1?概述

目前，全國(guó)鐵路運(yùn)營(yíng)里程已達(dá)12萬(wàn)km以上，其中高速鐵路超過(guò)2萬(wàn)km，超過(guò)世界高鐵總里程一半以上。中國(guó)已經(jīng)成為擁有世界最先進(jìn)的高鐵集成技術(shù)、施工技術(shù)、裝備制造技術(shù)和運(yùn)營(yíng)管理技術(shù)的國(guó)家，擁有全世界數(shù)量最多、種類最全，覆蓋200～380?km/h各個(gè)速度等級(jí)的高速動(dòng)車。2016年7月15日，兩列中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組在鄭徐試驗(yàn)段上進(jìn)行了420?km/h會(huì)車試驗(yàn)，這是世界上首次進(jìn)行兩列420?km/h的列車交會(huì)試驗(yàn)，相對(duì)速度達(dá)到840?km。隨著列車運(yùn)行速度的提高，為保證列車運(yùn)行安全，作為信號(hào)系統(tǒng)中核心設(shè)備之一的聯(lián)鎖設(shè)備，因其延時(shí)解鎖時(shí)間參數(shù)既涉及行車安全又涉及運(yùn)輸效率，故也需根據(jù)列車運(yùn)營(yíng)速度的提高而進(jìn)行適應(yīng)性修改。

2　問(wèn)題分析

聯(lián)鎖設(shè)置的延時(shí)解鎖功能是為了滿足列車（含調(diào)車）在信號(hào)突然關(guān)閉的情況下，保證列車以最高運(yùn)行速度進(jìn)行制動(dòng)并停穩(wěn)期間，聯(lián)鎖保持原有進(jìn)路處于鎖閉狀態(tài)的功能。延時(shí)解鎖所需的最短時(shí)間取決于列車在接近鎖閉區(qū)段，以最高運(yùn)行速度采取制動(dòng)至列車停穩(wěn)所需的最長(zhǎng)時(shí)間。

《鐵路信號(hào)設(shè)計(jì)規(guī)范》針對(duì)延時(shí)解鎖規(guī)定如下。

6.2.14進(jìn)路或軌道區(qū)段的解鎖應(yīng)符合下列規(guī)定：

……

7進(jìn)路在預(yù)先鎖閉狀態(tài)時(shí)應(yīng)能辦理取消進(jìn)路，取消進(jìn)路時(shí)進(jìn)路解鎖不需延時(shí)；

8進(jìn)路接近鎖閉時(shí)應(yīng)能人工解鎖，人工解鎖應(yīng)設(shè)有延時(shí)；

9列車進(jìn)路接近鎖閉時(shí)，人工解鎖的延時(shí)時(shí)間

1) CTCS-3級(jí)區(qū)段，不小于按設(shè)計(jì)速度運(yùn)行的列車采取最大常用制動(dòng)措施后在信號(hào)機(jī)外方停車的運(yùn)行時(shí)間，以及列控車載設(shè)備與RBC的最大允許通信中斷時(shí)間之和；

2) CTCS-2級(jí)區(qū)段，不小于按設(shè)計(jì)速度運(yùn)行的列車采取最大常用制動(dòng)措施后在信號(hào)機(jī)外方停車的運(yùn)行時(shí)間；

3) 其他區(qū)段，不小于按設(shè)計(jì)速度運(yùn)行的列車采取緊急制動(dòng)措施后在信號(hào)機(jī)外方停車的運(yùn)行時(shí)間。

10調(diào)車進(jìn)路接近鎖閉時(shí)，人工解鎖的延時(shí)時(shí)間不小于30?s；

……

由上可知，聯(lián)鎖的延時(shí)解鎖時(shí)間與該區(qū)段范圍內(nèi)所采用的列控系統(tǒng)制式、列車的運(yùn)行速度、列車的制動(dòng)性能、線路坡度等有關(guān)，也與列車及進(jìn)路的性質(zhì)即列車、調(diào)車等有關(guān)。聯(lián)鎖延時(shí)解鎖時(shí)間越長(zhǎng)，其相對(duì)安全余量也越大，但對(duì)行車效率的影響也隨之加大，為平衡安全與效率之間的矛盾，可依據(jù)現(xiàn)有《鐵路信號(hào)設(shè)計(jì)規(guī)范》中關(guān)于如何確定延時(shí)解鎖時(shí)間的要求，綜合多種外在制約因素，合理選取延時(shí)解鎖的時(shí)間參數(shù)。

