關(guān)于我國鐵路安全線設(shè)置的思考

1安全線和相對方向同時發(fā)接車安全線是一個隔離器，用于防止列車或機車從一個進入道路，并防止車輛因占用鐵路而進入其他鐵路或機車。我國鐵路現(xiàn)行規(guī)程、規(guī)范關(guān)于安全線和延續(xù)進路設(shè)置的規(guī)定如下。(1)《鐵路技術(shù)管理規(guī)程》第53條規(guī)定:在進站信號機外制動距離內(nèi)進站方向為超過6‰下坡道的車站,應(yīng)在正線或到發(fā)線的接車方向末端設(shè)置安全線。(2)《鐵路技術(shù)管理規(guī)程》第279條規(guī)定:進站信號機外制動距離內(nèi),進站方向為超過6‰下坡道,而接車線末端無隔開設(shè)備時,禁止辦理相對方向同時接車和同方向同時發(fā)接列車。(3)《高速鐵路設(shè)計規(guī)范(試行)》第10.1.10條規(guī)定:在進站信號機外制動距離內(nèi)進站方向為超過6‰下坡道的車站,應(yīng)在正線或到發(fā)線的接車方向末端設(shè)置安全線。(4)《計算機聯(lián)鎖技術(shù)條件》規(guī)定:當進站信號機外方列車制動距離內(nèi)為超過6‰下坡道時,接車進路必須設(shè)置延續(xù)進路。2關(guān)于外國鐵路安全和繼續(xù)開放的規(guī)定2.1德國法上的設(shè)備選型(1)日本新干線。查閱日本《新干線線路構(gòu)造實施標準規(guī)程》、《新干線運營安全保護設(shè)備實施標準規(guī)程》和《新干線運營實施標準規(guī)程》,未見安全線及隔開設(shè)備相關(guān)條文規(guī)范和規(guī)定。(2)法國、德國高速鐵路。查閱《泛歐高速鐵路系統(tǒng)“基礎(chǔ)設(shè)施”互操作性技術(shù)規(guī)格》、《德國鐵路客運站設(shè)計》和《德國鐵路基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計》,未見安全線及隔開設(shè)備相關(guān)條文規(guī)范和規(guī)定。(3)美國鐵路。查閱AREMA(美國鐵路保養(yǎng)和工程協(xié)會)的《鐵路工程手冊》,未見安全線設(shè)置的相關(guān)規(guī)定。(4)歐洲鐵路標準。查閱歐洲標準(EN)、歐洲暫行標準、技術(shù)規(guī)定(TS)等資料,未見安全線設(shè)置的相關(guān)規(guī)定。(5)國際咨詢情況。2003年法國SYSTR公司、日本海外鐵道技術(shù)協(xié)會(JARTS)、德國DEC公司分別對《京滬高速鐵路設(shè)計暫行規(guī)定》進行咨詢,對于高速鐵路安全性設(shè)置,法方認為“列控系統(tǒng)已經(jīng)包含了相關(guān)的安全規(guī)則。因此,只有在停車作業(yè)的線路(車載列控系統(tǒng)沒有啟動)或有調(diào)車作業(yè)的線路(不使用列控系統(tǒng))與正線或到發(fā)線接軌時才需要設(shè)置安全線”。2.2過走區(qū)段長度國外鐵路一般不設(shè)置延續(xù)進路,而要求設(shè)置“過走區(qū)段”(Overlap),長度一般為50~200m。(1)國際鐵路聯(lián)盟(UICCODE7392ndEdition)對過走區(qū)段長度的規(guī)定如下。150~200m:依線路速度而定,過走區(qū)段位于防護信號機、進站信號機、中間信號機或出站信號機的內(nèi)方;250m:過走區(qū)段位于通過信號機內(nèi)方。(2)《德國鐵路基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計手冊》規(guī)定:根據(jù)進站速度不同,最短過走區(qū)段長度為50~200m。