楊明春

(1.北京全路通信信號研究設計院集團有限公司，北京 100070；2.北京市高速鐵路運行控制系統(tǒng)工程技術研究中心，北京 100070)

1 現(xiàn)狀及背景

鐵路運輸是俄羅斯國家交通運輸?shù)墓歉?，俄羅斯鐵路運輸網(wǎng)也是世界上最強大的鐵路運輸網(wǎng)絡之一。俄羅斯鐵路網(wǎng)在前蘇聯(lián)時期已經(jīng)形成，約占前蘇聯(lián)整個路網(wǎng)總長度的59.3%，至2011年俄羅斯鐵路總里程為13.9萬km，運營里程為8.52萬km。加之與俄羅斯相關的國家此前一直使用的也是俄羅斯鐵路信號系統(tǒng)裝備，這些信號系統(tǒng)多為20世紀七八十年代的產(chǎn)品，目前已經(jīng)面臨更新改造。2008年，《俄羅斯聯(lián)邦鐵路2030年運輸發(fā)展戰(zhàn)略》規(guī)劃開始實施。預計到2030年，俄羅斯鐵路網(wǎng)將新增線路2萬km，其中高速鐵路5千km。俄羅斯及獨聯(lián)體地區(qū)鐵路信號系統(tǒng)市場容量非常巨大。

2014年中俄全面戰(zhàn)略協(xié)作伙伴關系進入新階段，中俄關系處于歷史最好時期。兩國高層交往頻繁，建立了總理定期會晤、議會合作委員會以及能源、投資、人文、經(jīng)貿(mào)、地方、執(zhí)法安全、戰(zhàn)略安全等完備的各級別交往與合作機制。兩國積極開展發(fā)展戰(zhàn)略對接和“一帶一路”建設同歐亞經(jīng)濟聯(lián)盟對接，務實合作取得新的重要成果。2015年中國發(fā)改委與俄羅斯運輸部、中國鐵路總公司與俄羅斯國家鐵路公司四方簽署高鐵合作備忘錄，推進構建北京至莫斯科的歐亞高速運輸走廊。

綜上所述，俄羅斯是中國鐵路信號裝備“走出去”的一個重要市場，俄羅斯信號系統(tǒng)及標準研究是中國鐵路信號裝備走出去的理論基礎，本文對俄羅斯信號系統(tǒng)的閉塞系統(tǒng)、聯(lián)鎖系統(tǒng)以及高速鐵路標準進行簡要介紹分析。

2 俄羅斯信號系統(tǒng)概述

俄羅斯鐵路信號系統(tǒng)主要由調度集中和監(jiān)督系統(tǒng)、聯(lián)鎖系統(tǒng)、閉塞系統(tǒng)、道口系統(tǒng)、駝峰系統(tǒng)、列車軸溫自動檢測系統(tǒng)、鐵路限界檢測系統(tǒng)、道岔清污系統(tǒng)和機車信號系統(tǒng)等組成。

聯(lián)鎖系統(tǒng)主要由聯(lián)鎖設備、轉轍設備、色燈信號機、軌道占用檢查設備以及機車信號地面設備構成。

閉塞系統(tǒng)主要由色燈信號機、軌道占用檢查設備以及機車信號地面設備構成。

我國鐵路信號系統(tǒng)與俄羅斯信號系統(tǒng)結構和功能相近，但列車軸溫自動檢測系統(tǒng)、鐵路限界檢測系統(tǒng)在國內(nèi)由機務部門負責建設、使用、維護和管理，且不與信號系統(tǒng)接口。

3 俄羅斯鐵路信號標準簡介

俄羅斯鐵路信號系統(tǒng)的標準基本涵蓋信號系統(tǒng)的各個層面，主要分為運營管理類、設計類、認證類等規(guī)范。由于規(guī)范的性質，描述內(nèi)容側重點不同，但基本涵蓋本系統(tǒng)所涉及的設計、研發(fā)、產(chǎn)品制造、測試驗收、維護管理等生命周期各個階段、各個部門所需遵守的規(guī)則。如運營管理相關的《俄羅斯聯(lián)邦鐵路技術運營規(guī)范》、《鐵路運輸基礎設施安全技術規(guī)程》、《俄羅斯聯(lián)邦鐵路行車和調車作業(yè)說明書》等；與設計相關的標準主要包含《俄羅斯聯(lián)邦鐵路信號說明書》、《鐵路運輸設計中的信號工程圖例》、《鐵路運輸自動化與遙控設備設計規(guī)范》等；與施工安裝相關的《信號工程電纜敷設和安裝條例》、《信號工程安裝規(guī)范》等；與產(chǎn)品相關的《鐵路道岔轉轍器》、《鐵路軌道除污、除雪、除冰設備》、《鐵路光信號設備光學元件》等。