3　方案分析

鐵路信號(hào)設(shè)計(jì)規(guī)范中所描述的：“CTCS-3級(jí)區(qū)段，不小于按設(shè)計(jì)速度運(yùn)行的列車采取最大常用制動(dòng)措施后在信號(hào)機(jī)外方停車的運(yùn)行時(shí)間，以及列控車載設(shè)備與RBC的最大允許通信中斷時(shí)間之和。”采用“最大常用制動(dòng)措施”是為保證列車行車安全的前提下，減少列車因無(wú)線超時(shí)而實(shí)施緊急制動(dòng)容易引起的“擦輪”問(wèn)題，因而車載規(guī)范規(guī)定發(fā)生無(wú)線超時(shí)后，車載設(shè)備輸出最大常用制動(dòng)命令，當(dāng)列車速度低于CTCS-2級(jí)車載模式曲線后，轉(zhuǎn)為CTCS-2級(jí)模式控制列車，但在CTCS-3級(jí)模式下如果MA已經(jīng)越過(guò)車站，進(jìn)站信號(hào)機(jī)突然關(guān)閉，則CTCS-3級(jí)車載設(shè)備控制列車制動(dòng)將無(wú)法在進(jìn)站信號(hào)機(jī)前將速度降至CTCS-2級(jí)車載模式曲線以下，故將實(shí)施最大常用制動(dòng)到停車。而“CTCS-2級(jí)區(qū)段，不小于按設(shè)計(jì)速度運(yùn)行的列車采取最大常用制動(dòng)措施后在信號(hào)機(jī)外方停車的運(yùn)行時(shí)間；”中的“最大常用制動(dòng)措施”應(yīng)改為“緊急制動(dòng)措施”，否則將增大對(duì)運(yùn)輸效率的影響，原因如下。

接近鎖閉時(shí)的進(jìn)路延時(shí)解鎖時(shí)間值取決于自信號(hào)突然關(guān)閉至安全風(fēng)險(xiǎn)消除的時(shí)間。當(dāng)接近鎖閉區(qū)段足夠長(zhǎng)時(shí)，如列車制動(dòng)到停車時(shí)未越過(guò)信號(hào)機(jī)，則安全風(fēng)險(xiǎn)消除的時(shí)刻是“停車”；當(dāng)列車距信號(hào)機(jī)很近時(shí)突然關(guān)閉信號(hào)，如列車越過(guò)信號(hào)機(jī)，進(jìn)路將由于軌道區(qū)段的占用而處于區(qū)段鎖閉狀態(tài)，則安全風(fēng)險(xiǎn)消除的時(shí)刻是“占用進(jìn)路”。

如圖1所示，列車處于CTCS-2級(jí)模式下在接近鎖閉區(qū)段外方運(yùn)行時(shí)，車站列車進(jìn)路處于預(yù)先鎖閉狀態(tài)，如果此時(shí)取消進(jìn)路，列車的移動(dòng)授權(quán)將縮回至進(jìn)站信號(hào)機(jī)外方，進(jìn)路將立即解鎖。列車駛?cè)虢咏i閉區(qū)段后，車站列車進(jìn)路處于接近鎖閉狀態(tài)，如果此時(shí)關(guān)閉進(jìn)站信號(hào)，列車的移動(dòng)授權(quán)將縮回至進(jìn)站信號(hào)機(jī)外方，車載ATP根據(jù)計(jì)算判斷列車與進(jìn)站信號(hào)機(jī)之間距離是否滿足最大常用制動(dòng)的距離需求，如果能滿足則ATP通知列車實(shí)施最大常用制動(dòng)措施，如圖2所示；如果不滿足，則ATP通知列車實(shí)施緊急制動(dòng)，如圖3所示。

