韓永強

(中鐵第四勘察設計院集團有限公司，武漢 430063)

1 背景

市域鐵路是指位于中心城區(qū)與郊區(qū)之間、組團式城鎮(zhèn)之間以及經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)具有同城化需求的相鄰城鎮(zhèn)之間，為滿足與日俱增的通勤需求，采用設計速度100 ～160 km/h，公交化、大運量、快速度、高密度運行的客運專線鐵路。

到發(fā)線有效長一般指到發(fā)線一端出站信號機處警沖標至另一端出站信號機處警沖標之間的距離，是鐵路的主要技術標準之一。根據(jù)《市域鐵路設計規(guī)范》（T/CRS C0101-2017）[1]要求，市域鐵路到發(fā)線有效長應根據(jù)線路通過能力、列控系統(tǒng)控車要求以及遠期列車編組長度綜合計算確定，而該規(guī)范中未對到發(fā)線具體長度做出規(guī)定，因此本文結(jié)合國鐵制式相關標準、規(guī)范以及設計經(jīng)驗，對采用國鐵信號系統(tǒng)制式的市域鐵路到發(fā)線有效長進行分析、探討。

2 到發(fā)線有效長方案探討

市域鐵路采用國鐵信號系統(tǒng)制式時，列控系統(tǒng)一般采用CTCS-0 級或CTCS-2 級+列車自動運行（ATO）方式。其中CTCS-0 級列控系統(tǒng)適用于利用既有普速鐵路開行市域列車，從工程投資、施工風險等方面綜合考慮，一般維持既有普速鐵路CTCS-0 級列控系統(tǒng)不變，通過利用既有站、改造既有站以及新建車站相結(jié)合的方式對既有鐵路進行適應性改造，其中新建車站只考慮市域列車?？?；CTCS-2 級+ATO 適用于新建線路的市域鐵路項目。

市域鐵路列車分為市域A 型、市域D 型、CRH 市域型3 種類型，根據(jù)運營組織需求可靈活采用4 輛、6 輛、8 輛編組運行。根據(jù)調(diào)查，采用4 輛、6 輛、8 輛編組時列車車體最大長度分別為101.4 m、152.4 m、201.4 m，因此對應站臺長度為110 m、160 m、210 m。

下面分別就采用CTCS-0 級和CTCS-2 級兩種不同等級列控系統(tǒng)時對股道有效長要求進行分析、探討。

2.1 采用CTCS-0級列控系統(tǒng)時到發(fā)線有效長

CTCS-0 級列控系統(tǒng)即通用機車信號+列車運行監(jiān)控記錄裝置（LKJ）相結(jié)合方式，以地面信號作為運行憑證。因此市域列車采用CTCS-0 級列控系統(tǒng)運行時，其到發(fā)線有效長需按照LKJ 停車控制模式距離計算確定。根據(jù)《列車運行監(jiān)控裝置（LKJ）控制模式設定規(guī)范（2015 版）》（鐵總運[2015]102 號）規(guī)定，LKJ 是以常用制動控制模式為主、緊急制動控制模式作為后備方式，來保證列車安全運行，當常用制動指令得不到有效執(zhí)行，列車速度不能有效控制時，將采用緊急制動指令強行使列車停車 。

LKJ 車載設備規(guī)定的防止列車冒進信號的停車控制距離S的計算公式為S=Se+Sa+Sk，Se為有效制動距離、Sa為安全距離、Sk為列車空走距離。由于列車在運行過程中受現(xiàn)場運行環(huán)境多種因素影響，其制動距離有一定離散性，且速度越高離散性就越大，因此安全距離Sa=A+0.5V0，A為安全距離常量，站內(nèi)采用常用制動方式時A=50 m，采用緊急制動方式時A=20 m，V0為列車的運行速度[2]。

綜上所述，市域鐵路到發(fā)線有效長=警沖標至出站信號機距離+安全距離+站臺長度+安全距離 +警沖標至出站信號機距離。市域鐵路車站站內(nèi)道岔選型一般采用12 號或者18 號道岔，其中采用12號道岔時安全距離Sa=72.5 m，采用18 號道岔時安全距離Sa=90 m。

