鐵路貨車信號系統設計方案分析

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隨著物流業飛速發展，為了滿足日益增長地方貨運需求，鐵路綜合貨場工程相繼投入建設。同時，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目，信號系統改造更是必不可少，對既有車站改造工程順利進行、以及車站作業安全、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方式建設，信號系統設計對綜合貨場作業效率的發揮起關鍵作用。

工程概況

烏海北站屬包蘭線既有車站，主要開行貨物列車，主要貨運物資有烏海地區的焦煤、石化產品、及農副產品。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，在站房對側設綜合性貨場，將貨場劃分為北、南兩場。烏海北站改造后規模：12股道，50組聯鎖道岔。北場位于站房對側，與包頭端咽喉正線連通，從西依次布置成件包裝貨區、集裝箱貨區2個貨區，預留特貨區，設環形道路。南場與正線直接連通，設1處散堆裝貨區，機待線1條，有效長度75m；預留機走線1條；設環形道路。作業方式：南場與到發線間可辦理列、調車作業；北場可直接辦理辦理列車接、發車作業，與到發線間為轉線作業。

問題的提出

（一）烏海北站新建貨場工程與既有運營線－包惠線密切相關的工程，屬呼和浩特鐵路局2015年“短頻快”項目，施工設計工期短，需要再短時間內拿出精確的設計方案。

（二）與常規鐵路工程相比，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站場規模變化較大，影響到既有區間自動閉塞2架通過信號機外移，必須在點內完成施工，行業曲線linkindustryappraisementDOI：10.3969/j.issn.1001-8972.2020.10.034可替代度影響力可實現度行業關聯度真實度需要嚴密的設計方案支持。烏海北站自動閉塞設備在既有ZPW－2000A型四顯示自動閉塞系統的基礎上改造。根據行車專業檢算結果，調整區間通過信號機布點，相關軌道電路設備及信號機新設，所需分支電纜敷設至既有區間干線電纜分向盒，利用既有區間干線電纜回樓。自閉室內部分利舊改造。新建南貨場與正線聯通，包頭方面的下行線列車可接入南貨場，同時南貨場可向包頭方面發車，合理的設置烏海北站及其南貨場間的列車信號機構是本次工程的重點，甚至為亮點。北貨場設有站內道口，是否設置站內道口信號設備，需從作業安全、運輸效率和運營維護部門等方面統籌考慮。

（三）烏海北站過渡及相關工程施工設計面臨以下技術難題1.鐵路總公司目前沒有對“道口信號設備”制定相關定型設計標準。2.烏海北站與新建南貨場間的信號機布置是否合理，關系到整個烏海北站新建貨場工程的長遠意義。3.本次工程，既有烏海北站聯鎖設備新設，區間自閉室內設備利舊。過渡工程及新舊設備倒替問題較為復雜，方案制定較為困難。應建立健全施工現場安全保證體系，做到縱向到底，橫向到邊，行管成線，共管成網，實行全方位安全管理。始終堅持“安全第一，預防為主”的方針，用安全保證制度來預防事故的發生，加強施工管理，嚴格執行各項規章制度。

現狀調查

烏海北站既有信號設備用房滿足不了本次工程需求；烏海北站由于站場規模擴大，既有電纜井空間不足，室外電纜引入信號樓較為困難；既有不動設備與本次拆除設備之間的配線復雜，拆除工作難道較大，對既有設備運行及運輸安全影響較大。既有站改造須注意既有貫通地線的位置；前期考慮設分支貫通地線與既有貫通地線接續。設定目標嚴格按期完成設計，確保烏海北站按期順利開通；電路設計安全可靠，滿足相關技術要求；為新技術發展起到一定的推動作用。信號施工過渡不能影響既有設備的正常使用，盡量減少對行車運輸的干擾，同時應充分利用天窗時間。凡影響行車的施工、維修作業，不得利用列車間隔進行，都必須納入天窗。凡施工影響使用中的信號、聯鎖及閉塞設備時，應先進行登記，經車站值班員同意后，并由有關部門派人配合，才可進行施工。車站值班員應盡塊與列車調度員聯系，并根據封鎖或開通命令，在信號控制臺或規定位置揭掛或摘下封鎖區間表示牌。車站聯鎖設備采用計算機聯鎖，減少繼電器、熔斷器等的使用量，利于節能。電路設計中，對經常吸起的繼電器采用高阻繼電器。對工作環境溫度有較高要求的設備與其他設備之間設置隔斷，合理確定空氣調節溫度。為了減少能耗，整合車站的TDCS、計算機聯鎖、監測等電子設備機房，減少信號房屋的使用面積。

原因分析及解決辦法

通過對現場情況調查和分析結果，結合站場設計方案，制定合理的施工設計方案；通過對新技術、新文件精神學習、積極探討，對新型設備電路從原理方面認真分析，緊扣技術條件，最終制定適合本站的技術方案。從人員、方法、環境等方面進行原因分析，詳見應急工程工作難度因果分析系統圖。

實施一：

設計人員團結協作、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場調研，一組完成分析既有CIS型計算機聯鎖系統和容錯型計算機聯鎖系統電路、采驅動，一組完成自動閉塞改造設計，一組完成道口設備設置及場間信號機構設置。資源整合式設計方法使設計人員對局部設計非常熟悉提高了工作效率，出現問題能及時發現，及時解決從而能更好的保證文件質量。根據運輸需求，及時合理的制定出過渡方案，最大限度地滿足運營需要，避免不必要的廢棄。

實施二：

由專人負責與設備廠家配合，進行“道口信號設備仿真實驗”，專人定期記錄實驗結果，進行分析對比，得出結論。由專人負責與包頭電務段聯系，匯報實驗結果，結合車務部門意見，商議決定道口信號設備實施方案。

實施三：

詳細了解進路信號機、出站信號機以及總出發信號機的設置原則，參考已開通樞紐站進路信號機設置方案，結合烏海北站今后的作業性質確定場間信號間設置方案。

實施四：

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；查閱相關資料，仔細推敲各個電路環節，確保電路滿足相應的技術要求，滿足故障導向安全。

實施五：

參考其他項目已設計完成并順利開通的自動閉塞系統。與有關專家探討，確定設備的布置，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站信號機X和XF外移190m，根據行車專業檢算結果，將X進站信號機外方3591、3605通過信號機布點調整，其余區間通過信號均維持既有。上行正線1LQ、下行正線3JG，2JG，1JG的調諧單元、空心線圈及補償電容等新設，所需分支電纜敷設至既有區間干線電纜分向盒，利用既有區間干線電纜回樓。自閉室內部分利舊改造。

效果檢查

通過全體成員的共同努力，最終按期保質保量的完成了設計任務；通過“站內道口仿真實驗”數據分析，結合鐵路局電務、車務部門的意見，按期完成設計方案；通過對烏海北站現場以及大修工程竣工資料調查，查找出部分現場情況與竣工資料不符但未記錄的地方，關系到后期的過渡工程及整個工程的順利開通；烏海北站場間信號機的設置方案得到各部門的認可；制定出了完整的新舊聯鎖設備倒替方案。

結束語

及時與運營維護單位聯系，做到定期回訪，隨時跟蹤，深入分析電路，對運營中發現的特殊設計中的不完善處從理論上認真分析，根據現場情況對電路進一步優化。實時關注鐵路總公司對“道口信號設備設置方案”的相關規范變化。烏海北站屬于嚴寒地區，信號設備在使用中若發現因環境問題引起性能變化，及時進行專題研究，采取補救措施，須徹底解決問題。

作者：萬生立 單位：中鐵第一勘察設計院集團有限公司