由上分析可知，當(dāng)列車采用最大常用制動(dòng)時(shí)，列車將停在進(jìn)站信號(hào)機(jī)外方，接車進(jìn)路不會(huì)被占用，進(jìn)路可以解鎖；當(dāng)列車采用緊急制動(dòng)時(shí)，列車將可能越過(guò)已經(jīng)關(guān)閉的進(jìn)站信號(hào)機(jī)，接車進(jìn)路可能會(huì)被占用，進(jìn)路解鎖時(shí)間應(yīng)大于列車實(shí)施緊急制動(dòng)從最高運(yùn)行速度到“0”的時(shí)間（其他系統(tǒng)反應(yīng)時(shí)間、時(shí)延等此處不做分析），故CTCS-2級(jí)模式下，延時(shí)解鎖所需的最短時(shí)間取決于列車以最高運(yùn)行速度采取緊急制動(dòng)所需的最長(zhǎng)時(shí)間。

動(dòng)車組制動(dòng)距離與列車的運(yùn)行速度、線路坡度、動(dòng)車組制動(dòng)性能、ATP的制動(dòng)模型等相關(guān)，動(dòng)車組的運(yùn)行速度直接影響列車常用制動(dòng)距離和緊急制動(dòng)距離，制動(dòng)距離的長(zhǎng)短又影響是否需要聯(lián)鎖進(jìn)行延時(shí)解鎖的條件。如圖4所示，在“0”坡度的情況下，隨著列車運(yùn)行速度的提高，常用制動(dòng)距離和緊急制動(dòng)距離也對(duì)應(yīng)增大，且是非線性關(guān)系。

由《列車牽引計(jì)算規(guī)程》TB/T 1407－1998的有關(guān)規(guī)定可知：列車制動(dòng)距離Sz等于制動(dòng)空走距離Sk與制動(dòng)有效距離Se之和。相應(yīng)地，最小時(shí)間值“tz”也就包括了制動(dòng)空走距離（Sk）內(nèi)的運(yùn)行時(shí)間“tk”及制動(dòng)有效距離（Se）內(nèi)的運(yùn)行時(shí)間“te”。

其中，制動(dòng)空走距離（Sk）內(nèi)的運(yùn)行時(shí)間“tk”：

對(duì)于非列控車載設(shè)備控車的列車，是指自信號(hào)關(guān)閉至司機(jī)確認(rèn)信號(hào)并采取制動(dòng)措施的反應(yīng)時(shí)間。

對(duì)于由列控車載設(shè)備控車的動(dòng)車組列車，是指自信號(hào)關(guān)閉至列控車載設(shè)備觸發(fā)制動(dòng)、列車開(kāi)始減速的時(shí)間。該“時(shí)間”既包括列控車載設(shè)備自身的響應(yīng)時(shí)間，也包括列控信息的傳輸時(shí)間；在某些故障模式下，還包括最大允許的通信中斷時(shí)間。

如表1所示，坡道為-20‰時(shí)，為保證列車運(yùn)行安全，CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)與CTCS-2級(jí)列控系統(tǒng)延時(shí)解鎖時(shí)間最小取值如下。

CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)運(yùn)行速度為350?km/h時(shí)，按-20‰的坡道取值，其常用制動(dòng)時(shí)間為265?s，車載設(shè)備與RBC通信中斷時(shí)間為20?s，故延時(shí)解鎖時(shí)間最小不得小于285?s。

運(yùn)行速度提高至400?km/h后，當(dāng)坡道為 -20‰時(shí)，其常用制動(dòng)時(shí)間為321?s，車載設(shè)備與RBC通信中斷時(shí)間為20?s，故延時(shí)解鎖時(shí)間最小不得小于341?s。

運(yùn)行速度提高至400?km/h后，當(dāng)坡道為 -20‰，當(dāng)列車未發(fā)生通信超時(shí)，其在接近鎖閉區(qū)段如果突然進(jìn)站信號(hào)關(guān)閉，則車載ATP計(jì)算列車至進(jìn)站信號(hào)機(jī)間距離是否滿足最大常用制動(dòng)要求，如滿足則實(shí)施最大常用制動(dòng)，以保證列車停在進(jìn)站信號(hào)機(jī)外方，如不滿足則實(shí)施緊急制動(dòng)，此時(shí)要求聯(lián)鎖在列車停穩(wěn)前始終處于鎖閉狀態(tài)，即要滿足聯(lián)鎖延時(shí)解鎖時(shí)間不得小于313?s。