因此針對市域鐵路站場采用不同類型轍叉號道岔以及列車不同編組情況，到發(fā)線有效長計算如下。

1）站內(nèi)采用12 號道岔

采用4 輛編組時，到發(fā)線有效長=(5+72.5)×2+110=265 m。

采用6 輛編組時，到發(fā)線有效長=(5+72.5)×2+160=315 m。

采用8 輛編組時，到發(fā)線有效長=(5+72.5)×2+210=365 m。

2）站內(nèi)采用18 號道岔

采用4 輛編組時，到發(fā)線有效長=(5+90)×2+110=300 m。

采用6 輛編組時，到發(fā)線有效長=(5+90)×2+160=350 m 。

采用8 輛編組時，到發(fā)線有效長=(5+90)×2+210=400 m 。

2.2 采用CTCS-2級列控系統(tǒng)時到發(fā)線有效長

CTCS-2 級列控系統(tǒng)是以車載信號作為行車憑證，基于點式應答器和軌道電路傳輸列車運行許可信息，并采用目標—距離連續(xù)速度控制模式監(jiān)控列車安全運行的列車運行控制系統(tǒng)[3]。因此市域列車采用CTCS-2 級列控系統(tǒng)運行時，車站到發(fā)線有效長除滿足列車長度要求外，還需考慮CTCS-2 級列控車載系統(tǒng)的安全防護距離、警沖標至出站信號機距離以及列車司機控車余量。

2.2.1 車體長度

采用4 輛、6 輛、8 輛編組時列車車體最大長度分別為101.4 m、152.4 m、201.4 m，因此對應站臺長度為110 m、160 m、210 m。

2.2.2 安全防護距離

根據(jù)CTCS-2 級列控系統(tǒng)相關車載規(guī)范要求，車站范圍內(nèi)列車在完全監(jiān)控模式下運行時，CTCS-2 級列控系統(tǒng)計算的列車停車點，即最大常用制動終點為出站信號機外方60 m 處。因此CTCS-2 級列控系統(tǒng)站內(nèi)安全防護距離為60 m，考慮到一定的誤差，出站應答器組設置于距離出站信號機65 m 處[4]。

2.2.3 警沖標至出站信號機距離

警沖標至出站信號機距離應不小于列車車頭距其第一輪對距離，綜合各種型號動車組，該值取5 m[5]。

2.2.4 司機控車余量

考慮到司機對低速運行列車的可操作性以及舒適駕駛，一般在出站應答器組與站臺端部之間預留10 m 的控車余量。

根據(jù)以上原則，CTCS-2 級列控系統(tǒng)對車站到發(fā)線有效長需求計算如下。

1）貫通式車站

貫通式車站雙向使用的到發(fā)線有效長為到發(fā)線一端警沖標至另一端警沖標距離，如圖1 所示。

采用不同編組方式時，到發(fā)線有效長分別為：

4 輛編組時，到發(fā)線有效長=(5+65+5+10)×2+110=280 m；

6 輛編組時，到發(fā)線有效長=(5+65+5+10)×2+160=330 m；

基層設施層、智能感知層和網(wǎng)絡通信層屬于IaaS層?；A設施是包括駐地管網(wǎng)和線路，機房以及其他配套設施。智能感知層和物聯(lián)網(wǎng)感知設備之間聯(lián)系較為密切，其中包括自動化控制設備和智能感知設備，可以實現(xiàn)園區(qū)內(nèi)部人力、物力和財力參數(shù)，以及狀態(tài)、流向和環(huán)境參數(shù)的實時感知、采集、傳輸和控制，可以實現(xiàn)統(tǒng)一化管理和控制。網(wǎng)絡通信層作為智慧園區(qū)數(shù)據(jù)傳輸和共享的關鍵所在，需要在信息網(wǎng)絡和智能感知信息系統(tǒng)傳輸網(wǎng)絡。

