鐵路貨車信號系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案分析

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隨著物流業(yè)飛速發(fā)展，為了滿足日益增長地方貨運(yùn)需求，鐵路綜合貨場工程相繼投入建設(shè)。同時(shí)，既有車站的改造工程成為普速鐵路或客貨共線鐵路的重要改造項(xiàng)目，信號系統(tǒng)改造更是必不可少，對既有車站改造工程順利進(jìn)行、以及車站作業(yè)安全、順暢起著舉足輕重的作用。一般情況下，鐵路綜合貨場與車站以并場方式或串聯(lián)方式建設(shè)，信號系統(tǒng)設(shè)計(jì)對綜合貨場作業(yè)效率的發(fā)揮起關(guān)鍵作用。

工程概況

烏海北站屬包蘭線既有車站，主要開行貨物列車，主要貨運(yùn)物資有烏海地區(qū)的焦煤、石化產(chǎn)品、及農(nóng)副產(chǎn)品。烏海北站為電氣化鐵路車站，上次改造與2009年初完成。本次改建烏海北站，在站房對側(cè)設(shè)綜合性貨場，將貨場劃分為北、南兩場。烏海北站改造后規(guī)模：12股道，50組聯(lián)鎖道岔。北場位于站房對側(cè)，與包頭端咽喉正線連通，從西依次布置成件包裝貨區(qū)、集裝箱貨區(qū)2個(gè)貨區(qū)，預(yù)留特貨區(qū)，設(shè)環(huán)形道路。南場與正線直接連通，設(shè)1處散堆裝貨區(qū)，機(jī)待線1條，有效長度75m；預(yù)留機(jī)走線1條；設(shè)環(huán)形道路。作業(yè)方式：南場與到發(fā)線間可辦理列、調(diào)車作業(yè)；北場可直接辦理辦理列車接、發(fā)車作業(yè)，與到發(fā)線間為轉(zhuǎn)線作業(yè)。

問題的提出

（一）烏海北站新建貨場工程與既有運(yùn)營線－包惠線密切相關(guān)的工程，屬呼和浩特鐵路局2015年“短頻快”項(xiàng)目，施工設(shè)計(jì)工期短，需要再短時(shí)間內(nèi)拿出精確的設(shè)計(jì)方案。

（二）與常規(guī)鐵路工程相比，烏海北站新建貨場工程具有以下特殊性：烏海北站東端咽喉區(qū)站場規(guī)模變化較大，影響到既有區(qū)間自動閉塞2架通過信號機(jī)外移，必須在點(diǎn)內(nèi)完成施工，行業(yè)曲線linkindustryappraisementDOI：10.3969/j.issn.1001-8972.2020.10.034可替代度影響力可實(shí)現(xiàn)度行業(yè)關(guān)聯(lián)度真實(shí)度需要嚴(yán)密的設(shè)計(jì)方案支持。烏海北站自動閉塞設(shè)備在既有ZPW－2000A型四顯示自動閉塞系統(tǒng)的基礎(chǔ)上改造。根據(jù)行車專業(yè)檢算結(jié)果，調(diào)整區(qū)間通過信號機(jī)布點(diǎn)，相關(guān)軌道電路設(shè)備及信號機(jī)新設(shè)，所需分支電纜敷設(shè)至既有區(qū)間干線電纜分向盒，利用既有區(qū)間干線電纜回樓。自閉室內(nèi)部分利舊改造。新建南貨場與正線聯(lián)通，包頭方面的下行線列車可接入南貨場，同時(shí)南貨場可向包頭方面發(fā)車，合理的設(shè)置烏海北站及其南貨場間的列車信號機(jī)構(gòu)是本次工程的重點(diǎn)，甚至為亮點(diǎn)。北貨場設(shè)有站內(nèi)道口，是否設(shè)置站內(nèi)道口信號設(shè)備，需從作業(yè)安全、運(yùn)輸效率和運(yùn)營維護(hù)部門等方面統(tǒng)籌考慮。