(3)法國TVM430《NGEF5B12N°7》標準規(guī)定:根據(jù)線路允許通過速度不同設(shè)置不同長度的過走區(qū)段。3安全線和延續(xù)進路設(shè)置研究我國現(xiàn)行高速鐵路安全線和延續(xù)進路設(shè)置的規(guī)定與普速鐵路相同,缺乏理論基礎(chǔ)和必要的實驗數(shù)據(jù)。隨著動車組制動性能的提高和高速鐵路列控技術(shù)的應(yīng)用,對安全線和延續(xù)進路的設(shè)置研究日趨重要。因此,研究“進站信號機外制動距離內(nèi)超過6‰的下坡道接車方向末端設(shè)置安全線和延續(xù)進路”十分必要。3.1制動性能分析與傳統(tǒng)的機車車輛制動系統(tǒng)不同,動車組為動力分散型,列車制動裝置包括動車制動裝置和拖車制動裝置。制動系統(tǒng)包括制動控制系統(tǒng)和制動執(zhí)行系統(tǒng),其中制動控制系統(tǒng)由制動信號發(fā)生與傳輸裝置及制動控制裝置組成,制動執(zhí)行系統(tǒng)采用電氣指令微機控制的電氣制動+空氣制動的復(fù)合制動。通過對不同型號、不同初始速度、不同制動方式(分為一般制動和緊急制動)的動車組制動距離進行檢算,結(jié)果表明:在動車組制動力完好或喪失部分制動力的情況下,列車在各種常見條件下均能制動停車,制動力喪失的越多、下行坡度越大,所需要的制動距離越大。為保證行車安全,《鐵路客運專線技術(shù)管理辦法(試行)》第230條規(guī)定:動車組列車制動系統(tǒng)故障在切除25%制動力時,限速為160km/h;在切除50%制動力時,限速為120km/h。動車組列車在經(jīng)18號道岔側(cè)線停車情況下,制動系統(tǒng)故障切除25%制動力時,限速為65km/h;切除50%制動力時,限速為55km/h。我國高速鐵路站內(nèi)道岔一般為18號道岔,列車側(cè)向通過限速為80km/h。當列車發(fā)生制動故障,在進站信號機處通過速度超過80km/h時,車載ATP會自動實施制動,使列車速度降至80km/h以下。若車載ATP實施制動時制動力不足,列車過岔速度仍然大于80km/h,則可能會在站前進站咽喉區(qū)發(fā)生列車脫軌或傾覆事故;若通過制動,列車以接近80km/h速度進入到發(fā)線,以CRH3為例,車站站坪坡度按最不利的2‰下坡考慮,只有當制動力喪失1/2以上時,經(jīng)檢算制動距離大于700m,該情況下動車組才有可能侵入另一端咽喉區(qū)。若咽喉區(qū)設(shè)有安全線,失控列車進入安全線可能脫軌或傾覆;若咽喉區(qū)沒有設(shè)置安全線,失控列車進入出發(fā)端咽喉區(qū),當鄰線恰巧有列車通過時則會發(fā)生兩車相撞事故。因此,從動車組制動性能方面分析,接車方向末端是否設(shè)置安全線與進站方向制動距離內(nèi)的坡度關(guān)系不大,而是與動車組制動性能有直接關(guān)系。制動性能喪失較多時,進站速度過大,則在進站咽喉區(qū)發(fā)生脫軌或傾覆;即使以接近80km/h限速通過進站咽喉區(qū),若制動力不足也難以控制列車在出站信號機前停車,末端設(shè)置安全線也會發(fā)生脫軌或傾覆事故,只是減少了與鄰線列車相撞的概率。3.2車載atp系統(tǒng)高速鐵路與普速鐵路所采用的列車控制方式不同。普速鐵路列車運行以司機駕駛為主,人為因素較多;高速鐵路采用CTCS-3或CTCS-2級列車運行控制系統(tǒng),避免了通常由人為因素產(chǎn)生的問題。另外,高速鐵路列車運行控制系統(tǒng)為實時控制系統(tǒng),安全可靠性高。