HU→U→LU→L，普速铁路自动闭塞区间的所有信号点布置情况，可以根据其包含的区间信号点的数目，分为图3所示的5种类别。在每种类别中，根据具体区间信号点在区间中和车站的相对关系：是车站的接近闭塞分区、离去闭塞分区、或者是除此之外的大区间闭塞分区、以及在枢纽短区间中既是车站的离去闭塞分区，又是邻站的接近闭塞分区，确定信号点的常态编码码序，进而构建区间信号点类型。对于具体车站所管辖的某一自动闭塞区间，其区间信号点的类型，均能由图3所示的3JG(HU)、2JG(U)、1JG(LU)、QG(L)、2LQ(L)、1LQ(L)、2LQ1JG (LU)、1LQ1JG(LU)、2LQ2JG(U)、1LQ2JG(U)、2LQ3JG(HU)类型中，有相互关系的几种类型表述。

2.2 最高编码码序为L3码时的区间信号点类型

对于重载铁路，为了保障万吨列车的运行，区间信号点的最高编码码序为L3码，此时，所有普速铁路自动闭塞区间信号点的布置情况，及其相应的区间信号点类型如图4所示。

由图4可知，普速铁路自动闭塞区间最高编码码序为L3时，其常态编码码序为HU→U→LU→L→L2→L3，即当区间编码最高码序提升为L3码的时候，自动闭塞区间的区间信号点类型，除包含本文前述最高码序为L码时的区间信号点类型外，还增加了1LQ(L3)、1LQ(L2)、2LQ(L3)、2LQ(L2)、QG(L2)、QG(L3)类型。

在最高编码码序为L3码时，普速铁路自动闭塞区间的所有信号点布置情况，可以由图4所示的7种类别进行表述，进而对于具体车站所管辖的某一自动闭塞区间，其区间信号点的类型，均能由图4所示的区间信号点类型中，有相互关系的几种类型表述。

2.3 最高编码码序为L5码时的区间信号点类型

对于既有线提速至C2标准，运行速度≥200 km/h的动车组列车，动车组车载设备的最高编码码序是L5码；或在铁路枢纽中，需要接发动车组列车，这就使得自动闭塞区间轨道电路最高编码码序需提升至L5码。此时，所有普速铁路自动闭塞区间信号点的布置情况，及其对应的区间信号点类型如图5所示。

由图5可知，此种设计情况下，自动闭塞区间常态编码码序为HU→U→LU→L→L2→L3→L4→L5，区间信号点类型较前述最高编码码序为L3码时的信号点类型，增加1LQ(L4)、1LQ(L5)、2LQ(L4)、2LQ(L5)、QG(L4)、QG(L5)类型，即在最高编码码序L5码前提下，根据不同自动闭塞区间中，所包含的区间信号点数目的不同，普速铁路自动闭塞区间的所有信号点布置情况，可以由图5所示的9种类别进行表述，进而对于具体车站所管辖的某一自动闭塞区间，其区间信号点的类型，均能由图5所示的区间信号点类型中，有相互关系的几种类型表述。

对于两个车站之间距离特别近，站间距大致在4 km左右的设计情况，在信号工程设计中，一般将两个车站之间的关系处理为站联，极少数处理为自动闭塞区间。若处理为自动闭塞区间，它也是一个信号点，根据本文前述的信号点类型构建方法，构建起对应的区间信号点类型为1LQ3JG(HU)。

图4 最高码序为L3码时区间信号点布置及信号点类型

图5 最高码序为L5码时区间信号点布置及信号点类型

3 工程设计应用实例

在具体的铁路信号工程设计中，各设计院开发了多种辅助设计软件[14-15]，本文阐述的区间信号点类型构建方法，也应用到了本单位普速铁路自动闭塞区间工程的辅助设计软件中。由于本文提出的区间信号点类型是基于区间信号点的常态编码构建的，同一种区间信号点类型，有着相同的编码原则，因此，本文构建的区间信号点类型也能应用于自动闭塞系统的电路设计中，同时，还可以将其直接用于区间轨道电路组合类型的构建和选择上。

在某铁路工程中，某一个车站管辖的自动闭塞区间，位于一个区间信号点数目众多的长大区间中，且区间最高编码码序为L5码。在该车站管辖自动闭塞区间的信号工程设计中，将本文提出的区间信号点类型方法，直接应用到闭塞分区中各个轨道区段组合类型的构建上，该车站管辖区间的信号平面布置和应用本文区间信号点类型构建的组合布置如图6所示。

图6 长大区间信号平面布置及轨道区段组合布置

对于最高编码码序为L码的某铁路枢纽区间，其组成轨道电路的组合类型工程设计中，也可以直接应用本文提出的信号点类型。图7示例了该铁路枢纽区间的信号平面布置和应用本文区间信号点类型构建的组合布置。

图7 枢纽短区间信号平面布置及轨道区段组合布置

对于前述图6、图7工程设计应用实例，本文提出的区间信号点类型也应用到了其自动闭塞系统电路图、配线图的设计中，基于本文提出的区间信号点类型设计的电路图、配线图，具有通用性，能直接应用到其他铁路工程自动闭塞系统的设计中，即同一种区间信号点类型的组合构建方式和电路图、配线图在不同的区间自动闭塞工程中均相同。

4 结论

针对普速铁路，以自动闭塞区间信号点的编码码序为研究切入点，构建了基于它的区间信号点类型，具有很强的通用性和可拓展性，能在不同的最高编码码序下，对所有的区间信号点布置情况构建其对应的信号点类型，并且构建区间信号点类型逻辑含义清晰、名称统一、能应用到所有的普速铁路自动闭塞区间工程的信号设计中。目前，本文所述的普速铁路自动闭塞区间信号点类型，已应用于济南至青岛铁路工程胶州北站过渡过程、牡丹江铁路枢纽、哈尔滨到佳木斯铁路工程等多个铁路工程的区间自动闭塞系统的设计中。