（三）烏海北站過渡及相關(guān)工程施工設(shè)計(jì)面臨以下技術(shù)難題1.鐵路總公司目前沒有對“道口信號設(shè)備”制定相關(guān)定型設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。2.烏海北站與新建南貨場間的信號機(jī)布置是否合理，關(guān)系到整個(gè)烏海北站新建貨場工程的長遠(yuǎn)意義。3.本次工程，既有烏海北站聯(lián)鎖設(shè)備新設(shè)，區(qū)間自閉室內(nèi)設(shè)備利舊。過渡工程及新舊設(shè)備倒替問題較為復(fù)雜，方案制定較為困難。應(yīng)建立健全施工現(xiàn)場安全保證體系，做到縱向到底，橫向到邊，行管成線，共管成網(wǎng)，實(shí)行全方位安全管理。始終堅(jiān)持“安全第一，預(yù)防為主”的方針，用安全保證制度來預(yù)防事故的發(fā)生，加強(qiáng)施工管理，嚴(yán)格執(zhí)行各項(xiàng)規(guī)章制度。

現(xiàn)狀調(diào)查

烏海北站既有信號設(shè)備用房滿足不了本次工程需求；烏海北站由于站場規(guī)模擴(kuò)大，既有電纜井空間不足，室外電纜引入信號樓較為困難；既有不動設(shè)備與本次拆除設(shè)備之間的配線復(fù)雜，拆除工作難道較大，對既有設(shè)備運(yùn)行及運(yùn)輸安全影響較大。既有站改造須注意既有貫通地線的位置；前期考慮設(shè)分支貫通地線與既有貫通地線接續(xù)。設(shè)定目標(biāo)嚴(yán)格按期完成設(shè)計(jì)，確保烏海北站按期順利開通；電路設(shè)計(jì)安全可靠，滿足相關(guān)技術(shù)要求；為新技術(shù)發(fā)展起到一定的推動作用。信號施工過渡不能影響既有設(shè)備的正常使用，盡量減少對行車運(yùn)輸?shù)母蓴_，同時(shí)應(yīng)充分利用天窗時(shí)間。凡影響行車的施工、維修作業(yè)，不得利用列車間隔進(jìn)行，都必須納入天窗。凡施工影響使用中的信號、聯(lián)鎖及閉塞設(shè)備時(shí)，應(yīng)先進(jìn)行登記，經(jīng)車站值班員同意后，并由有關(guān)部門派人配合，才可進(jìn)行施工。車站值班員應(yīng)盡塊與列車調(diào)度員聯(lián)系，并根據(jù)封鎖或開通命令，在信號控制臺或規(guī)定位置揭掛或摘下封鎖區(qū)間表示牌。車站聯(lián)鎖設(shè)備采用計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖，減少繼電器、熔斷器等的使用量，利于節(jié)能。電路設(shè)計(jì)中，對經(jīng)常吸起的繼電器采用高阻繼電器。對工作環(huán)境溫度有較高要求的設(shè)備與其他設(shè)備之間設(shè)置隔斷，合理確定空氣調(diào)節(jié)溫度。為了減少能耗，整合車站的TDCS、計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖、監(jiān)測等電子設(shè)備機(jī)房，減少信號房屋的使用面積。

原因分析及解決辦法

通過對現(xiàn)場情況調(diào)查和分析結(jié)果，結(jié)合站場設(shè)計(jì)方案，制定合理的施工設(shè)計(jì)方案；通過對新技術(shù)、新文件精神學(xué)習(xí)、積極探討，對新型設(shè)備電路從原理方面認(rèn)真分析，緊扣技術(shù)條件，最終制定適合本站的技術(shù)方案。從人員、方法、環(huán)境等方面進(jìn)行原因分析，詳見應(yīng)急工程工作難度因果分析系統(tǒng)圖。