俄羅斯高速鐵路未建立系統(tǒng)的標準規(guī)范，僅為籌建的莫斯科—喀山—葉卡捷琳堡高速鐵路編制了特殊技術條款。如《特殊技術條款——“莫斯科—喀山—葉卡捷琳堡”高速鐵路干線“莫斯科—喀山”段鐵路自動化與遠程控制裝置設計技術規(guī)范和要求》、《特殊技術條款——“莫斯科—喀山—葉卡捷琳堡”高速鐵路干線“莫斯科—喀山”段鐵路自動化和遠程控制系統(tǒng)施工與安裝技術規(guī)范和要求》、《特殊技術條件“莫斯科—喀山—葉卡捷琳堡”高速鐵路干線“莫斯科—喀山”段列車運行安全保障設計與施工技術規(guī)范和要求》等。

與俄羅斯的信號標準體系相比，我國信號系統(tǒng)形成覆蓋信號系統(tǒng)全生命周的一套科學、嚴密、完整、統(tǒng)一的標準體系文件。按照不同從業(yè)者的需求建立適合各層面需求的標準，如系統(tǒng)需求、設計規(guī)范、產(chǎn)品規(guī)范、接口規(guī)范、環(huán)境需求規(guī)范、安全標準、電磁兼容標準、運營管理、測試驗收和安裝調試和運營維護等標準。

4 閉塞系統(tǒng)標準

閉塞是鐵路上保障列車在車站之間安全運行的方法，用信號或者憑證保證列車按照前行列車和追蹤列車之間保持一定距離運行的技術方法。俄羅斯的閉塞系統(tǒng)主要包括人工閉塞、半自動閉塞和自動閉塞3類。

俄羅斯的閉塞系統(tǒng)標準從閉塞系統(tǒng)功能、安全控制、信息表示、互通性、軟硬件要求、致命性失效準則、驗收規(guī)則等方面對標準進行詳細描述。系統(tǒng)要求由值班員或直接由列車調度員根據(jù)線路設施和鐵路車輛的狀態(tài)監(jiān)測信息進行區(qū)間內(nèi)發(fā)車，在區(qū)間內(nèi)安排兩個及以上閉塞分區(qū)時，信號機控制應為半自動或自動模式。必須遵守的區(qū)間安全行車原則是：禁止在同一區(qū)間線路上安排同步雙向行車；禁止順向追蹤時閉塞分區(qū)內(nèi)停留一列以上的列車。

閉塞系統(tǒng)主要功能是實現(xiàn)區(qū)間線路行車方向控制和信號機的控制。俄羅斯閉塞系統(tǒng)行車方向控制從功能需求、正常轉換遵守的技術條款、輔助辦理遵守的技術條款以及信息顯示的要求層面描述閉塞系統(tǒng)對方向控制的具體要求。信號機的控制分別描述區(qū)間信號機和出站信號機開放允許信號需要執(zhí)行的技術條款。

俄羅斯的閉塞系統(tǒng)在區(qū)間行車方向控制功能需求和技術條件與國內(nèi)標準是一致的。

俄羅斯的閉塞系統(tǒng)將國內(nèi)由其他專業(yè)維護管理使用的軸溫檢測系統(tǒng)、行車障礙探測系統(tǒng)、鐵路道口（或橋梁、隧道、人行道）的遮斷信號、雪崩或橋梁信號監(jiān)測裝置、線路設施防護裝置等系統(tǒng)納入?yún)^(qū)間信號開放檢查范圍，與國內(nèi)的閉塞系統(tǒng)相比，邏輯檢查覆蓋范圍更廣，對行車安全的保障更直接。

