国铁安全线设置的探讨

国铁安全线设置的探讨

1防止列车占用进路安全线的名称来自于国家铁路系统。安全线作为列车运行进路隔开设备之一,其作用是防止列车未经允许进入另一列车已占用的进路(线路),发生冲突,从而保证列车安全正常运行。1.1下道口安全线下线《铁路技术管理规程》对安全线的设置规定如下:(1)岔线、段管线与正线、到发线接轨时,均应铺设安全线;(2)在进站信号机外制动距离内进站方向为超过6‰的下坡道的车站,应在正线或到发线的接车方向末端设置安全线。国铁系统安全线设置要求为:向车挡方向不应采用下坡道,其有效长度一般不小于50m。但对存在列车进路交叉的地方,安全线并非唯一的选择,如岔线与站内到发线接轨,当站内有平行进路及隔开道岔并有联锁装置时,可不设安全线。1.2安全线的作用在国铁系统中,当两条线路同时有列车或机车车辆作业的情况,或车站有相对方向列车同时到达时,其中一条次要进路将被开通至安全线,形成进路隔开条件,以避免两条进路上的列车或机车车辆的正面或侧面冲突。安全线起到的是一种在列车或机车车辆人为控制疏漏或列车故障的情况下,使损失减少到最低程度的一种防护措施。实际上,国铁列车的制动距离为800m,而安全线的有效长仅50m。当列车人为操纵失误过大时(如进站停车疏于制动),列车进入安全线的后果会发生撞上车挡、甚至脱轨的事故,安全线的作用也就是“损一列、保一列”,避免正面冲突。安全线不可能完全避免事故的发生,因此它的防护是有限度的。2需要分析城市公共交通线路的位置2.1地岔线或其他阻隔设备2003年新颁布的《地铁设计规范》(GB50157-2003),关于安全线的设置(5.4.1节)规定:在车辆段出入线、折返线、停车线和岔线(支线)上,当遇到下列情况时,宜设安全线或其他隔开设备:(1)当车辆段(场)出入线上的列车在进入正线前需要一度停车,且其停车信号机至警冲标之间小于制动距离,宜设安全线;(2)当折返线末端与正线接通时,宜设道岔隔开设备;(3)岔线(支线)在站内接轨,当与正线间为岛式站台,且站台端至警冲标间的距离≥60m时,可不设列车运行隔开设备;若为侧式站台,宜设道岔隔开设备。在以上三种情况中,需要用安全线形式作为列车进路隔开设置的仅为第一种情况,其它两种情况只要设置“道岔(进路)隔开设备”即可。2.2城市轨道交叉线列车制动系统atp城市轨道交通系统与国铁系统虽然同属轮轨系统,但两者存在着较大的差异。城市轨道交通系统中安全防护的独特性表现在:(1)城市轨道交通属城市公共客运系统,其安全防护可靠性要求高,绝不允许出现疏漏的情形。即:城市轨道交通的安全保障应是100%,任何有进路冲突的列车的安全都必须得到保障。(2)城市轨道交通列车自动控制系统(ATC)较铁路的(半)自动闭塞信号系统更为先进,自动化程度高,列车的行车速度、前后列车间隔、进路的选择与锁定,都是由系统自动判别与确定的。在平面交叉点,ATC的列车自动防护系统(ATP),能有效防止敌对进路的建立,避免列车正面或侧面冲突、尾追冲撞事故的发生。(3)ATP系统是一个高可靠的故障安全系统。一旦发生意外情况,该系统将在第一时间内对列车实施制动,确保了列车安全。(4)城市轨道交通列车是动力分散型的动车组列车。各动车上具有独立的制动系统,不仅有空气制动系统,还有电阻制动相辅助,制动能力大(紧急制动的减速度>1.0m/s2),可靠性高。(5)城市轨道交通列车运行速度较国铁干线列车低,城区范围内列车最高行车速度≤80km/h,平均为50km/h左右,而且城市轨道交通线路的平面交叉点大都位于车站咽喉区。列车进入车站一般需要减速停车,或者进入折返线(停车线)时,受道岔侧向过岔速度的限制(30～35km/h),制动初速更低,紧急制动时需要的能力也小。(6)一般城市轨道交通系统采用双线运行制,上下行运行线自成系统,不存在单线国铁那种上下行列车可能在区间正面冲突情况。综上所述,城市轨道交通设置安全线的作用与国铁的安全线有本质的区别。国铁设置安全线是阻止列车未经允许进入正线(或主线)而与正线(或主线)列车发生冲突,使损失减少到最低程度的一种有限的防护措施。其作用仅仅是保护正线(或主线)上的列车安全。而城市轨道交通不仅要保护正线(或主线)上的列车的安全,同时也要避免支线列车受损。正常情况下,城市轨道交通的列车依靠ATP系统可以实现100%的列车运行安全。2.3无安全线应用目前,我国城市轨道交通线路设计实践中,上海、北京地铁系统基本不设安全线。经调研,多年的运营实践中均未发生因无安全线造成的列车运行冲突事件。后建的广州地铁2号线中,有安全线配置的实例(图1)。而广州地铁的列车和信号系统设备皆从国外引进,一般而言系统可靠性较高。广州1号线运营中,安全线还未曾动用过。安全线设置地点基本参照国铁系统的做法,安全线的长度也同国铁系统(取50m)。3为城市轨道交通建立安全通道的条件为了使安全线的配置更为合理,现将城市轨道交通安全线的设置条件分以下几种情况加以深入讨论。