以CTCS-3列控系統(tǒng)為例,在正常情況下采用完全監(jiān)控模式,動車組車載ATP設(shè)備控制列車運行,車載列控系統(tǒng)自動生成目標-距離連續(xù)曲線控制速度,超速時自動采取報警、常用制動和緊急制動等措施;在非正常情況下,當?shù)孛嬖O(shè)備、車載設(shè)備或相關(guān)控制設(shè)備發(fā)生故障時采用目視模式或隔離模式,該模式下固定限速40km/h,并且當列車每運行一定距離(300m)或一定時間(60s)時司機需確認1次。在列車制動性能正常情況下,當列車處于完全監(jiān)控模式時,車載ATP系統(tǒng)能夠確保列車按照確定的目標-距離連續(xù)曲線控制列車速度,不會侵入出站端咽喉區(qū);在目視或隔離模式下,列車速度較低并且有司機確認制度,一般也不會發(fā)生事故;在人工操作失誤的情況下,不排除列車冒進信號的可能,但該極端情況即使設(shè)置安全線,也不能保證列車不發(fā)生脫軌或傾覆,只是減少了與鄰線列車相撞的概率。因此,從列控系統(tǒng)分析,接車方向末端是否設(shè)置安全線和延續(xù)進路與進站方向制動距離內(nèi)坡度沒有直接關(guān)系。3.3延續(xù)進路對通過能力的影響根據(jù)《計算機聯(lián)鎖技術(shù)條件》(TB/T3027-2002)規(guī)定:當進站信號機外方列車制動距離內(nèi)為超過6‰下坡道時,接車進路必須設(shè)置延續(xù)進路。當接車進路末端設(shè)有安全線或隔開設(shè)備時,延續(xù)進路開向安全線或隔開設(shè)備;當接車進路末端無安全線或隔開設(shè)備時延續(xù)進路開向正線。延續(xù)進路對通過能力的影響分析如下。(1)接車方向末端不設(shè)安全線。到達列車延續(xù)進路延續(xù)至正線,正線鎖定,影響該方向正線后續(xù)列車通過或車站到發(fā)線同方向列車出發(fā),延長同向列車發(fā)車間隔時分,大大降低正線通過能力和到發(fā)線作業(yè)能力。(2)接車方向末端考慮設(shè)置1條安全線。進站列車進路延續(xù)至安全線,不影響正線后續(xù)通過列車追蹤間隔時間,但延長了到達追蹤列車和同方向到達、出發(fā)列車追蹤間隔時間,影響車站到發(fā)線能力。(3)每條到發(fā)線均設(shè)置安全線。若每條到發(fā)線均設(shè)置安全線,雖然不影響追蹤到達列車間隔時間,但是延長了同方向到達、出發(fā)追蹤間隔時分,影響到發(fā)線通過能力。此外,如果每條到發(fā)線均設(shè)置安全線,則車站布置困難、工程投資代價巨大,難以實施。因此,從通過能力方面分析,當信號機外制動距離內(nèi)為超過6‰的下坡道時,接車方向末端設(shè)置延續(xù)進路,會大大限制正線通過能力和車站到發(fā)線作業(yè)能力。3.4橋上安全線設(shè)置不合理安全線的設(shè)置對工程投資和施工安全具有較大影響。由于客運專線橋隧比例較高,一般在70%以上,部分車站為高架站。雖然規(guī)范規(guī)定安全線不宜設(shè)置在橋隧地段,但受客觀條件限制,部分安全線依舊設(shè)置在橋梁地段,如京滬高速鐵路天津樞紐津滬聯(lián)絡(luò)線線路所和上海樞紐黃渡聯(lián)絡(luò)線線路所設(shè)置的安全線等。橋上安全線的設(shè)置大大增加了工程投資和施工難度,還帶來一定的安全風險。有的安全線雖然未設(shè)于橋上,但車站處于高填深挖地段,設(shè)置安全線也會帶來同樣的問題。因此,需要重新審視安全線設(shè)置的必要性和設(shè)置條件。4信號機進路設(shè)置研究綜上所述,建議對“在進站信號機外制動距離內(nèi)進站方向為超過6‰下坡道的車站,應(yīng)在正線或到發(fā)線的接車方向末端設(shè)置安全線”和“當