8 輛編組時，到發(fā)線有效長=(5+65+5+10)×2+210=380 m 。

2）盡頭式車站

市域鐵路線路起點車站、終點車站多采用盡頭式，如圖2 所示。鑒于盡頭式車站列車“終到始發(fā)”的作業(yè)特點，對于其到發(fā)線發(fā)車端可以考慮將列車端頭位于出站應答器組外方，應答器組設置于距離出站信號機20 m 處，從而不考慮安全防護距離；對于盡頭端則需要考慮安全防護距離、擋車器長度以及擋車器距車檔長度等因素，其中擋車器及擋車器距車檔距離需根據(jù)擋車器型號確定。

采用不同編組方式時，到發(fā)線有效長分別為：

4 輛編組時， 到發(fā)線有效長=5+20+5+110+5+65 +5=215 m；

圖2 采用CTCS-2級列控系統(tǒng)時盡頭式車站到發(fā)線有效長示意圖Fig.2 Schematic diagram of effective length of receiving-departure track at bay station with CTCS-2

6 輛編組時， 到發(fā)線有效長=5+20+5+160+5+65 +5=265 m；

由于線路選線、站場選址等因素采用高架站或地下站時，受周邊城市拆遷量、地下挖方量、工程投資等因素控制，造成到發(fā)線有效長不能滿足正常停車控制要求時，可通過采用特殊列控系統(tǒng)方案技術手段來解決到發(fā)線有效長不足問題。如在進站信號機處設置A 點有源應答器，按一般車站的正常邏輯控制列車進站停車。但對于B 點至股道端頭出站信號機之間的速度描述為15 km/h，并將其對C 點應答器組的鏈接反應設置為緊急制動；在股道中間適當位置（經(jīng)驗值為距離股道端頭出站信號機150 m）設置B點無源應答器組，該應答器組提供給列車的控車數(shù)據(jù)能使列車越過A 點應答器組提供的列車停車點，且在B 點以不超過20 km/h 的速度繼續(xù)行駛至B 點應答器組提供的列車停車點，但必須保證列車正常情況下不得越過C 點；在股道端頭距離出站信號機適當位置處設置C 點無源應答器組，其數(shù)據(jù)描述為絕對停車、調(diào)車危險以及目視行車危險等。該應答器組距離滑動擋車器距離不小于采用5‰下坡道時，列車由15 km/h 至0 的緊急制動距離[6-7]，應答器組布置如圖3 所示。該方案已成功運用于廣珠城際珠海站、廣深港高鐵福田站等項目。

圖3 困難條件下盡頭式車站應答器布置示意圖Fig.3 Schematic diagram of balise arrangement at bay station under difficult conditions

故困難條件下，采用不同編組方式時，到發(fā)線有效長分別為：

4 輛編組時，到發(fā)線有效長=5+20+5+110+5+30+5=180 m；

6 輛編組時， 到發(fā)線有效長=5+20+5+160+5+30+5=230 m；

8 輛編組時， 到發(fā)線有效長=5+20+5+210+5+30+5=280 m。

另外，根據(jù)調(diào)查，國鐵信號系統(tǒng)各個列控車載設備供應商都對安全防護距離進行了優(yōu)化，優(yōu)化后取值為40 m[8]。因此采用CTCS-2 級列控系統(tǒng)時，到發(fā)線有效長在上面計算結(jié)果的基礎上還可以相應縮短，其中貫通式車站到發(fā)線有效長可縮短40 m，盡頭式可縮短20 m。

3 結(jié)束語

到發(fā)線有效長作為鐵路的主要技術標準之一，其合理性直接影響土建工程投資、車站運輸效率等。而影響到發(fā)線有效長的因素諸多，本文僅通過對CTCS-0 級、CTCS-2 級列控系統(tǒng)停車控制模式的分析，提出市域鐵路采用國鐵信號系統(tǒng)制式時CTCS-0 級和CTCS-2 級列控系統(tǒng)下不同站型、不同車輛編組對到發(fā)線的具體長度要求，可用于指導市域鐵路的設計，具有較強的借鑒意義。