铁路极限运输能力接车站缩影区接车方案优化研究

铁路极限运输能力接车站缩影区接车方案优化研究

中国铁路信号设计通常采用三显示或四显示封闭自动闭塞体系，最小间隔跟踪间隔为4.8分钟，但实际运输组织的跟踪间隔超过10分钟。主要原因是传统铁路站的设计不合理。当列车准备出发时，列车的缓慢移动时间会缩短，列车的“堵塞”会降低整个铁路的运输能力，这尤其是单个列车上的重复铁路运输线。为此,研究一种能够极限发挥运输能力的全新接车站咽喉标准模型,提供使用方法、计算方法和进站信号机联锁条件,为铁路新线建设和既有线扩能改造提供参考。1模型和应用方法1.1接车时的分束控制方案2铁路极限运输能力接车站咽喉标准模型(见图1)采用逐级分束、间隔接车的原则。从站场咽喉区接车始端开始,沿列车运行方向依次为一级分束、二级分束……,每束末端分为直线束和曲线束。接车时,直线束和曲线束间隔接车。1.2列车调查情况使用方法:(1)建立列车1经过1#道岔反位、5#道岔反位的侧线接车进路后,列车1根据进站信号显示进站,当列车1尾部未出清L1轨道电路区段时,列车1应依据线路限速正常运行,不得采取减速措施;(2)当列车1尾部出清L1轨道电路区段后,开始制动减速,准备在相应股道停车,此时,开始建立列车2经过1#道岔定位、3#道岔定位的直线接车进路;(3)当列车2尾部未出清L1直线轨道电路区段时,应依据线路限速正常运行,不得采取减速措施;(4)当列车2尾部出清L1直线轨道电路区段后,列车2开始制动减速,准备停车,此时,车站信号员开始建立列车3经过1#道岔反位、5#道岔定位的侧线接车进路;(5)按上述流程和图1中股道标注的①②③……的顺序,以此依次循环建立列车1—列车11接车进路进行接车。2基于模型参数的计算2.1l4轨道区段长度为4个自动闭塞间分由于列车1出清L3、未出清L4轨道区段时不影响列车2、列车3、列车4的接车作业,当建立列车5接车进路时,列车1在L4轨道区段上的运行时间已有4个自动闭塞区间列车追踪间隔时间保证,因此,L4轨道区段长度可根据站场道岔连接缓冲曲线决定。在L2的计算中,L4应选择最短轨道区段长度,确保牵引计算中的有效制动距离。2.2其他各区间信号机参数当列车2尾部出清L1轨道电路区段后,车站信号员经1#道岔反位、5#道岔定位开始建立列车3侧线接车进路的条件是:列车1尾部出清L3轨道区段,即L1、L2、L3轨道区段全部空闲。由于1#、5#道岔是18号道岔,其道岔结构已经确定了L1和L3轨道区段的长度,因此,L2轨道区段长度决定了列车3在进站前能否遇见区间信号机黄灯显示而采取减速措施,为确保列车3在进站前区间信号机为绿灯显示,L2轨道区段长度及相关参数的计算公式如下:式中:L2为无岔轨道区段长度,m;Sz为列车制动距离,m;Lm为列车长度,m;L3为18号道岔最短轨道电路长度,即18号道岔岔尖至警冲标后方3.5m处长度,一般取值为96.8m;LG为L4末端至股道另一端列车出站信号机的距离,即道岔区段与股道有效长度的和;Sk为空走距离,m;v0为制动初速度,取线路限制速度,km/h;tk为空走时间,s;Se为列车有效制动距离,m;vm为制动末速度,km/h;h为换算摩擦系数;h为列车换算制动率;βc为常用制动系数;w0为列车单位基本阻力,N/kN;ij为制动地段的加算坡度千分数;r为列车管减压量,kPa。当无岔轨道区段长度L2小于列车长度Lm时,考虑乘务员操作因素,原则上无岔轨道区段长度L2应等于列车长度Lm。如果考虑投资因素,尽量减少无岔轨道区段L2长度时,可适当将进路信号机X3和X5沿二级分束向股道方向移设,但必须保证乘务员在信号机X3或X5处开始采取制动,列车能在股道安全平稳停车,且以列车2尾部出清L1时,列车1尾部能够出清L3区段为原则。3模型接车能力的计算3.1轨道区段运行速度当列车1尾部出清L1轨道区段后,建立列车2接车进路,列车在L1轨道区段运行时间T1计算如下:式中:L1同L3;v为列车运行速度,km/h。当前一列车出清L1轨道区段后,考虑建立进路和道岔转换时间1min,因此,模型接车最小间隔时间为(T1+1)min。3.2列车在l1+l3轨道区段运行时间的计算列车1尾部出清L1轨道区段后,列车开始制动减速,然后进入股道停车。列车1尾部出清L3轨道区段后,才能建立列车3接车进路,即列车1在(L2+L3)轨道区段上的运行时间决定了是否具备接入列车3的条件,列车在(L2+L3)轨道区段运行时间T2计算方法如下:列车制动距离取SZ=L2+L3,计算可得vm。3.3模型启动时间的最小时间通过计算比较可知:T2≤2(T1+1)。因此,极限运输能力接车站咽喉标准模型接车间隔为(T1+1)min。4检查相应轨道区段及相应股道在进路信号机X3和X5设置在3#和5#道岔岔尖前方时,极限运输能力接车站咽喉标准模型进站信号机除满足《铁路信号设计规范》基本联锁条件外,应满足下列条件:(1)进站信号机X开放绿灯时,应检查L1和1#道岔开通方向至股道相应轨道区段及相应股道是否空闲,同时,进路上所有道岔是否处于锁闭状态;(2)进站信号机X显示红灯时,应检查L1轨道区段或1#道岔开通方向L2轨道区段是否有车占用;(3)进站信号机X显示一黄灯时,应检查L1和1#道岔定位方向L2轨道区段是否空闲,1#道岔定位方向L3或3#道岔开通方向L4轨道区段或股道是否有车占用,同时,进路上所有道岔是否处于锁闭状态;(4)进站信号机X显示双黄灯时,应检查L1和1#道岔反位方向L2轨道区段是否空闲,1#道岔反位方向L3或5#道岔开通方向L4轨道区段或股道是否有车占用,同时,进路上所有道岔是否处于锁闭状态。在进路信号机X3和X5设置在3#和5#道岔后方时,根据《铁路信号设计规范》联锁条件设计即可。5改造后同段列车追踪朔黄铁路区间采用三显示自动闭塞,五千吨或万吨列车追踪最小间隔都在10min以上,站外排队等待接车现象较为普遍,对于2万t列车更为突出。依据对站场咽喉改造后,在最不利情况下,准2万t列车,4台SS4B型机车牵引,200辆C80编组,列车长度为2532m,运行速度75km/h,股道有效长度2800m。通过计算,接车最