綜上所述，CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)運(yùn)行速度為350?km/h時(shí)，按-20‰的坡道取值，故延時(shí)解鎖時(shí)間最小不得小于285?s；運(yùn)行速度為400?km/h時(shí)，按-20‰的坡道取值，延時(shí)解鎖時(shí)間最小不得小于341?s。

《鐵路車站計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖技術(shù)條件》TB/T 3027—2015規(guī)定：

“……

6.1.3.6 辦理取消進(jìn)路和人工解鎖應(yīng)符合下列規(guī)定：

a）辦理取消進(jìn)路時(shí)應(yīng)首先關(guān)閉信號(hào)，檢查進(jìn)路未在接近鎖閉狀態(tài)、信號(hào)機(jī)關(guān)閉且進(jìn)路空閑后立即解鎖進(jìn)路，否則進(jìn)路不應(yīng)解鎖。

b)辦理人工解鎖時(shí)應(yīng)首先關(guān)閉信號(hào)，若進(jìn)路未在接近鎖閉狀態(tài)，檢查信號(hào)機(jī)關(guān)閉且進(jìn)路空閑后立即解鎖進(jìn)路；若進(jìn)路在接近鎖閉狀態(tài)則延時(shí)解鎖進(jìn)路，接車進(jìn)路、正線發(fā)車進(jìn)路人工解鎖自信號(hào)機(jī)關(guān)閉時(shí)起延時(shí)3?min，經(jīng)由18號(hào)以上號(hào)碼道岔側(cè)向的發(fā)車進(jìn)路人工解鎖自信號(hào)機(jī)關(guān)閉時(shí)起延時(shí)3?min，其他進(jìn)路的人工解鎖自信號(hào)關(guān)閉時(shí)起延時(shí)30?s，在延時(shí)期間持續(xù)檢查進(jìn)路空閑，延時(shí)結(jié)束后立即解鎖進(jìn)路。

……

6.2.5 人工解鎖

CTCS-3級(jí)線路車站人工解鎖列車進(jìn)路延時(shí)時(shí)間，接車進(jìn)路、正線發(fā)車進(jìn)路和經(jīng)由18號(hào)以上號(hào)碼道岔側(cè)向的發(fā)車進(jìn)路為4?min，其他側(cè)線發(fā)車和引導(dǎo)進(jìn)路為60?s。

……”

由上可知，CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)運(yùn)行速度為350?km/h時(shí)，如果按-20‰的坡道取值，要求聯(lián)鎖延時(shí)解鎖時(shí)間不得小于285?s，現(xiàn)有聯(lián)鎖延時(shí)240?s，已無(wú)法滿足列控系統(tǒng)需求；當(dāng)運(yùn)行速度提高至400?km/h后，如果按-20‰的坡道取值，要求聯(lián)鎖延時(shí)解鎖時(shí)間不得小于341?s，現(xiàn)有聯(lián)鎖延時(shí)240?s，更無(wú)法滿足列控系統(tǒng)需求。

為保證行車安全，運(yùn)行速度為400?km/h時(shí)，按-20‰的坡道取值，可將CTCS-3級(jí)區(qū)段聯(lián)鎖延時(shí)解鎖按動(dòng)車組ATP生成常用制動(dòng)曲線實(shí)施常用制動(dòng)的時(shí)間520?s，與無(wú)線超時(shí)20?s的時(shí)間之和540?s作為聯(lián)鎖延時(shí)解鎖的時(shí)間參數(shù)，但如果接近鎖閉區(qū)段內(nèi)均為-30‰的坡道，則聯(lián)鎖延時(shí)540?s后解鎖也可能無(wú)法滿足安全要求，且考慮一旦發(fā)生延時(shí)解鎖將對(duì)運(yùn)輸造成較大的影響，故延時(shí)解鎖應(yīng)根據(jù)信號(hào)機(jī)外方接近鎖閉范圍內(nèi)列車運(yùn)行的最高時(shí)速、實(shí)際坡道、列控系統(tǒng)制式、列車制動(dòng)性能等情況計(jì)算出每個(gè)車站各架列車信號(hào)機(jī)所需延時(shí)解鎖的實(shí)際時(shí)間，作為本站聯(lián)鎖針對(duì)該架信號(hào)機(jī)在不同情況下的延時(shí)解鎖時(shí)間。為降低聯(lián)鎖延時(shí)的復(fù)雜程度，也可根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果，選擇最長(zhǎng)延時(shí)解鎖時(shí)間作為本站相同類型進(jìn)路聯(lián)鎖的延時(shí)解鎖時(shí)間。