俄羅斯的閉塞系統(tǒng)要求值班員可以直接控制閉塞系統(tǒng)中的關鍵組成元素，實現(xiàn)每個閉塞分區(qū)的人工閉塞控制、區(qū)間信號機人工關閉、遮斷信號機人工控制、正線進出站信號機的自動信號人工控制等功能。由于行車理念和管理方式的不同，國內(nèi)的閉塞系統(tǒng)或者已經(jīng)放棄或者沒有設計這些功能。

俄羅斯閉塞系統(tǒng)要求在閉塞系統(tǒng)集中設置時區(qū)間信號機紅燈、非集中設置時所有區(qū)間信號燈設置主副燈絲轉換裝置。目前國內(nèi)的信號機基本實現(xiàn)雙燈絲或者雙燈泡多燈絲，這方面已經(jīng)超出俄羅斯的標準。同時俄羅斯閉塞系統(tǒng)要求區(qū)間信號機的紅燈燒毀時不會將紅燈轉移到前一個信號機；區(qū)間信號機多位顯示信號燈中主燈絲熔斷后，所有同時發(fā)光的信號機燈泡均切換至副燈絲；這些關于區(qū)間燈絲斷絲的處理規(guī)則部分與國內(nèi)的技術條件略有差異。

5 聯(lián)鎖系統(tǒng)標準

聯(lián)鎖是鐵路上保障列車站內(nèi)安全運行的方法，保證鐵路車站列車和調車作業(yè)的安全，在信號機、道岔和進路之間通過技術手段建立的相互制約關系。俄羅斯聯(lián)鎖系統(tǒng)主要包括道岔和信號鑰匙聯(lián)鎖、調車區(qū)電氣集中聯(lián)鎖、電氣集中聯(lián)鎖、計算機聯(lián)鎖。

俄羅斯的聯(lián)鎖系統(tǒng)標準從系統(tǒng)功能、主要控制模式下的安全控制、輔助控制模式下的安全控制、局部控制的轉換機制、聯(lián)鎖系統(tǒng)管控要求、互通性、軟硬件要求、致命性失效準則、驗收規(guī)則等方面對標準進行詳細描述。系統(tǒng)滿足遵循專責制的原則對車站設施進行管理，并具有滿足分級管理的系統(tǒng)功能：當車站接入?yún)^(qū)段調度集中系統(tǒng)時，由列車調度員管理；當車站系統(tǒng)自動控制時，由值班員通過進路指令和單獨指令管理；在車站個別地區(qū)局部控制模式下，由調車區(qū)長管理。

聯(lián)鎖系統(tǒng)主要功能為實時自動表示線路對象和車輛對象狀態(tài)，按照必要的安全行車條件執(zhí)行控制指令。俄羅斯聯(lián)鎖系統(tǒng)從控制模式、主要控制模式、輔助工作模式等方面詳細描述聯(lián)鎖需要執(zhí)行的技術條款。

俄羅斯聯(lián)系統(tǒng)定義主要、輔助和應急3種控制模式，國內(nèi)的聯(lián)鎖沒有對工作模式的描述；但從3種工作模式的描述來分析，輔助控制模式類似進路式引導，應急控制模式類似引導總鎖閉。

由于聯(lián)鎖系統(tǒng)涉及的工作模式較多，本文僅對主要工作模式進行討論。聯(lián)鎖系統(tǒng)按照值班員的操作對車站進路控制的角度來分析，一條進路的使用一般包含進路選取、道岔轉換、進路鎖閉、信號開放、允許信號持續(xù)檢查、信號關閉、取消進路、進路解鎖、到發(fā)線防護和改變區(qū)間運行方向等情形。

進路選取技術條款，聯(lián)鎖根據(jù)值班員操作的進路始端和終端，按照聯(lián)鎖表的描述選擇道岔、軌道區(qū)段，并檢查道岔是否需要轉換。此操作與國內(nèi)的聯(lián)鎖系統(tǒng)一致。

道岔轉換技術條款，聯(lián)鎖系統(tǒng)檢查道岔是否處在集中控制狀態(tài)、是否處在鎖閉狀態(tài)、道岔區(qū)段是否空閑、電動轉轍機蓋未打開等條件確定道岔是否被轉換。國內(nèi)區(qū)域/分散控制道岔一般不納入聯(lián)鎖范圍，技術條款也沒有對此類型道岔的技術條件。

