王 健，馬 燦，蘇陽平，胡宸瀚

株洲北編組站位于株洲市區(qū)東北部,地處京廣、滬昆兩大鐵路干線的交匯處,承擔著京廣、滬昆、石長三大鐵路干線五個方向貨物列車的到解、編發(fā)及大量地區(qū)車流的集散,是華南地區(qū)最大的編組站,在路網(wǎng)中主要承擔華北、東北等北部地區(qū)與中南、西南等南部地區(qū)的客貨交流運輸和長江以南東部沿海地區(qū)與西南內陸地區(qū)的客貨交流運輸。株洲北編組站綜合自動化系統(tǒng)（簡稱SAM系統(tǒng)）于2017年8月正式開通,其中北發(fā)線（I-VI場聯(lián)線）是株洲北站上行系統(tǒng)開行京廣線列車的唯一徑路,北發(fā)線的列車開行情況直接影響株洲北站上行系統(tǒng)的運輸組織。當車流密集到發(fā)時,如果北發(fā)線開行不暢,會造成上行系統(tǒng)乃至株洲北樞紐的擁堵。株洲北編組站依托SAM系統(tǒng),在使用進路自動辦理功能的基礎上,開發(fā)出進路分段排列、進路命令擇機下達的功能,以提高北發(fā)線通過效率。

SAM系統(tǒng)的進路自動辦理功能,是按照接發(fā)車計劃、調車作業(yè)鉤計劃及現(xiàn)場的作業(yè)進度與設備狀態(tài),選擇最佳時機自動排列進路。計算機自動排列進路相較于人工排列進路,具有判斷條件準、反應速度快的優(yōu)勢,可縮短進路準備時間,進而輔助縮短列車通過時間。

進路自動分段排列是在進路自動辦理的基礎上,將長進路命令分割為若干短進路命令逐段自動下發(fā),可提前列車啟動時機,縮短列車通過時間。然而在列車緊接續(xù)到達時,進路分段排列會遇到“進路接近鎖閉”導致的“進路延時解鎖”問題。根據(jù)北發(fā)線的具體情況,設計分段進路命令的下發(fā)時機,避免“進路延時解鎖”影響列車通行。

1 自動分段排列進路

根據(jù)車站接續(xù)辦理列車通過的需求,在自動排列進路的基礎上實現(xiàn)自動分段排列進路。

針對如圖1所示站場,當VI場VI8G和VI9G的列車準備先后通過北發(fā)線開往I場以外的方向,按常規(guī)辦理方法,VI場先排列SVI8至SL10進路,I場再排列SL10至XBB的進路。VI8G的列車完全出清I_VIG2之前,無法排列SVI9至SL10的進路,后續(xù)列車只能在VI9G上等待,待I_VIG2出清后才能排列SVI9至SL10的進路。

圖1 株洲北站北發(fā)線及VI場（部分）信號平面示意圖

為了提高北發(fā)線列車開行密度,車站值班員希望能緊接續(xù)地辦理列車通過北發(fā)線。即前序列車出清I_VIG2之前,為后續(xù)列車排列VI9G至SL8的進路,允許后續(xù)列車預先啟動,以縮短線路空置時間,提高通過效率。

針對這一需求,SAM系統(tǒng)對此條進路實現(xiàn)自動分段排列。將VI場存車股道至SL10的進路分割為2段短進路,第一段為停車股道至SL8,第二段為SL8至SL10。前序列車出清BFG后,自動下發(fā)VI場VI9G至SL8的進路命令；前序列車出清I_VIG2后,自動下發(fā)SL8至SL10的進路命令。

SAM系統(tǒng)替代人工排路自動分段下發(fā)進路命令,可實現(xiàn)北發(fā)線緊接續(xù)辦理列車通過的目標,使北發(fā)線的開行間隔大幅縮短,通過效率明顯提升。

2 進路延時解鎖及應對

2.1 緊接續(xù)行車引發(fā)的進路延時解鎖

當VI場VI8G和VI9G的列車準備先后通過北發(fā)線開往I場,按進路分段排列的辦理方法,VI8G的列車出清BFG后,VI9G至BFG的進路開放（如圖2所示）,VI9G的列車可向BFG行進。

圖2 后續(xù)進路排列至BFG

通常情況下后續(xù)列車行至BFG時,前序列車早已出清I_VIG2。但如果I場沒有及時為前序列車開放信號,會造成兩列車同時停留在I_VIG2和BFG的情況。前序列車駛離I-VIG2后,后序列車停在BFG等待SL8信號開放,如圖3。

圖3 后序列車停在BFG等待SL 8信號開放

此時,前序列車已出清I_VIG2和N1/N3道岔區(qū)段,但進路延時解鎖,無法排列SL8至SL10進路,使得北發(fā)線通過效率降低。

2.2 進路延時解鎖原因分析

株洲北編組站I場和VI場分別采用了TYJLADX型和TYJL-II型計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)。依照施工圖中的進路表,I場向VI場排列XBB至SL10（始、終端信號機）的進路時,敵對信號為SL10,SL10的接近區(qū)段為“（I_VIG2）”,在I場計算機聯(lián)鎖的站場平面圖上,如圖4,“（I_VIG2）”是SL8至SL10之間的區(qū)段。