3.1车场制场dp在ATP模式下,当列车从车辆段(停车场)出场时,一般已在咽喉区取得速度码,所以列车运行安全完全处于ATP的保护状态。设计实践中有以下两种情况。(1)接车线正常情况此时,出入线进站前一般无条件设一度停车位。列车由出入线进站需要等车站接车线空闲。进站信号开放后,列车才会由变码区进入车站。此时,出入线直接开通车站正线,由于正线占用的独享性,任何正线的后续列车不可能再排出进入车站正线的进路,列车的冲突没有发生可能,因此可以不必设置安全线。(2)设置保车器停车如果出入线较长(如超过1km),则一般有条件(或宜)在车站前设一度停车位,以便使出段列车在车辆段(停车场)咽喉区取得速度码后提前行进至站前一度停车位,以加快列车出段(场)的进度,提高作业效率。此时,设安全线和不设安全线有如下不同。空气制动机紧急制动距离为保证行车安全,信号系统设计中,出入线的一度停车位信号机与接轨点前的警冲标之间留有一定的安全防护距离,其长度一般≥60m。根据上海地铁运营公司的技术资料,在空载、半磨耗车轮、干燥、清洁、平直轨道上,对于6节和8节编组列车空气制动机实施紧急制动的制动距离(包括1.7s的反应时间)如表1。由表1数据,60m的安全保护距离允许制动初速可达40km/h。实际运营中,列车接近一度停车信号机前,列车速度将由ATP系统自动调整为≤20km/h。若发生列车冒进信号,司机采用紧急制动措施,在警冲标前也可以将列车制停,保证了列车运行安全。接收点与接入点之间的距离若接轨点前设置安全线,则可使出入线的一度停车位信号机尽量接近安全线道岔尖轨。与接轨点的警冲标之间的距离缩短约40m,缩短了出段列车进入接轨站的作业时间。如出段列车速度按20km/h计算,设置安全线后,一次出段作业对正线的占用时间可减少8～16s。3.2贯通式折返线只有贯通折返线(停车线)才会出现其末端与正线之间的进路冲突。贯通式折返线一般用于中间折返站。须占用连接点附近的一段区间正线作为安全防护区段。按连接正线不同,分折返线与上行发车正线贯通或与下行接车正线贯通两种情况。(1)折返线末端不设安全线由于折返列车与通过列车之间存在必要的运行间隔,在折返线进行接车或转线作业时,本站上行正线是不会有发车作业的。因此,此时折返线末端不设安全线不会对后续通过列车造成不利影响。为了信号布设方便,可设置道岔隔开设备。(2)折返线与下行条力间距的关系折返列车进入折返线时,下行正线处于占用状态。占用时间由折返线开始办理接车进路时起,至折返线接车完毕、下行正线接车进路开通时止,一般需60～90s。即有折返作业时,下行接车间隔被延长1～1.5min左右。按线路最大通过能力30对/h计算,折返线与下行正线贯通时,若不设安全线,长交路区段通过能力≤15～17对。因此,对于与下行正线贯通的折返线,当通过列车密度较高时,考虑能力匹配,应设置安全线(或道岔隔开设备),以减少中间站折返作业对正线通过能力的影响。因此,从作业安全需要角度分析,贯通式折返线末端即使与正线贯通,最多设置道岔隔开设备即可。3.3连挂故障列车停车线时,线停车线的主要功能之一是供故障列车在车辆段外临时存放。当救援列车连挂故障列车并将其推入停车线时,由于列车技术参数发生了变化,导致ATP系统无法正常工作,需采用非限制人工驾驶。为确保行车安全需要,需在贯通式停车线末端设置安全线加以防护(图4)。3.4当连接成功线时，安全线的配置干支线汇合的接轨方式一般分有到发线和无到发线两种。(1)有监控的道路或者线路当采用有到发线的接轨形式时(图5a),仅在下行方向存在列车接车的汇合交叉进路,但正线和支线列车在接车时分进不同的进路(或者线路)。理论上,当站台宽为8m左右时,站台端部(即列车停车位)距道岔处警冲标的距离肯定超过列车的安全保护距离(60m),支线列车即使发生非正常情况,ATP系统也足可以将其制停,不影响行车安全,一般不需要专设安全线防护。当干支线行车密度高,干支线下行方向存在同时的发接车作业,为方便信号布设,也可以增加一付道岔,形成隔开进路。(2)有条件的简易接收点当采用无到发线的简易接轨形式时,在ATP系统正常工作下,前方股道上有车时,列车会自动判别进路开通与否,并在一定安全防护距离外自动停车。然而,采用简易接轨形式时干支线需有严密的行车组织计划相匹配,遇故障情况时对干支线的运行干扰较大,对干支线的能力也有影响。因此,有条件的接轨站,一般不宜采用无到发线的简易接轨形式。而采用简易接轨形式时,安全线设置与否对提高能力影响不大。4车辆段停车场出入口了,列车分子也可以情况下,是否设置安全线综上分析,按现行规范要求,所设的安全线仅在一定程度上发挥了提高线路通过能力的作用,只有当ATP系统故障无法正常工作时,才需要设置道岔隔开设备或安全线。因此笔者认为:(1)当车辆段(停车场)出入线与正线平面交叉及干支线汇合接轨时,在行车能力允许的情况