實(shí)施一：

設(shè)計(jì)人員團(tuán)結(jié)協(xié)作、盡心盡力，全身心投入工作。將主要人員按組分工：一組完成烏海北站現(xiàn)場調(diào)研，一組完成分析既有CIS型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)和容錯(cuò)型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)電路、采驅(qū)動，一組完成自動閉塞改造設(shè)計(jì)，一組完成道口設(shè)備設(shè)置及場間信號機(jī)構(gòu)設(shè)置。資源整合式設(shè)計(jì)方法使設(shè)計(jì)人員對局部設(shè)計(jì)非常熟悉提高了工作效率，出現(xiàn)問題能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，及時(shí)解決從而能更好的保證文件質(zhì)量。根據(jù)運(yùn)輸需求，及時(shí)合理的制定出過渡方案，最大限度地滿足運(yùn)營需要，避免不必要的廢棄。

實(shí)施二：

由專人負(fù)責(zé)與設(shè)備廠家配合，進(jìn)行“道口信號設(shè)備仿真實(shí)驗(yàn)”，專人定期記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果，進(jìn)行分析對比，得出結(jié)論。由專人負(fù)責(zé)與包頭電務(wù)段聯(lián)系，匯報(bào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，結(jié)合車務(wù)部門意見，商議決定道口信號設(shè)備實(shí)施方案。

實(shí)施三：

詳細(xì)了解進(jìn)路信號機(jī)、出站信號機(jī)以及總出發(fā)信號機(jī)的設(shè)置原則，參考已開通樞紐站進(jìn)路信號機(jī)設(shè)置方案，結(jié)合烏海北站今后的作業(yè)性質(zhì)確定場間信號間設(shè)置方案。

實(shí)施四：

全體成員與處總工程師舉行專題討論會，解決各組疑難問題；查閱相關(guān)資料，仔細(xì)推敲各個(gè)電路環(huán)節(jié)，確保電路滿足相應(yīng)的技術(shù)要求，滿足故障導(dǎo)向安全。

實(shí)施五：

參考其他項(xiàng)目已設(shè)計(jì)完成并順利開通的自動閉塞系統(tǒng)。與有關(guān)專家探討，確定設(shè)備的布置，安裝位置，施工組織及過渡工程方案等。本次烏海北站下行進(jìn)站信號機(jī)X和XF外移190m，根據(jù)行車專業(yè)檢算結(jié)果，將X進(jìn)站信號機(jī)外方3591、3605通過信號機(jī)布點(diǎn)調(diào)整，其余區(qū)間通過信號均維持既有。上行正線1LQ、下行正線3JG，2JG，1JG的調(diào)諧單元、空心線圈及補(bǔ)償電容等新設(shè)，所需分支電纜敷設(shè)至既有區(qū)間干線電纜分向盒，利用既有區(qū)間干線電纜回樓。自閉室內(nèi)部分利舊改造。

效果檢查

通過全體成員的共同努力，最終按期保質(zhì)保量的完成了設(shè)計(jì)任務(wù)；通過“站內(nèi)道口仿真實(shí)驗(yàn)”數(shù)據(jù)分析，結(jié)合鐵路局電務(wù)、車務(wù)部門的意見，按期完成設(shè)計(jì)方案；通過對烏海北站現(xiàn)場以及大修工程竣工資料調(diào)查，查找出部分現(xiàn)場情況與竣工資料不符但未記錄的地方，關(guān)系到后期的過渡工程及整個(gè)工程的順利開通；烏海北站場間信號機(jī)的設(shè)置方案得到各部門的認(rèn)可；制定出了完整的新舊聯(lián)鎖設(shè)備倒替方案。

結(jié)束語

及時(shí)與運(yùn)營維護(hù)單位聯(lián)系，做到定期回訪，隨時(shí)跟蹤，深入分析電路，對運(yùn)營中發(fā)現(xiàn)的特殊設(shè)計(jì)中的不完善處從理論上認(rèn)真分析，根據(jù)現(xiàn)場情況對電路進(jìn)一步優(yōu)化。實(shí)時(shí)關(guān)注鐵路總公司對“道口信號設(shè)備設(shè)置方案”的相關(guān)規(guī)范變化。烏海北站屬于嚴(yán)寒地區(qū)，信號設(shè)備在使用中若發(fā)現(xiàn)因環(huán)境問題引起性能變化，及時(shí)進(jìn)行專題研究，采取補(bǔ)救措施，須徹底解決問題。

作者：萬生立 單位：中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司