圖4 株洲北I場計算機聯(lián)鎖操作表示機站場平面圖

I場計算機聯(lián)鎖采集條件時,將VI場的I_VIG2和BFG合并作為SL10的接近區(qū)段,該區(qū)段的占用狀態(tài)判斷條件見表1。

表1 以I_VIG2和BFG的狀態(tài)判斷SL10的接近區(qū)段的狀態(tài)

因此,VI場向I場排列的SL10至XBB進路,當進路解鎖時,如果SL10的接近區(qū)段占用,按照接近鎖閉條件,進路延時解鎖。

為避免由“進路接近鎖閉”導致的“進路延時解鎖”情況,可以在SL8信號機對側增加列車信號機,使SL10的接近區(qū)段不再包含BFG,則BFG的占用不會導致進路接近鎖閉。但這一改動涉及計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)及室外信號機等設備,牽涉面廣、修改周期長。

2.3 進路接近鎖閉的應對

根據(jù)北發(fā)線的具體情況,設定適當?shù)倪M路命令下發(fā)時機,可避免“進路接近鎖閉”導致的“進路延時解鎖”問題。

根據(jù)前述分析,進路接近鎖閉的原因是后續(xù)列車過早地駛入BFG,形成圖3的情況。后續(xù)列車過早地駛入BFG,是因為后續(xù)列車進路開放過早,即圖2所示情形作為后續(xù)進路開放時機過早。

若等待前序列車完全出清N1/N3道岔進路解鎖后（如圖5）,再為后續(xù)列車排列進路,雖然不會導致接近鎖閉,但后續(xù)進路開放時機過晚,線路空置時間長,不能達到縮短北發(fā)線行車間隔的目的。

圖5 前序列車完全出清N1/N3道岔

仍以VI場VI8G和VI9G的列車準備先后通過北發(fā)線開往I場為例,為盡量縮短列車間隔,應盡早地排列后續(xù)列車VI9G至BFG的進路。

列車到達圖2所示位置后,暫不開放VI9G至BFG的進路,先開放通過N1/N3道岔的信號,見圖6。

如果以下條件成立,圖6所示情況即為排列VI9G至BFG的最佳時機:

圖6 通過N1/N3道岔的信號開放

條件一:設SL10信號開放至列車啟動的時間間隔為T0。列車在SL10信號開放后立即啟動,T0≈0。

條件二:設列車從I_VIG2啟動至完全越過N1/N3道岔的用時為T1；VI9G至BFG進路準備時間為T2；后續(xù)列車從VI9G行至XL15信號機的用時為T3。T0+T1

應用計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)排列一條進路的時間一般為幾秒到幾十秒,進路越長進路準備時間越長；列車通過一條進路的時間一般為幾分鐘到幾十分鐘。依經(jīng)驗,對同一條進路來說,進路建立用時遠小于列車走行用時,即T2<

按照“嚴格按信號顯示要求行車,確保列車安全正點”的要求,列車在SL10信號開放后應立即啟動。條件一成立,且T0<

據(jù)此,條件二簡化為:T1

N1/N3道岔的實際長度明顯小于VI9G至XL15信號機的距離（包含6個道岔）,列車從靜止開始啟動的運行速度基本相當,可推斷T1明顯小于T3。VI場各個存車股道至XL15信號機的距離基本相等。

綜上,圖6所示情況為最佳進路排列時機。利用進路命令自動下發(fā)的功能,將后續(xù)列車進路下發(fā)時機設定為圖6所示,通過功能的改進避免進路接近鎖閉,最大程度地縮小北發(fā)線列車運行間隔,此方法已在實踐中得到驗證。

實際作業(yè)可能出現(xiàn)特殊情況,如果遇到T0+T1≥T2+T3的情況,可引入T延時,當系統(tǒng)檢測到圖6情況時再延后T延時下發(fā)進路命令。T延時可根據(jù)實際調整,保證T0+T1

3 總結

北發(fā)線是株洲北編組站上行系統(tǒng)開行京廣線列車的唯一徑路,北發(fā)線高效通暢對株洲北站運輸工作具有重要意義。為了滿足車站值班員緊接續(xù)地辦理列車通過北發(fā)線的需求,SAM系統(tǒng)采用了自動分段排列進路的技術,實現(xiàn)縮短列車運行間隔；對于列車運行間隔縮小引發(fā)的進路接近鎖閉,采取擇機下發(fā)進路命令的方法解決,并推算出了進路命令下發(fā)的最佳時機。

通過SAM系統(tǒng)修改進路命令自動下發(fā)時機,改動范圍小、周期短,不需要修改計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)或室外設備,達到了縮小北發(fā)線行車間隔,提高通過效率的目的,充分發(fā)揮了株洲北編組站SAM系統(tǒng)的技術優(yōu)勢。