進路鎖閉技術條款，聯(lián)鎖系統(tǒng)檢查敵對進路、道岔是否在局部控制、軌道區(qū)段空閑、超限檢查、道岔位置、到發(fā)線中段道岔的定位、場間聯(lián)系、進接觸網(wǎng)轉換區(qū)內(nèi)切換電流類型、已在信號機前鎖閉的調車進路的防護信號機禁止顯示、以及發(fā)車進路的閉塞條件。國內(nèi)對與接觸網(wǎng)相關的信息并不納入聯(lián)鎖范圍，也不允許信號機前存在已鎖閉的調車進路。

允許信號開放技術條款，聯(lián)鎖系統(tǒng)檢查敵對進路、道岔位置和鎖閉、無人工解鎖區(qū)段、無引導進路區(qū)段、鐵路道口保護信息、鐵路道口遮斷信號、場間聯(lián)系、許可信號燈絲信息、軸溫檢測信息、限界檢測設備信息、隧道橋梁信息、發(fā)車進路的閉塞信息及一離去軌道區(qū)段狀態(tài)。此部分內(nèi)容與國內(nèi)的技術條款差異較大，主要為檢查的覆蓋范圍不同。

允許信號持續(xù)點亮技術條款、允許信號關閉技術條款、取消進路條款與國內(nèi)的技術條款基本一致，進路解鎖條款與國內(nèi)技術條款唯一區(qū)別是解鎖時間參數(shù)不同。

俄羅斯聯(lián)鎖系統(tǒng)要求列車信號機和調車信號機紅燈設置主副燈絲轉換裝置，國內(nèi)的信號機實現(xiàn)雙燈絲或者雙燈泡多燈絲，這方面與俄羅斯的標準一致。同時要求進站信號機紅燈的兩個燈絲均熔斷時應將紅燈自動轉移到前一架通過信號機；出站信號機和進路信號機的紅燈燒毀時，不進行紅燈轉移；列車信號機多位顯示信號燈中主燈絲熔斷后，所有同時發(fā)光的信號機燈泡均切換至副燈絲；側線出站信號機綠燈燒毀時，應自動開放黃燈；這些關于站內(nèi)信號機燈絲斷絲的處理規(guī)則部分要求與國內(nèi)技術條件略有不同。

6 高速鐵路標準

在高速鐵路領域，現(xiàn)階段俄羅斯并未建立專用完整的信號系統(tǒng)標準體系，僅在既有標準的基礎上增加高速鐵路特殊技術條款，對高速鐵路信號系統(tǒng)的需求做原則性的規(guī)定。

俄羅斯特殊技術條款要求聯(lián)鎖系統(tǒng)、閉塞系統(tǒng)滿足速度250～400 km/h的高速鐵路需求，且需具備與無線閉塞中心通信的功能。高速鐵路聯(lián)鎖系統(tǒng)增加無線閉塞模塊功能，且應作為集中聯(lián)鎖的一個子系統(tǒng)，集成在車站集中聯(lián)鎖系統(tǒng)硬件中。列車增加車載信號設備，且需具備與既有車載信號設備手動切換的功能。但對新增加的無線閉塞模塊和車載設備需要具備的功能及相關詳細技術條款并未描述。與國內(nèi)完備的高速鐵路信號系統(tǒng)標準相比，俄羅斯的特殊技術條款基本略顯粗糙。

7 結束語

本文對俄羅斯鐵路的閉塞系統(tǒng)、聯(lián)鎖系統(tǒng)和高速鐵路的標準做了簡要介紹，俄羅斯的信號技術標準與我國相應的技術標準基本一致。但由于兩國鐵路發(fā)展歷史、需求以及國情不同，又存在細微的差異。總體兩說，兩國的信號系統(tǒng)還是有很多的共同之處，我國的信號產(chǎn)品進入俄羅斯是有優(yōu)勢的，但仍需要依據(jù)俄羅斯的需求進行適應性修改，同時也需要進行俄羅斯鐵路行業(yè)的準入認證。