以進(jìn)站信號(hào)機(jī)接近鎖閉區(qū)段范圍內(nèi)運(yùn)行最高速度為400?km/h，坡道取值-20‰為例，CTCS-3級(jí)線路可采用如下原則確定聯(lián)鎖延時(shí)解鎖時(shí)間。

1) CTCS-3級(jí)線路車站人工解鎖列車進(jìn)路延時(shí)時(shí)間，接車進(jìn)路、正線發(fā)車進(jìn)路和經(jīng)由18號(hào)以上號(hào)碼道岔側(cè)向的發(fā)車進(jìn)路為9.5?min（此處未考慮列車可能運(yùn)行的最高速度為405?km/h），其他側(cè)線發(fā)車和引導(dǎo)進(jìn)路為60?s。

2) 當(dāng)聯(lián)鎖已經(jīng)觸發(fā)延時(shí)解鎖后，若RBC收到車載ATP的列車停穩(wěn)信息并確認(rèn)是該進(jìn)路上的列車所發(fā)，RBC立即向聯(lián)鎖提供該進(jìn)路上列車停穩(wěn)信息，聯(lián)鎖收到此信息后立即解鎖進(jìn)路。

4　結(jié)論

聯(lián)鎖的延時(shí)解鎖直接關(guān)系到列車的行車安全，同時(shí)對(duì)運(yùn)輸效率也會(huì)產(chǎn)生一定的影響，為在保障行車安全的前提下最大限度提高運(yùn)輸效率，可根據(jù)每個(gè)車站的具體情況計(jì)算本站延時(shí)解鎖的最佳時(shí)間，同時(shí)采用列車將停穩(wěn)信息及時(shí)提供給聯(lián)鎖的方案，平衡好行車安全與運(yùn)輸效率之間的關(guān)系。工程設(shè)計(jì)需在《鐵路信號(hào)設(shè)計(jì)規(guī)范》的指導(dǎo)下，結(jié)合站場(chǎng)及區(qū)間線路的具體情況、本線運(yùn)行各種列車的制動(dòng)距離及制動(dòng)時(shí)間等參數(shù)，給出聯(lián)鎖設(shè)備需進(jìn)行延時(shí)解鎖的時(shí)間，聯(lián)鎖廠家可根據(jù)工程設(shè)計(jì)提出的具體時(shí)間進(jìn)行數(shù)據(jù)配置。

建議《鐵路車站計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖技術(shù)條件》中，對(duì)關(guān)于人工解鎖時(shí)間要求的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行局部調(diào)整，以保證列車行車安全。

5　結(jié)束語(yǔ)

到2030年，鐵路網(wǎng)規(guī)模將達(dá)到20萬(wàn)km左右，其中高速鐵路約4.5萬(wàn)km，中國(guó)鐵路版圖將基本實(shí)現(xiàn)“省會(huì)高鐵連通、地市快速通達(dá)、縣域基本覆蓋”，高速鐵路網(wǎng)基本連接省會(huì)城市和其他50萬(wàn)人口以上大中城市，實(shí)現(xiàn)相鄰大中城市間1～4?h交通圈，城市群內(nèi)0.5～2?h交通圈。隨著列車運(yùn)營(yíng)速度的不斷提升運(yùn)營(yíng)密度的不斷增大，在CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)的框架下，為保證列車運(yùn)行安全，車站聯(lián)鎖的延時(shí)解鎖功能顯得更為重要，確定其延時(shí)所需的具體時(shí)間也需根據(jù)坡道、最高運(yùn)行速度、車輛類型、車載設(shè)備的制動(dòng)曲線等綜合考慮，針對(duì)每個(gè)車站甚至每架信號(hào)機(jī)單獨(dú)設(shè)置延時(shí)解鎖時(shí)間也將越來(lái)越有意義。

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[13]中國(guó)鐵路總公司.鐵總運(yùn)[2016]147號(hào)?中國(guó)鐵路總公司關(guān)于印發(fā)《車站計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖操作顯示技術(shù)規(guī)范》的通知[S].北京：中國(guó)鐵路總公司，2016.

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